Το ηλιακό ιστιοπλοϊκό όχημα της NASA για να κυνηγήσει έναν μικρό αστεροειδή μετά την εκτόξευση της Artemis I

Η NEA Scout θα επισκεφθεί έναν αστεροειδή που εκτιμάται ότι είναι μικρότερος από σχολικό λεωφορείο – ο μικρότερος αστεροειδής που έχει μελετηθεί ποτέ από διαστημόπλοιο.

Εκτόξευση με μη επανδρωμένη δοκιμαστική πτήση Artemis I, NASAΈνας αστεροειδής κοντά στη Γη στο μέγεθος ενός κουτιού παπουτσιών θα κυνηγήσει αυτό που θα γινόταν ο μικρότερος αστεροειδής που έχει επισκεφτεί ποτέ διαστημόπλοιο. Θα φτάσει εκεί εκτοξεύοντας ένα ηλιακό πανί για να αξιοποιήσει την ηλιακή ακτινοβολία για πρόωση, καθιστώντας την την πρώτη διαστημική αποστολή του οργανισμού στο είδος του.

Ο στόχος είναι το 2020 GE, ένας αστεροειδής κοντά στη Γη (NEA) με μέγεθος μικρότερο από 60 πόδια (18 μέτρα). Αστεροειδής με πλάτος μικρότερο από 330 πόδια (100 μέτρα) δεν έχουν ανιχνευθεί από κοντά στο παρελθόν. Το διαστημόπλοιο θα χρησιμοποιήσει την επιστημονική του κάμερα για να ρίξει μια πιο προσεκτική ματιά, μετρώντας το μέγεθος, το σχήμα, την περιστροφή και τις ιδιότητες της επιφάνειας ενός αντικειμένου, ενώ θα αναζητήσει τυχόν σκόνη και συντρίμμια που μπορεί να περιβάλλουν το GE 2020.

Δεδομένου ότι η ανάλυση της κάμερας είναι μικρότερη από 4 ίντσες (10 εκατοστά) ανά εικονοστοιχείο, η επιστημονική ομάδα της αποστολής θα είναι σε θέση να προσδιορίσει εάν το 2020 GE είναι συμπαγές — σαν βράχος — ή αν αποτελείται από μικρότερους βράχους και σκόνη που συγκεντρώνονται μαζί όπως μερικοί από τους μεγαλύτερους αστεροειδή ξαδέρφια του.Όπως ο αστεροειδής Bennu.

Χάρη στις ανακαλύψεις των NEA από επίγεια παρατηρητήρια, έχουν εντοπιστεί αρκετοί στόχοι για το NEA Scout, όλοι σε απόσταση 16 έως 100 ποδιών. [5-to-30-meter] «Μέγεθος κλίμακας», είπε η Τζούλι Καστίγιο-Ρογκ, η κύρια επιστημονική ερευνήτρια της αποστολής στο Εργαστήριο Αεριωθούμενης Προώθησης της NASA στη Νότια Καλιφόρνια. “Το 2020 GE αντιπροσωπεύει μια κατηγορία αστεροειδών για την οποία αυτή τη στιγμή γνωρίζουμε πολύ λίγα.”

Το NEA Scout αποτελείται από ένα μικρό CubeSat σε μέγεθος κουτιού παπουτσιών (πάνω αριστερά) και ένα λεπτό ηλιακό πανί με επένδυση αλουμινίου σε μέγεθος γήπεδο τένις (κάτω αριστερά). Μετά την εκτόξευση του διαστημικού σκάφους στο Artemis I, το πανί θα χρησιμοποιήσει το ηλιακό φως για να ωθήσει το CubeSat σε έναν μικρό αστεροειδή (που φαίνεται στην εικόνα, δεξιά). πίστωση: NASA

Το 2020 GE εντοπίστηκε για πρώτη φορά στις 12 Μαρτίου 2020 από το Πανεπιστήμιο της Αριζόνα Catalina Sky Survey Στο πλαίσιο της αναζήτησής της για αντικείμενα κοντά στη Γη για τη NASA Γραφείο Συντονισμού Πλανητικής Άμυνας.

Αναπτύχθηκε υπό την επίβλεψη της NASA Διεύθυνση Προηγμένων Συστημάτων Εξερεύνησης από το Marshall Space Flight Center στο Χάντσβιλ της Αλαμπάμα και Εργαστήριο Jet Propulsion, το NEA Scout είναι μια αποστολή επιθεώρησης επιστήμης και τεχνολογίας που θα προωθήσει την κατανόηση του οργανισμού σχετικά με τις μικρές και μεσαίες επιχειρήσεις. χρησιμοποιώντας έξι μονάδες παράγοντας μορφής CubeSat, θα οδηγήσετε ως ένας από τους 10 Δευτερεύοντα ωφέλιμα φορτία στο πανίσχυρο Space Launch System (SLS), το οποίο δεν θα εκτοξευθεί πριν από τον Μάρτιο του 2022 στο Διαστημικό Κέντρο Κένεντι της NASA στη Φλόριντα. Στη συνέχεια, το NEA Scout θα αναπτυχθεί από έναν διανομέα συνδεδεμένο στον δακτύλιο προσαρμογέα που συνδέει τον πύραυλο και το διαστημόπλοιο Orion.

Η αποστολή θα χρησιμεύσει ως έξυπνος ανιχνευτής για μελλοντικές ανθρώπινες και ρομποτικές αποστολές που ενδέχεται να χρησιμοποιούν πόρους αστεροειδών — και θα αποκτήσει σημαντικές γνώσεις για την πλανητική άμυνα σε αυτήν την κατηγορία NEA.

