Psyche (rumfartøj)

Psyche [2]  er en planlagt NASA- mission for at studere den metalliske asteroide 16 Psyche , som kan bruges til at studere oprindelsen af ​​planetkerner. Lindy Elkins-Tanton fra University of Arizona er ophavsmanden til missionen og foreslog denne mission til NASAs Discovery - program Projektet vil blive styret af Jet Propulsion Laboratory (JPL) . Det er planlagt, at opsendelsen vil blive foretaget ved hjælp af en Falcon Heavy raket den 10. oktober 2023. To små Janus -sonder vil blive sendt ud i rummet som en sidebelastning for at studere binære asteroider (to potentielle mål er foreløbigt blevet identificeret: 1991 VH og 1996 FG3 ).

Andre muligheder blev også overvejet, såsom Athena for at flyve forbi asteroiden (2) Pallas [3] .

(16) Psyche er den tungeste klasse M-asteroide , der er kendt , menes at være kernen i en protoplanet , en rest af en kollision, der rev alle andre lag væk. Radarobservationer siger, at denne asteroide er sammensat af jern og nikkel . Psyche-missionen blev endelig godkendt den 4. januar 2017.

Missionsoversigt

Dataene viser, at asteroiden (16) Psyche har en diameter på omkring 252 km. Forskere mener, at (16) Psyche kan være den åbne kerne af en protoplanet , der kan være lige så stor som Mars og miste sin overflade i en række kollisioner.

Fartøjet blev bygget af NASAs Jet Propulsion Laboratory (JPL) i samarbejde med SSL (tidligere Space Systems/Loral) og Arizona State University.

Videnskabelige mål og mål

Differentiering har været en grundlæggende proces i dannelsen af ​​mange asteroider og alle jordiske planeter, og en direkte undersøgelse af kernen kunne i høj grad forbedre forståelsen af ​​denne proces. "Psyche" vil studere asteroiden (16) Psyches geologi, form, grundstofsammensætning, magnetfelt og massefordeling. Denne mission forventes at udvide forståelsen af ​​planetarisk dannelse og deres indre strukturer. Videnskabelige mål for missionen:

• Forstå en tidligere uudforsket del af planetdannelsen: jernkerner.
• At se ind i de jordiske planeter, inklusive Jorden, og direkte undersøge det indre af en differentieret krop, som ellers ikke ville være synlig.
• Udforsk en ny type verden lavet af metal.
• Bestem om (16) Psyche er en kerne, eller er det et smeltet stof.
• Bestem den relative alder af overfladearealerne (16) af Psyche.
• Bestem, om små metalliske legemer indeholder de samme lette elementer, som forventes i Jordens højtrykskerne.
• Bestem, om (16) Psyche blev dannet under forhold, der var mere oxiderende eller mere reducerende end Jordens kerne.
• Beskriv topografien (16) af Psyche.

Videnskabelige spørgsmål om missionen:

• Er (16) Psyche den nøgne kerne af en differentieret planetesimal, eller blev den dannet som en jernrig krop? Hvad var delene af planeterne, før de hang sammen? Havde planetesimalerne, der blev dannet nær Solen langt, meget forskellige sammensætninger?
• Hvis (16) Psyche blev frataget sin kappe, hvornår og hvordan skete det så?
• Hvis (16) Psyche engang blev smeltet, størknede den så indefra eller udefra?
• Måske (16) Psyche har et magnetfelt, hvordan afkøles det?
• Hvad er hovedelementerne, der sameksisterer i kernens metalliske jern?
• Hvad er de vigtigste kendetegn ved den geologiske overflade og globale topografi? (16) Er Psyche radikalt anderledes end de kendte stenede og iskolde kroppe?
• Hvordan adskiller kratere på et metallegeme sig fra sten eller is?

Flyveplan

Psyche ankommer til (16) Psyche og kommer i kredsløb i 2029. Rumfartøjet vil rotere i faldende højder eller tilstande. Dens første tilstand, "Orbit A", vil tillade rumfartøjet at komme ind i en 700 km lang bane til magnetfeltbestemmelse og foreløbig kortlægning inden for 56 dage. Den vil derefter gå ned til kredsløb B, sat i en højde af 290 km, i 76 dage til samme formål. Den vil derefter gå ned i kredsløb C i en højde af 170 km i 100 dage for at studere tyngdekraften og magnetfeltet. Til sidst vil kredsløbet gå ind i kredsløb D i en højde af 85 km for at bestemme overfladens kemiske sammensætning ved hjælp af gammastråler og neutronspektrometre. Det er planlagt, at enheden skal forblive i asteroidens kredsløb i mindst 21 måneder.

