Psyche (űrhajó)

A Psyche [2] a NASA  tervezett küldetése a 16 Psyche nevű fémes kisbolygó tanulmányozására , amely a bolygómagok eredetének tanulmányozására használható. Lindy Elkins-Tanton , az Arizonai Egyetem munkatársa a küldetés ötletgazdája, és javasolta ezt a küldetést a NASA Discovery programjának A projektet a Jet Propulsion Laboratory (JPL) irányítja . A tervek szerint a kilövést egy Falcon Heavy rakétával hajtják végre 2023. október 10-én. Két kis Janus szondát indítanak az űrbe oldalterhelésként , hogy tanulmányozzák a bináris aszteroidákat (a kísérletek során két lehetséges célpontot azonosítottak: 1991 VH és 1996 FG3 ).

Más lehetőségeket is fontolóra vettek, mint például az Athena , hogy elrepüljön a (2) Pallas [3] aszteroida mellett .

(16) A Psyche a legnehezebb ismert M osztályú aszteroida , amelyről úgy gondolják, hogy egy protobolygó magja , egy ütközés maradványa, amely elszakította az összes többi réteget. A radar megfigyelések szerint ez az aszteroida vasból és nikkelből áll . A Psyche küldetést végül 2017. január 4-én hagyták jóvá.

A küldetés áttekintése

Az adatok azt mutatják, hogy a (16) Psyche aszteroida átmérője körülbelül 252 km. A tudósok úgy vélik, hogy (16) A Psyche egy protobolygó nyitott magja lehet, amely akkora lehet, mint a Mars , és egy sor ütközés során elveszíti felszínét.

A járművet a NASA Jet Propulsion Laboratory (JPL) építette az SSL (korábban Space Systems/Loral) és az Arizona State University együttműködésében.

Tudományos célok és célkitűzések

A differenciálódás alapvető folyamat volt számos aszteroida és minden földi bolygó kialakulásában, és a mag közvetlen tanulmányozása nagyban javíthatja e folyamat megértését. A "Psyche" a (16) Psyche aszteroida geológiáját, alakját, elemi összetételét, mágneses terét és tömegeloszlását fogja tanulmányozni. Ez a küldetés várhatóan bővíti a bolygók kialakulásának és belső szerkezeteinek megértését. A küldetés tudományos céljai:

• Ismerje meg a bolygóképződés egy korábban feltáratlan részét: a vasmagokat.
• Belenézni a földi bolygókba, beleértve a Földet is, közvetlenül megvizsgálva egy olyan differenciált test belsejét, amely egyébként nem lenne látható.
• Fedezzen fel egy új típusú, fémből készült világot.
• Határozza meg, hogy a (16) Psyche egy mag, vagy olvadt anyag.
• Határozza meg a Psyche felszíni területeinek (16) relatív korát!
• Határozza meg, hogy a kis fémtestek ugyanazokat a könnyű elemeket tartalmazzák-e, mint a Föld nagynyomású magjában.
• Határozza meg, hogy (16) a Psyche a Föld magjához képest oxidálóbb vagy redukálóbb körülmények között keletkezett-e.
• Ismertesse a Psyche topográfiáját (16).

A misszió tudományos kérdései:

• A (16) Psyche egy differenciált planetezimális csupasz magja, vagy vasban gazdag testként jött létre? Milyen részei voltak a bolygóknak, mielőtt összetapadtak? Nagyon eltérő összetételűek voltak a Nap közelében kialakult planetezimálok?
• Ha (16) Psychét megfosztották a köpenyétől, mikor és hogyan történt ez?
• Ha a (16) Psyche egyszer megolvadt, belülről vagy kívülről szilárdul meg?
• Talán (16) A Psychének van mágneses tere, hogyan hűtik?
• Melyek azok a fő elemek, amelyek együtt léteznek a mag fémvasában?
• Melyek a geológiai felszín és a globális domborzat főbb jellemzői? (16) A Psyche gyökeresen különbözik az ismert sziklás és jeges testektől?
• Miben különböznek a fémtesten lévő kráterek a szikláktól vagy a jégtől?

Repülési terv

A Psyche 2029-ben érkezik a (16) Psyche-be, és pályára áll. Az űrhajó csökkenő magasságban vagy üzemmódban fog forogni. Az első mód, az "Orbit A" lehetővé teszi, hogy az űrszonda 700 km hosszú pályára lépjen a mágneses tér meghatározása és az előzetes térképezés céljából 56 napon belül. Utána 76 napra leereszkedik a 290 km-es magasságban álló B pályára, ugyanezen célok érdekében. Ezután 100 napra leereszkedik a C pályára 170 km-es magasságban, hogy tanulmányozza a gravitációt és a mágneses teret. Végül a keringő 85 km-es magasságban a D pályára lép, hogy gamma-sugarak és neutronspektrométerek segítségével meghatározza a felszín kémiai összetételét. A tervek szerint az eszköz legalább 21 hónapig az aszteroida pályáján marad.

