In hun streven om verkenningsdoelen voor de toekomst te stellen, lanceerde het Discovery Program van NASA de oproep tot het indienen van voorstellen voor hun dertiende Discovery-missie in februari 2014. Na de 27 aanvankelijke voorstellen te hebben beoordeeld, selecteerde een panel van NASA en andere wetenschappers en ingenieurs onlangs vijf halve finalisten voor aanvullend onderzoek en ontwikkeling, waarvan er een of twee tegen de jaren 2020 van start zullen gaan.
Met het oog op Venus, objecten nabij de aarde en asteroïden kijken deze missies voorbij Mars om andere vragen over de geschiedenis en vorming van ons zonnestelsel te beantwoorden. Onder hen is de voorgestelde Psyche-missie, een robotachtig ruimtevaartuig dat de metalen asteroïde met dezelfde naam - 16 Psyche - zal verkennen in de hoop enig licht te werpen op de mysteries van planeetvorming.
Ontdekt door de Italiaanse astronoom Annibale de Gasparis op 17 maart 1852 - en vernoemd naar een Griekse mythologische figuur - is Psyche een van de tien meest massieve asteroïden in de asteroïdengordel. Het is ook de meest massieve asteroïde van het M-type, een speciale klasse met betrekking tot asteroïden die voornamelijk bestaan uit nikkel en ijzer.
Al geruime tijd speculeren wetenschappers dat deze metalen asteroïde in feite de overlevende is van een protoplaneet. In dit scenario werd een gewelddadige botsing met een planetesimaal van de buitenste, rotsachtige lagen van Psyche verwijderd, waardoor alleen het dichte, metalen interieur achterbleef. Deze theorie wordt ondersteund door schattingen van de bulkdichtheid, spectra en eigenschappen van het oppervlak van Psyche; die allemaal laten zien dat het een object is dat anders is dan alle andere in de gordel.
Bovendien lijkt deze compositie van 16 Psyche opvallend veel op die van de metalen kern van de aarde. Gezien het feit dat astronomen denken dat grotere planeten zoals Venus, Aarde en Mars zijn ontstaan door de botsing en samensmelting van kleinere werelden, zou Psyche de overblijfselen kunnen zijn van een protoplaneet die geen groter lichaam heeft kunnen creëren.
Als zo'n planetesimaal was geraakt door een object dat groot genoeg was, had het zijn buitenkant met een lagere massa kunnen verliezen terwijl de kern intact was gebleven. Het bestuderen van dit 250 km (155 mijl) brede lichaam biedt dus een unieke kans om meer te leren over het interieur van planeten en grote manen, waarvan de kernen verborgen zijn onder vele kilometers rots.
Dr. Linda Elkins-Tanton van de School of Earth and Space Exploration van de Arizona State University is de hoofdonderzoeker van deze missie. Zoals zij en haar team zeiden in hun missievoorstel, dat oorspronkelijk was ingediend als onderdeel van de 45ste conferentie over maan- en planeetwetenschappen (2014):
'Deze missie zou een reis terug in de tijd zijn naar een van de vroegste periodes van planetaire aanwas, toen de eerste lichamen niet alleen verschilden, maar werden verpulverd, versnipperd en door botsingen vergiftigd. Het is ook een verkenning, bij volmacht, van de interieurs van terrestrische planeten en satellieten van vandaag: we kunnen op geen enkele andere manier een metalen kern bezoeken.
"Om al deze redenen, in combinatie met de relatieve toegankelijkheid van goedkope rendez-vous en baan, is Psyche een uitstekend doelwit voor een missie van Discovery-klasse die de geologie, vorm, elementaire samenstelling, het magnetische veld en de massadistributie zou karakteriseren."
Een robotmissie naar Pysche zou astronomen ook helpen meer te weten te komen over metalen werelden, een type zonnestelselobject waarover wetenschappers heel weinig weten. Maar misschien wel de grootste reden om 16 Psyche te bestuderen, is het feit dat het uniek is. Tot dusver is dit lichaam het enige metalen kernachtige lichaam dat in het zonnestelsel is ontdekt.
Het voorgestelde ruimtevaartuig zou Psyche zes maanden in een baan om de aarde draaien en de topografie, oppervlaktekenmerken, zwaartekracht, magnetisme en andere kenmerken bestuderen. De missie zou ook kosteneffectief en snel te lanceren zijn, omdat deze grotendeels is gebaseerd op technologie die in de maak was van NASA's Dawn-sonde. De Dawn-missie bevindt zich momenteel in een baan rond Ceres en heeft de effectiviteit van veel nieuwe technologieën aangetoond, waaronder niet in de laatste plaats de xenon-ionen-boegschroef.
De Psyche orbiter-missie werd op 30 september 2015 geselecteerd als een van de vijf halve finalisten van het Discovery Program. Elk voorstel heeft 3 miljoen dollar ontvangen voor jarenlange studies om gedetailleerde missieplannen op te stellen en de risico's te verminderen. Een of twee finalisten worden geselecteerd om het programmabudget van $ 450 miljoen te ontvangen (minus de kosten van een lanceervoertuig en missieactiviteiten) en zullen op zijn vroegst in 2020 worden gelanceerd.
