Mai 21, 2022

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Ars besichtigt den Reinraum der den Asteroiden umkreisenden Raumsonde Psyche am JPL

Ars besichtigt den Reinraum der den Asteroiden umkreisenden Raumsonde Psyche am JPL
Zoomen / Künstlerische Illustration der NASA-Raumsonde Psyche, die im August 2022 starten soll. Die Psyche-Mission wird einen mineralreichen Asteroiden gleichen Namens erforschen, der sich im Haupt-Asteroidengürtel zwischen Mars und Jupiter befindet.

NASA/JPL-Caltech/Arizona State University

Ars Technica hatte diese Woche die Gelegenheit, das Jet Propulsion Laboratory der NASA in Kalifornien zu besichtigen, wo es angebracht war Guck sauberes Zimmer Die Raumsonde Psyche ist nun fast fertig. Diese ehrgeizige Mission, benannt nach einem gleichnamigen Asteroiden, den Sie erkunden werden, soll im August mit einer Falcon Heavy-Rakete starten. Wissenschaftler hoffen, dass das Erlernen von mehr über diesen ungewöhnlichen Asteroiden unser Verständnis der Entstehung von Planeten und der frühen Tage unseres Sonnensystems verbessern wird.

Es wurde im März 1852 von einem italienischen Astronomen entdeckt Anibal de Gasparis16 hellseherisch Asteroid vom Typ M. (was bedeutet, dass es einen hohen Metallgehalt hat) umkreist die Sonne im Asteroidenhauptgürtel und ähnelt ungewöhnlich einer Kartoffel. Die lang favorisierte Hypothese besagt, dass Psyche der freigelegte Mineralkern eines Protoplaneten (eines Kleinplaneten) aus den Anfängen unseres Sonnensystems ist, dessen Kruste und Mantel durch Kollisionen (oder Mehrfachkollisionen) mit anderen Objekten abgetragen wurden. In den letzten Jahren sind Wissenschaftler zu dem Schluss gekommen, dass Schätzungen von Masse und Dichte nicht übereinstimmen Ganzmetallrückstände. Stattdessen dürfte es sich um eine komplexe Mischung aus Mineralien und Silikaten handeln.

Alternativ könnte der Asteroid einst der ursprüngliche Körper einer bestimmten Klasse von Stein- und Eisenmeteoriten gewesen sein, die zersplittert und neu geformt wurden, um eine Mischung aus Metall und Silikaten zu bilden. oder vielleicht so ähnlich 1 Serieein Zwergplanet im Asteroidengürtel zwischen den Umlaufbahnen von Mars und Jupiter – mit Ausnahme von 16 Psyche hat während der Abkühlung möglicherweise eine Periode von Eisenvulkanen erlebt, die hoch angereicherte Mineralien in diesen Vulkanzentren hinterlassen haben.

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Mehrere Ansichten von 16 Psychen, fotografiert vom Very Large Telescope.
Zoomen / Mehrere Ansichten von 16 Psychen, fotografiert vom Very Large Telescope.

Wissenschaftler haben lange vermutet, dass Metallkerne so tief liegen wie terrestrische Planeten wie die Erde. Aber diese Kerne sind zu tief unter dem Mantel und den Gesteinskrusten vergraben, als dass Forscher sie entdecken könnten. Als einziges jemals entdecktes Mineralobjekt bietet Psyche eine ideale Gelegenheit, Licht in die Entstehung der Gesteinsplaneten in unserem Sonnensystem (Erde, Merkur, Venus und Mars) zu bringen. Die NASA stimmte zu Selbstmission 2017 mit dem Ziel, ein Raumschiff in eine Umlaufbahn um den Asteroiden zu schicken und wichtige Daten über seine Eigenschaften zu sammeln.

„Unser Verständnis davon, was Psyche sein könnte, hat sich in den letzten Jahren nicht wesentlich verändert“, sagte Linda Elkins Tanton von der Arizona State University, Hauptforscherin für die Psyche-Aufgabe, gegenüber Ars. „Es sollte einen erheblichen Metallgehalt haben, aber wir wussten nie wie viel. Es könnte Teil eines Mineralkerns eines kleinen Planeten aus der Frühzeit des Sonnensystems sein, oder es könnte etwas sein, das nie geschmolzen ist und einen Kern gebildet hat, aber Mineralien gemischt hatte hinein, wie Kieselsteine ​​mit einem Felsen.“ Wir werden es nicht wirklich wissen, bis wir dort ankommen.“

