Ars toert door de cleanroom van het asteroïde-baan Psyche-ruimtevaartuig bij JPL

Ars Technica had deze week de gelegenheid om NASA’s Jet Propulsion Laboratory in Californië te bezoeken, waar het passend was om Peek schone kamer Het ruimtevaartuig Psyche is nu bijna klaar. Deze ambitieuze missie, genoemd naar een gelijknamige asteroïde die je gaat verkennen, staat gepland voor lancering in augustus op een Falcon Heavy-raket. Wetenschappers hopen dat het leren van meer over deze ongewone asteroïde ons begrip van de vorming van planeten en de vroege dagen van ons zonnestelsel zal vergroten.

Het werd ontdekt door een Italiaanse astronoom in maart 1852 Anibal de Gasparis16 paranormaal begaafd M-type asteroïde. (wat betekent dat het een hoog metaalgehalte heeft) draait om de zon in de belangrijkste asteroïdengordel en lijkt ongewoon op een aardappel. De lang geprefereerde hypothese is dat Psyche de blootgestelde minerale kern is van een protoplaneet (een kleine planeet) uit de vroege dagen van ons zonnestelsel, met zijn korst en mantel gestript door botsingen (of meerdere botsingen) met andere objecten. In de afgelopen jaren hebben wetenschappers geconcludeerd dat schattingen van massa en dichtheid niet overeenkomen met: Volledig metalen residu. In plaats daarvan is het waarschijnlijk een complex mengsel van mineralen en silicaten.

Als alternatief kan de asteroïde ooit het oorspronkelijke lichaam zijn geweest van een bepaalde klasse van steenachtige en ijzeren meteorieten, die zijn verbrijzeld en omgevormd tot een mengsel van metaal en silicaten. of misschien iets als 1 serieeen dwergplaneet in de asteroïdengordel tussen de banen van Mars en Jupiter – met uitzondering van 16 Psyche heeft mogelijk een periode van ijzervulkanen meegemaakt tijdens afkoeling, waardoor hoogverrijkte mineralen in die vulkanische centra zijn achtergebleven.

Wetenschappers vermoeden al lang dat metalen kernen zo diep liggen als aardse planeten zoals de aarde. Maar deze kernen zijn te ver begraven onder de mantel en korsten van gesteente voor onderzoekers om te detecteren. Als het enige minerale object dat ooit is ontdekt, biedt Psyche een ideale gelegenheid om licht te werpen op hoe de rotsachtige planeten in ons zonnestelsel (aarde, Mercurius, Venus en Mars) zijn gevormd. NASA was het ermee eens zelf missie In 2017, met als doel een ruimtevaartuig in een baan om de asteroïde te sturen en belangrijke gegevens over zijn eigenschappen te verzamelen.

“Ons begrip van wat Psyche zou kunnen zijn, is de afgelopen jaren niet veel veranderd”, vertelde Linda Elkins Tanton van de Arizona State University, hoofdonderzoeker van de Psyche-taak, aan Ars. “Het zou een aanzienlijk metaalgehalte moeten hebben, maar we hebben nooit geweten hoeveel. Het kan deel uitmaken van een minerale kern van een kleine planeet uit het begin van het zonnestelsel, of het kan iets zijn dat nooit smolt en een kern vormde, maar waarin mineralen werden gemengd erin, als kiezels met een steen.’ We zullen het pas echt weten als we er zijn.’

Er zullen verschillende instrumenten aan boord zijn van het Psyche-ruimtevaartuig om die kostbare wetenschappelijke gegevens te verzamelen. Er is een multispectrale imager die in staat is om beelden met een hoge resolutie te produceren die voldoende zijn voor wetenschappers om het verschil te zien tussen de metalen en silicaat (minerale) componenten van een asteroïde. De taak om de samenstelling van de asteroïde in kaart te brengen en alle elementen te identificeren valt onder de gammastraling- en neutronenspectrometer. Er is ook een magnetometer die eventuele resten van een magnetisch veld meet en plot. Ten slotte zal het microgolfradiocommunicatiesysteem ook het zwaartekrachtsveld van de asteroïde kunnen meten en aanwijzingen over zijn interne structuur kunnen oppikken.

De structuur, gebouwd door een satellietbedrijf genaamd Maxar Technologies, werd afgelopen april opgeleverd. Het is ongeveer zo groot als een personenwagen en is grotendeels gebouwd met commerciële standaardtechnologie. “Eenmaal in de ruimte zal het ruimtevaartuig een innovatief voortstuwingsmiddel gebruiken, bekend als Hall-stuwraketten, om de asteroïde te bereiken”, senior ruimteredacteur bij Ars Eric Berger boeken afgelopen jaar. “Dit zal de eerste keer zijn dat een ruimtevaartuig zich in de diepe ruimte waagt met behulp van Hall-stuwraketten, en bij afwezigheid van deze technologie zal de Psyche-missie waarschijnlijk niet plaatsvinden – zeker niet ten koste van minder dan een miljard dollar.” hier Iets meer dan een Berger Over deze innovatieve aanpak:

Chemische voortstuwingsmotoren zijn geweldig om raketten van het aardoppervlak te krijgen wanneer je een krachtige energiestoot nodig hebt om uit de zwaartekrachtbron van de planeet te komen. Maar chemische raketmotoren zijn niet de meest zuinige machines ter wereld, omdat ze op hol slaan. Als het ruimtevaartuig eenmaal in de ruimte is, zijn er zuinigere navigatiemiddelen. NASA probeerde [solar electric propulsion] technologie voor een tijdje. Het ruimteagentschap testte eerst elektrische voortstuwingstechnologie op de Deep Space 1-missie, die in 1998 werd gelanceerd, en later op de Dawn-missie in 2007 die Vesta en Ceres in de asteroïdengordel bezocht.

Deze ruimtevaartuigen gebruikten ionenmotoren. Hall-thrusters gebruiken daarentegen een eenvoudiger ontwerp, met een magnetisch veld om de brandstofstroom te beperken. Deze stuwraketten zijn uitgevonden in de Sovjet-Unie en later aangepast voor commerciële doeleinden door Maxar en andere bedrijven. Veel van de grootste communicatiesatellieten die tegenwoordig in een geostationaire baan om de aarde draaien, zoals de satellieten die DirecTV uitzenden, gebruiken Hall-stuwraketten om het station vast te houden.

Het gebruik van Hall’s op stuwkracht gebaseerde technologie stelde de wetenschappers en ingenieurs van de missie in staat om een ​​kleiner, betaalbaarder ruimtevaartuig te ontwerpen. Elk van de Hall-stuwraketten op Psyche genereert drie keer zoveel stuwkracht als de ion-stuwers op het Dawn-ruimtevaartuig en kan tweemaal zoveel energie aan. Hierdoor kan het ruimtevaartuig in januari 2026 de asteroïde Psyche bereiken, die zich in de hoofdgordel bevindt, na een reis van 3,5 jaar.

Psyche .team Dubbele zonnepanelen getest In maart bevestigde hij de arrays aan de romp van het ruimtevaartuig en opende ze in de lengte, voordat hij de panelen opsloeg tot de lancering in augustus. De vijf cross-panel zonnepanelen zijn de grootste die ooit bij JPL zijn geïnstalleerd, met een oppervlakte van 75 vierkante meter. Ze zijn speciaal ontworpen om te werken bij weinig licht uit de zon.