«Αν και οι μεγάλοι αστεροειδείς είναι οι πιο ανησυχητικοί από την άποψη της πλανητικής άμυνας, αντικείμενα όπως το 2020 GE είναι πιο κοινά και θα μπορούσαν να αποτελέσουν απειλή για τον πλανήτη μας, παρά το μικρό τους μέγεθος», δήλωσε ο Castillo Rogues. ο Μετεωρίτης Τσελιάμπινσκ Προκλήθηκε από έναν μικρό αστεροειδή – περίπου 65 πόδια (20 μέτρα) σε διάμετρο – που εξερράγη πάνω από τη ρωσική πόλη στις 15 Φεβρουαρίου 2013, προκαλώντας σεισμό που έσπασε παράθυρα σε όλη την πόλη και τραυμάτισε περισσότερους από 1.600 ανθρώπους. Αυτή ήταν η ίδια κατηγορία NEA με το 2020 GE.

Χαμηλή μάζα, υψηλή απόδοση

Η εκμάθηση περισσότερων για τον αστεροειδή 2020 GE είναι μόνο μέρος της δουλειάς για το NEA Scout. Θα παρουσιάσει επίσης την τεχνολογία ηλιακών πανιών για συναντήσεις στο βάθος του διαστήματος. Όταν εκτοξεύεται από τον διανομέα του μετά την εκτόξευση, το διαστημόπλοιο θα χρησιμοποιεί ανοξείδωτο χάλυβα ράβδος Για να καθαρίσετε ένα ηλιακό πανί που εκτείνεται από μια μικρή δέσμη σε ένα πανί στο μέγεθος ενός γηπέδου τένις ή 925 τετραγωνικά πόδια (86 τετραγωνικά μέτρα).

Κατασκευασμένο από αλουμίνιο με πλαστική επίστρωση που είναι πιο λεπτό από ανθρώπινη τρίχα, αυτό το ελαφρύ πανί που μοιάζει με καθρέφτη θα δημιουργήσει ώθηση ανακλώντας ηλιακά φωτόνια – κβαντικά σωματίδια φωτός που ακτινοβολούν από τον ήλιο. Το πανί θα παρέχει το μεγαλύτερο μέρος της ώθησης του NEA Scout, αλλά μικρές ωθήσεις κρύου αερίου με περιορισμένη παροχή καυσίμου θα βοηθήσουν επίσης στους ελιγμούς και στο τιμόνι.

«Η γένεση αυτού του έργου ήταν ένα ερώτημα: Μπορούμε πραγματικά να χρησιμοποιήσουμε ένα μικρό διαστημόπλοιο για να πραγματοποιήσουμε αποστολές στο βαθύ διάστημα και να παράγουμε χρήσιμη επιστήμη με χαμηλό κόστος;» είπε ο Les Johnson, επικεφαλής τεχνολογικός ερευνητής της αποστολής στο Marshall. “Αυτό είναι μια μεγάλη πρόκληση. Για αποστολές χαρακτηρισμού αστεροειδών, απλά δεν υπάρχει αρκετός χώρος στο CubeSat για τα μεγάλα συστήματα πρόωσης και τα καύσιμα που χρειάζεστε.”

Το ηλιακό φως λειτουργεί ως σταθερή δύναμη, έτσι ένα μικρό διαστημόπλοιο εξοπλισμένο με ένα μεγάλο ηλιακό πανί μπορεί τελικά να ταξιδέψει αρκετά μίλια το δευτερόλεπτο. Τα ηλιακά πανιά είναι ένα σύστημα πρόωσης υψηλής απόδοσης για διαστημόπλοια χαμηλής μάζας και μικρού όγκου, σύμφωνα με τον Johnson. Το NEA Scout θα κάνει ελιγμούς γέρνοντας και γέρνοντας το πανί του για να αλλάξει τη γωνία του ηλιακού φωτός, αλλάζοντας την ποσότητα ώθησης και την κατεύθυνση του ταξιδιού, παρόμοια με το πώς ένα σκάφος χρησιμοποιεί τον άνεμο για να πλεύσει.

Τον Σεπτέμβριο του 2023, ο αστεροειδής 2020 GE θα πλησιάσει τη Γη και με τη βοήθεια της βαρύτητας από τη Σελήνη, ο NEA Scout θα έχει συγκεντρώσει αρκετή ταχύτητα για να καλύψει τη διαφορά. Οι πλοηγοί της αποστολής θα προσαρμόσουν την πορεία του NEA Scout πριν το διαστημόπλοιο πλησιάσει σε απόσταση ενός μιλίου από τον αστεροειδή.

«Το NEA Scout θα πετύχει πιθανώς την πιο αργή πτήση αστεροειδούς ποτέ – σχετική ταχύτητα μικρότερη από 100 πόδια [30 meters] είπε ο Castillo Rogues. «Αυτό θα μας δώσει μερικές ώρες για να συγκεντρώσουμε πολύτιμη επιστήμη και θα μας επιτρέψει να δούμε πώς μοιάζουν οι αστεροειδείς σε αυτήν την κατηγορία από κοντά».

Η NEA Scout ανοίγει το δρόμο για μελλοντικά ηλιακά πανιά: NASA Advanced Composite Solar Sail System Θα παρουσιάσει νέο, ελαφρύ ηλιακό πανί CubeSat που αναπτύσσει όπλα μετά την εκτόξευση το 2022. ηλιακό καταδρομικόΗ τεχνολογία ηλιακών πανιών 18.000 τετραγωνικών ποδιών (σχεδόν 1.700 τετραγωνικών μέτρων) θα χρησιμοποιήσει το ηλιακό φως για να ταξιδέψει προς τον ήλιο το 2025, κάτι που θα επιτρέψει στις μελλοντικές αποστολές να παρακολουθούν καλύτερα τον καιρό στο διάστημα.