An Bord der Psyche-Raumsonde werden mehrere Instrumente sein, um diese wertvollen wissenschaftlichen Daten zu sammeln. Es gibt einen multispektralen Imager, der hochauflösende Bilder erzeugen kann, die ausreichen, damit Wissenschaftler den Unterschied zwischen den metallischen und silikatischen (mineralischen) Komponenten eines Asteroiden erkennen können. Die Aufgabe, die Zusammensetzung des Asteroiden zu kartieren und alle Elemente zu identifizieren, fällt dem Gammastrahlen- und Neutronenspektrometer zu. Es gibt auch ein Magnetometer, das alle Reste eines Magnetfelds misst und aufzeichnet. Schließlich wird das Mikrowellen-Funkkommunikationssystem auch in der Lage sein, das Gravitationsfeld des Asteroiden zu messen und Hinweise auf seine innere Struktur zu erhalten.

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Ein maßstabsgetreues Modell der Raumsonde Psyche.
Zoomen / Ein maßstabsgetreues Modell der Raumsonde Psyche.

Jennifer Eulette

Die Struktur, die von einem Satellitenunternehmen namens Maxar Technologies gebaut wurde, wurde im vergangenen April geliefert. Es hat ungefähr die Größe eines Personenkraftwagens und wurde größtenteils mit kommerzieller Standardtechnologie gebaut. „Sobald das Raumschiff im Weltraum ist, wird es ein innovatives Antriebsmittel verwenden, das als Hall-Triebwerke bekannt ist, um den Asteroiden zu erreichen“, sagt Senior Space Editor bei Ars Bücher von Eric Berger letztes Jahr. „Dies wird das erste Mal sein, dass sich ein Raumschiff mit Hall-Triebwerken in den Weltraum wagt, und ohne diese Technologie wird die Psyche-Mission wahrscheinlich nicht stattfinden – sicherlich nicht zu einem Preis von weniger als einer Milliarde Dollar.“ hier Etwas mehr als ein Berger Über diesen innovativen Ansatz:

Chemische Antriebsmotoren eignen sich hervorragend, um Raketen von der Erdoberfläche abzuheben, wenn Sie einen starken Energiestoß benötigen, um aus der Gravitationsquelle des Planeten herauszukommen. Aber chemische Raketentriebwerke sind nicht die sparsamsten Maschinen der Welt, weil sie wild laufen. Sobald sich das Raumfahrzeug im Weltraum befindet, gibt es treibstoffeffizientere Navigationsmittel. Die NASA hat es versucht [solar electric propulsion] Technik für eine Weile. Die Weltraumbehörde testete die elektrische Antriebstechnologie zuerst bei der Deep Space 1-Mission, die 1998 gestartet wurde, und später bei der Dawn-Mission im Jahr 2007, die Vesta und Ceres im Asteroidengürtel besuchte.

Diese Raumfahrzeuge verwendeten Ionentriebwerke. Im Gegensatz dazu verwenden Hall-Triebwerke ein einfacheres Design mit einem Magnetfeld, um den Kraftstofffluss zu beschränken. Diese Triebwerke wurden in der Sowjetunion erfunden und später von Maxar und anderen Unternehmen für kommerzielle Zwecke angepasst. Viele der größten Kommunikationssatelliten im geostationären Orbit von heute, wie z. B. die, die DirecTV übertragen, verwenden Hall-Triebwerke, um die Station zu halten.

Der Einsatz von Halls schubbasierter Technologie ermöglichte es den Wissenschaftlern und Ingenieuren der Mission, ein kleineres, erschwinglicheres Raumschiff zu entwerfen. Jedes der Hall-Triebwerke auf Psyche wird dreimal so viel Schub erzeugen wie die Ionen-Triebwerke auf dem Dawn-Raumschiff und kann die doppelte Energie verarbeiten. Damit kann die Raumsonde nach 3,5-jähriger Reise im Januar 2026 den im Hauptgürtel gelegenen Asteroiden Psyche erreichen.

Psyche Team Duale Solaranlagen getestet Im März befestigte er die Arrays am Rumpf des Raumfahrzeugs und öffnete sie der Länge nach, bevor er die Paneele bis zum Start im August lagerte. Die fünf Cross-Panel-Solaranlagen sind die größten, die jemals am JPL installiert wurden, und messen 800 Quadratfuß (75 Quadratmeter). Sie wurden speziell für den Betrieb bei schlechten Lichtverhältnissen außerhalb der Sonne entwickelt.

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