Το Ars περιηγείται στο καθαρό δωμάτιο του διαστημικού σκάφους Psyche σε τροχιά αστεροειδή στο JPL

Η Ars Technica είχε την ευκαιρία να περιηγηθεί στο Εργαστήριο Jet Propulsion της NASA στην Καλιφόρνια αυτή την εβδομάδα, όπου ήταν σκόπιμο να Κοιτάξτε καθαρό δωμάτιο Το διαστημόπλοιο Psyche έχει σχεδόν τελειώσει. Αυτή η φιλόδοξη αποστολή, που πήρε το όνομά της από έναν ομώνυμο αστεροειδή που θα εξερευνήσετε, έχει προγραμματιστεί να εκτοξευθεί τον Αύγουστο με έναν πύραυλο Falcon Heavy. Οι επιστήμονες ελπίζουν ότι μαθαίνοντας περισσότερα για αυτόν τον ασυνήθιστο αστεροειδή θα προωθήσει την κατανόησή μας για το σχηματισμό των πλανητών και τις πρώτες μέρες του ηλιακού μας συστήματος.

Ανακαλύφθηκε από έναν Ιταλό αστρονόμο τον Μάρτιο του 1852 Anibal de Gasparis16 ψυχικός Αστεροειδής τύπου Μ. (που σημαίνει ότι έχει υψηλή περιεκτικότητα σε μέταλλα) περιφέρεται γύρω από τον ήλιο στην κύρια ζώνη των αστεροειδών, μοιάζοντας ασυνήθιστα με πατάτα. Η από καιρό ευνοημένη υπόθεση είναι ότι η Ψυχή είναι ο εκτεθειμένος ορυκτός πυρήνας ενός πρωτοπλανήτη (ένας μικρότερος πλανήτης) από τις πρώτες μέρες του ηλιακού μας συστήματος, με τον φλοιό και τον μανδύα του να απογυμνώνονται από συγκρούσεις (ή πολλαπλές συγκρούσεις) με άλλα αντικείμενα. Τα τελευταία χρόνια, οι επιστήμονες κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι οι εκτιμήσεις για τη μάζα και την πυκνότητα δεν αντιστοιχούν Υπολείμματα εξολοκλήρου μετάλλου. Αντίθετα, είναι πιθανό να είναι ένα πολύπλοκο μείγμα ορυκτών και πυριτικών αλάτων.

Εναλλακτικά, ο αστεροειδής μπορεί κάποτε να ήταν το αρχικό σώμα μιας συγκεκριμένης κατηγορίας πετρώδους και σιδερένιου μετεωρίτη, εκείνους που θρυμματίστηκαν και ανασχηματίστηκαν για να σχηματίσουν ένα μείγμα μετάλλου και πυριτικών αλάτων. ή ίσως κάτι παρόμοιο 1 σειράένας πλανήτης νάνος στη ζώνη των αστεροειδών μεταξύ των τροχιών του Άρη και του Δία – με εξαίρεση το 16 Psyche μπορεί να έχει βιώσει μια περίοδο ηφαιστείων σιδήρου κατά τη διάρκεια της ψύξης, αφήνοντας πολύ εμπλουτισμένα ορυκτά σε αυτά τα ηφαιστειακά κέντρα.

Οι επιστήμονες υποπτεύονται εδώ και καιρό ότι οι μεταλλικοί πυρήνες βρίσκονται τόσο βαθιά όσο και επίγειοι πλανήτες όπως η Γη. Αλλά αυτοί οι πυρήνες είναι θαμμένοι πολύ μακριά κάτω από τον μανδύα και τις κρούστες των βράχων για να τους εντοπίσουν οι ερευνητές. Ως το μόνο ορυκτό αντικείμενο που ανακαλύφθηκε ποτέ, το Psyche παρέχει μια ιδανική ευκαιρία να ρίξει φως στο πώς σχηματίστηκαν οι βραχώδεις πλανήτες του Ηλιακού μας Συστήματος (Γη, Ερμής, Αφροδίτη και Άρης). Η NASA συμφώνησε αυτοαποστολή Το 2017, με στόχο την αποστολή ενός διαστημικού σκάφους σε τροχιά γύρω από τον αστεροειδή και τη συλλογή σημαντικών δεδομένων για τις ιδιότητές του.

«Η κατανόησή μας για το τι μπορεί να είναι η Ψυχή δεν έχει αλλάξει πολύ τα τελευταία χρόνια», είπε στο Ars η Linda Elkins Tanton από το Πολιτειακό Πανεπιστήμιο της Αριζόνα, κύρια ερευνήτρια για το έργο Psyche. “Θα έπρεπε να έχει σημαντική περιεκτικότητα σε μέταλλα, αλλά ποτέ δεν μάθαμε πόσο. Θα μπορούσε να είναι μέρος ενός ορυκτού πυρήνα ενός μικρού πλανήτη από τις αρχές του ηλιακού συστήματος ή θα μπορούσε να είναι κάτι που δεν έλιωσε ποτέ και δεν σχημάτισε πυρήνα, αλλά είχε αναμεμειγμένα ορυκτά μέσα μαζί του, όπως τα βότσαλα με έναν βράχο.” Δεν θα μάθουμε πραγματικά μέχρι να φτάσουμε εκεί.”