Történelem

A Psyche küldetést a NASA Discovery programjára vonatkozó pályázati felhívás részeként nyújtották be 2015 februárjában. 2015. szeptember 30-án felkerült az 5 döntős listájára, és 3 millió dollárt kapott a koncepció továbbfejlesztésére. A kiválasztási folyamat egyik aspektusa egy hosszadalmas "helyszíni látogatás" volt, ahol körülbelül 30 NASA-alkalmazott jön be, és interjút készít, megvizsgálja és megkérdőjelezi a javaslatokat és tervüket.

2017. január 4-én Lucyt és Psyche-t a 13., illetve a 14. Discovery-küldetésre választották ki, a Psyche pedig 2023-ban indul. 2017 májusában a kilövés dátumát 2022 augusztusára tolták ki, a várható érkezés 2026. január 31-re, és egy manőver a Mars gravitációs mezőjében 2023. május 23-án.

2021 februárjában a NASA bejelentette, hogy a Psyche küldetés végrehajtása hamarosan a végső szakaszba lép [4] .

2022 júniusában a NASA bejelentette, hogy a jármű vezérléséért felelős szoftverrel kapcsolatos problémák miatt nem tudta befejezni a jármű tesztelését az indítóablak 2022 októberi bezárása előtt. A kilövés 2023-ban és 2024-ben lehetséges, 2029-ben, illetve 2030-ban érik el az aszteroidát [5] .

2022 októberében a NASA bejelentette, hogy 2023. október 10-én tervezi elindítani az állomást, amely 2029-ben éri el a célt [1] .

Az űrhajó tervezése

A "Psyche" napelemes elektromos meghajtást fog használni[ pontosítás ] és egy tudományos hasznos terhet szállít: egy A-magnetométert és egy gamma-spektrométert.

Teherbírás

A Psyche 30 kg-os hasznos teherrel repül, amely négy tudományos műszerből áll:

• A multispektrális kamera nagy felbontású képeket biztosít szűrőkkel, amelyek megkülönböztetik a fém és a szilikát alkatrészeket.
• A gamma- és neutronspektrométer elemzi és megjeleníti az aszteroida elemi összetételét.
• A magnetométer méri és megjeleníti az aszteroida maradék mágneses terét.
• A pályaparaméterek szabványos kommunikációs rendszerrel történő mérése lehetővé teszi az aszteroida gravitációs terének tanulmányozását és belső szerkezetének meghatározását.
• Az űrhajó a Deep Space Optical Communications nevű kísérleti lézeres kommunikációs technológiát is tesztelni fogja. Az eszköz várhatóan a hagyományos eszközökhöz képest 10-100-szorosára képes lesz növelni az űrhajó kommunikációs teljesítményét és hatékonyságát. Az űrszonda lézersugarait a kaliforniai Palomar Obszervatórium földi teleszkópja fogja fogadni.

Motor

Ez a küldetés az SPT-140 motort (helyhez kötött plazmamotort ) fogja használni[ adja meg ] ) Hall-effektussal, napelemes elektromos meghajtással, amikor a napelemek által termelt villamos energiát nem vegyi rakétamotorra, hanem elektromosra továbbítják. A motor névleges üzemi teljesítménye 4,5 kW , folyamatos teljesítménye pedig körülbelül 900 watt.

A motorkoncepciót a Szovjetunióban, a Fakel Design Bureau-ban fejlesztették ki, és a NASA és a Space Systems/Loral , valamint a Pratt & Whitney finomította az 1980-as évek vége óta. Az SPT-140-et először 2002-ben tesztelték az Egyesült Államokban az amerikai légierő rakétahajtási programjának részeként. A napelemes elektromos meghajtás alkalmazása lehetővé teszi, hogy az űrhajó sokkal gyorsabban érje el a (16) Psyche-t (3,3 csillagászati ​​egység), miközben a hagyományos vegyi meghajtáshoz szükséges üzemanyag mindössze 10%-át fogyasztja el.

Az áramot kétoldalas, X-alakú napelemekkel állítják elő, mindkét oldalon öt panellel.

Jegyzetek

1. ↑ 1 2 3 A NASA folytatja a Psyche Aszteroida küldetését . NASA. (határozatlan)
2. ↑ Pszicho . www.jpl.nasa.gov. Letöltve: 2020. február 29. Az eredetiből archiválva : 2020. november 9. (határozatlan)
3. ↑ Csillagászok bepillantást nyernek Pallas viharos múltjába Archiválva : 2020. február 23. a Wayback Machine -nél , 2020.02.21.
4. ↑ A 10 kvintimillió dolláros aszteroidaprojekt a Psyche kulcsfázisba lép . Letöltve: 2021. február 4. Az eredetiből archiválva : 2021. február 4.. (határozatlan)
5. ↑ A NASA bejelentette, hogy késlelteti a Psyche Aszteroida  küldetését . NASA (2022. június 24.). Letöltve: 2022. június 25.

Linkek

• A misszió honlapja a NASA.gov címen