Historie

Psyche-missionen blev indsendt som en del af en indkaldelse af forslag til NASAs Discovery-program i februar 2015. Hun blev inkluderet på listen over 5 finalister den 30. september 2015 og modtog 3 millioner dollars for at videreudvikle konceptet. Et aspekt af udvælgelsesprocessen var et længere "site visit", hvor omkring 30 NASA-ansatte kommer ind og interviewer, inspicerer og stiller spørgsmålstegn ved forslagene og deres plan.

Den 4. januar 2017 blev Lucy og Psyche udvalgt til henholdsvis den 13. og 14. Discovery-mission, hvor Psyche blev lanceret i 2023. I maj 2017 blev opsendelsesdatoen skubbet tilbage til august 2022 med en forventet ankomst den 31. januar 2026 og en manøvre i Mars gravitationsfelt den 23. maj 2023.

I februar 2021 annoncerede NASA, at implementeringen af ​​Psyche-missionen snart ville gå ind i den sidste fase [4] .

I juni 2022 meddelte NASA, at det på grund af problemer med softwaren, der var ansvarlig for at kontrollere køretøjet, ikke var i stand til at fuldføre test af køretøjet før lukningen af ​​affyringsvinduet i oktober 2022. Opsendelsen er mulig i 2023 og 2024 med ankomst til asteroiden i henholdsvis 2029 og 2030 [5] .

I oktober 2022 meddelte NASA, at de planlægger at opsende stationen den 10. oktober 2023 og nå målet i 2029 [1] .

Design af rumfartøjet

"Psyche" vil bruge en solar elektrisk fremdrift[ klargør ] og vil bære en videnskabelig nyttelast: et A-magnetometer og et gammastrålespektrometer.

Nyttelast

Psyche vil flyve med en nyttelast på 30 kg bestående af fire videnskabelige instrumenter:

• Det multispektrale kamera vil give billeder i høj opløsning med filtre til at skelne mellem metalliske og silikatkomponenter.
• Gamma- og neutronspektrometeret vil analysere og vise asteroidens grundstofsammensætning.
• Magnetometeret vil måle og vise asteroidens resterende magnetfelt.
• Måling af orbitalparametrene ved hjælp af standardkommunikationssystemet vil gøre det muligt at studere asteroidens gravitationsfelt og bestemme dens indre struktur.
• Rumfartøjet vil også teste en eksperimentel laserkommunikationsteknologi kaldet Deep Space Optical Communications. Enheden forventes at kunne øge rumfartøjets kommunikationsydelse og effektivitet med 10 til 100 gange i forhold til konventionelle midler. Laserstråler fra rumfartøjet vil blive modtaget af et jordbaseret teleskop ved Palomar Observatory i Californien.

Motor

Denne mission vil bruge SPT-140-motoren (stationær plasmamotor[ specificer ] ) med Hall-effekten, ved brug af elektrisk fremdrift af solenergi, når elektricitet genereret af solpaneler overføres til en elektrisk snarere end en kemisk raketmotor. Motoren er nominelt normeret til en driftseffekt på 4,5 kW med en kontinuerlig effekt på omkring 900 watt.

Motorkonceptet blev udviklet i USSR på Fakel Design Bureau og er blevet forfinet af NASA og Space Systems/Loral og Pratt & Whitney siden slutningen af ​​1980'erne. SPT-140 blev første gang testet i USA i 2002 som en del af det amerikanske luftvåbens raketfremdriftsprogram. Brugen af ​​elektrisk solfremdrift vil gøre det muligt for rumfartøjet at nå (16) Psyche (3,3 astronomiske enheder) meget hurtigere, mens det kun forbruger 10% af det brændstof, der ville være nødvendigt med konventionel kemisk fremdrift.

Elektricitet vil blive genereret af dobbeltsidede X-formede solpaneler med fem paneler på hver side.

Noter

1. ↑ 1 2 3 NASA fortsætter Psyche Asteroid Mission . NASA. (ubestemt)
2. ↑ Psyko . www.jpl.nasa.gov. Hentet 29. februar 2020. Arkiveret fra originalen 9. november 2020. (ubestemt)
3. ↑ Astronomer ser ind i Pallas' turbulente fortid Arkiveret 23. februar 2020 på Wayback Machine , 21/02/2020
4. ↑ $10 quintillion asteroideprojekt Psyche går ind i nøglefasen . Hentet 4. februar 2021. Arkiveret fra originalen 4. februar 2021. (ubestemt)
5. ↑ NASA annoncerer lanceringsforsinkelse for Psyche Asteroid  Mission . NASA (24. juni 2022). Hentet: 25. juni 2022.

Links

• Missions hjemmeside på NASA.gov