Πολλά όργανα θα βρίσκονται στο διαστημόπλοιο Psyche για τη συλλογή αυτών των πολύτιμων επιστημονικών δεδομένων. Υπάρχει μια πολυφασματική συσκευή απεικόνισης ικανή να παράγει εικόνες υψηλής ανάλυσης αρκετή ώστε οι επιστήμονες να πουν τη διαφορά μεταξύ των ορυκτών και των πυριτικών (ορυκτών) συστατικών ενός αστεροειδούς. Το έργο της χαρτογράφησης της σύνθεσης του αστεροειδούς και της αναγνώρισης όλων των στοιχείων ανήκει στο φασματόμετρο ακτίνων γάμμα και νετρονίων. Υπάρχει επίσης ένα μαγνητόμετρο που μετρά και σχεδιάζει τυχόν υπολείμματα ενός μαγνητικού πεδίου. Τέλος, το σύστημα ραδιοεπικοινωνίας μικροκυμάτων θα μπορεί επίσης να μετρήσει το βαρυτικό πεδίο του αστεροειδούς και να πάρει στοιχεία για την εσωτερική του δομή.

Η κατασκευή, που κατασκευάστηκε από μια δορυφορική εταιρεία που ονομάζεται Maxar Technologies, παραδόθηκε τον περασμένο Απρίλιο. Έχει περίπου το μέγεθος ενός επιβατικού φορτηγού και έχει κατασκευαστεί σε μεγάλο βαθμό χρησιμοποιώντας εμπορική τεχνολογία off-the-shelf. «Μόλις το διαστημόπλοιο φτάσει στο διάστημα, θα χρησιμοποιήσει ένα καινοτόμο μέσο πρόωσης, γνωστό ως Hall thrusters, για να φτάσει στον αστεροειδή», ανώτερος συντάκτης του διαστήματος στο Ars Τα βιβλία του Έρικ Μπέργκερ πέρυσι. “Αυτή θα είναι η πρώτη φορά που ένα διαστημικό σκάφος θα αποτολμήσει στο βαθύ διάστημα χρησιμοποιώντας προωθητές Hall, και ελλείψει αυτής της τεχνολογίας, η αποστολή Psyche πιθανότατα δεν θα συμβεί – σίγουρα όχι με κόστος κάτω από ένα δισεκατομμύριο δολάρια.” εδώ Λίγο περισσότερο από έναν Μπέργκερ Σχετικά με αυτήν την καινοτόμο προσέγγιση:

Οι κινητήρες χημικής πρόωσης είναι εξαιρετικοί για να απομακρύνουν πυραύλους από την επιφάνεια της Γης όταν χρειάζεστε μια ισχυρή έκρηξη ενέργειας για να βγείτε από το βαρυτικό πηγάδι του πλανήτη. Αλλά οι χημικοί πυραυλοκινητήρες δεν είναι οι πιο αποδοτικές μηχανές στον κόσμο, επειδή λειτουργούν άγρια. Μόλις το διαστημικό σκάφος βρίσκεται στο διάστημα, υπάρχουν πιο αποδοτικά καύσιμα μέσα πλοήγησης. Η NASA προσπαθούσε [solar electric propulsion] τεχνολογία για λίγο. Η διαστημική υπηρεσία δοκίμασε αρχικά την τεχνολογία ηλεκτρικής πρόωσης στην αποστολή Deep Space 1, η οποία εκτοξεύτηκε το 1998, και αργότερα στην αποστολή Dawn το 2007 που επισκέφτηκε τη Vesta και τη Ceres στη ζώνη των αστεροειδών.

Αυτά τα διαστημόπλοια χρησιμοποιούσαν προωθητές ιόντων. Οι προωστήρες Hall, αντίθετα, χρησιμοποιούν απλούστερο σχεδιασμό, με μαγνητικό πεδίο για να περιορίζει τη ροή του καυσίμου. Αυτοί οι προωθητήρες εφευρέθηκαν στη Σοβιετική Ένωση και αργότερα προσαρμόστηκαν για εμπορικούς σκοπούς από τη Maxar και άλλες εταιρείες. Πολλοί από τους μεγαλύτερους δορυφόρους επικοινωνιών σε γεωστατική τροχιά σήμερα, όπως αυτοί που εκπέμπουν το DirecTV, χρησιμοποιούν προωθητές Hall για να συγκρατούν τον σταθμό.

Η χρήση της τεχνολογίας που βασίζεται στην ώθηση του Hall έδωσε τη δυνατότητα σε επιστήμονες και μηχανικούς της αποστολής να σχεδιάσουν ένα μικρότερο, πιο προσιτό διαστημόπλοιο. Κάθε ένας από τους προωθητές Hall στο Psyche θα παράγει τρεις φορές περισσότερη ώθηση από τους προωθητές ιόντων στο διαστημόπλοιο Dawn και μπορεί να χειριστεί διπλάσια ενέργεια. Αυτό θα επιτρέψει στο διαστημόπλοιο να φτάσει στον αστεροειδή Psyche, που βρίσκεται στην κύρια ζώνη, τον Ιανουάριο του 2026, μετά από ένα ταξίδι 3,5 ετών.

Ψυχική ομάδα Δοκιμασμένες διπλές ηλιακές συστοιχίες Τον Μάρτιο, προσάρτησε τις συστοιχίες στο κύτος του διαστημικού σκάφους και τις άνοιξε κατά μήκος, πριν αποθηκεύσει τα πάνελ μέχρι την εκτόξευση του Αυγούστου. Οι πέντε ηλιακές συστοιχίες πολλαπλών πάνελ είναι οι μεγαλύτερες που έχουν εγκατασταθεί ποτέ στο JPL, με εμβαδόν 800 τετραγωνικά πόδια (75 τετραγωνικά μέτρα). Είναι ειδικά σχεδιασμένα για να λειτουργούν σε συνθήκες χαμηλού φωτισμού μακριά από τον ήλιο.