Ruh (uzay aracı) - Psyche (spacecraft)

ruh
PSYCHE.jpg
Psyche uzay aracının bir çizimi
Görev türü asteroit yörünge aracı
Şebeke
İnternet sitesi
Görev süresi Seyir: 3,5 yıl (planlı)
Bilim: yörüngede 21 ay
(2026-2027) (planlı)
uzay aracı özellikleri
Uzay aracı ruh
Üretici firma Maxar Teknolojileri
kitle başlatmak 2.608 kg (5.750 lb)
Kuru kütle 1.648 kg (3.633 lb)
Yük kütlesi 30 kg (66 lb)
Güç 4,5 kW
Görevin başlangıcı
Lansman tarihi Ağustos 2022
Roket Şahin Ağır
Siteyi başlat Kennedy Uzay Merkezi , LC-39A
Müteahhit Uzay X
Mars'ın Uçuşu
En yakın yaklaşım 23 Mayıs 2023
Mesafe 500 km (310 mil)
16 Psyche yörünge aracı
yörünge yerleştirme 31 Ocak 2026
Ruh nişanı.svg
Ruh görev yaması
←  Lucy
VERİTAS  →
 

Psyche , aynı adı taşıyan metalik asteroidi inceleyerek gezegen çekirdeklerinin kökenini keşfedecek olan planlı bir yörünge görevidir. Lindy Elkins-Tanton ait Arizona Devlet Üniversitesi olan Baş araştırmacı , NASA'nın için bir göreve teklif Keşif Programı . NASA'nın Jet Propulsion Laboratory (JPL) projeyi yönetecek.

16 Psyche, bilinen en ağır M-tipi asteroittir ve bir öngezegenin açıkta kalan demir çekirdeği , mantosunu ve kabuğunu soyan başka bir nesneyle şiddetli bir çarpışmanın kalıntısı olduğu düşünülmektedir . Asteroitin Dünya'dan yapılan radar gözlemleri, bir demir-nikel bileşimine işaret ediyor. 4 Ocak 2017'de, NASA'nın Discovery #14 görevi için Psyche görevi seçildi.

Tarih

Psyche, Şubat 2015'te kapanan NASA'nın Keşif Programı için teklif çağrısının bir parçası olarak sunuldu . 30 Eylül 2015'te beş finalistten biri olarak kısa listeye alındı ​​ve daha fazla konsept geliştirme için 3 milyon ABD Doları kazandı. Seçimin bir yönü, yaklaşık 30 NASA personelinin gelip teklif sahiplerini ve planlarını sorguladığı, teftiş ettiği ve sorguladığı “saha ziyareti” idi.

Ocak 2017 4 günü, Lucy ve Ruh için kullanıma sunulmasıyla birlikte, sırasıyla 13. ve 14. Keşif misyonlar, için seçildi Ruh 2023 Mayıs 2017 için seti, lansman tarihi 2022 gemiye Temmuz ayında başlatılması, daha verimli bir yörünge hedefleyecek şekilde taşındı bir SpaceX Falcon Heavy fırlatma aracı ve 31 Ocak 2026'da Mars yerçekimi yardımı ile 23 Mayıs 2023'te varıyor .

Göreve genel bakış

Psyche uzay aracı güneş enerjisiyle tahrik ile tasarlanmıştır ve bilimsel yükün çok bantlı bir görüntüleyici , bir manyetometre ve bir gama ışını spektrometresi içermesi beklenmektedir .

Veriler, asteroid 16 Psyche'nin 222 km (138 mi) çapında olduğunu gösteriyor. Bilim adamları, 16 Psyche'nin , Mars kadar büyük olabilecek ve bir dizi şiddetli çarpışmada yüzeyini kaybetmiş olabilecek erken bir gezegenin açıkta kalan çekirdeği olabileceğini düşünüyor . Bileşimi ve yoğunluğu mezosiderit göktaşlarıyla eşleşir ve muhtemelen onların ana gövdesidir.

Misyon, Ağustos 2022'de lansmanı hedefliyor ve 21 aylık bilimi gerçekleştirmek için dört yıl içinde geliyor. Uzay aracının, NASA Jet Propulsion Laboratory (JPL) tarafından SSL (eski adıyla Space Systems/Loral) ve Arizona Eyalet Üniversitesi işbirliğiyle inşa edilmesi planlanıyor .

Roket fırlatmasının , Güneş Sistemindeki en büyük üçüncü asteroit olan 2 Pallas asteroidinin tek bir uçuşunu gerçekleştirecek olan Athena adlı ayrı bir görevle paylaşılabileceği önerildi . Mayıs 2020'de Falcon Heavy taşıyan Psyche'nin Mars atmosferini ve ikili asteroitleri incelemek için sırasıyla EscaPADE ( Escape and Plasma Acceleration and Dynamics Explorers ) ve Janus adlı iki küçük uydu ikincil faydalı yük içereceği açıklandı , ancak Eylül 2020'de EscaPADE Mars atmosfer sondası plandan çıkarıldı.

Bilim amaç ve hedefleri

NASA'nın Psyche görevinin hedefini gösteren bir çizim: Mars ve Jüpiter arasındaki ana asteroit kuşağındaki metal açısından zengin asteroit Psyche.
Işık eğrisi verilerine dayanan 16 Psyche'nin 3B modeli .

Farklılaşma , birçok asteroitin ve tüm karasal gezegenlerin şekillendirilmesinde temel bir süreçti ve bir çekirdeğin doğrudan keşfi , bu sürecin anlaşılmasını büyük ölçüde artırabilir. Psyche misyonu 16 Psyche'nin jeolojisini, şeklini, element bileşimini, manyetik alanını ve kütle dağılımını karakterize etmeyi amaçlar . Bu misyonun gezegen oluşumu ve iç mekan anlayışını artırması bekleniyor .

Spesifik olarak, misyon için bilim hedefleri şunlardır:

  • Gezegen oluşumunun daha önce keşfedilmemiş bir yapı taşını anlayın: demir çekirdekler.
  • Başka türlü görülemeyecek olan farklılaşmış bir cismin içini doğrudan inceleyerek, Dünya da dahil olmak üzere karasal gezegenlerin içine bakın.
  • Metalden yapılmış yeni bir dünya türünü keşfedin.

Bilim hedefleri şunlardır:

  • 16 Psyche'nin bir çekirdek mi yoksa erimemiş bir malzeme mi olduğunu belirleyin.
  • 16 Psyche yüzeyinin bölgelerinin göreli yaşlarını belirleyin.
  • Küçük metal gövdelerin, Dünya'nın yüksek basınçlı çekirdeğinde beklendiği gibi aynı hafif elementleri içerip içermediğini belirleyin.
  • 16 Psyche'nin Dünya'nın çekirdeğinden daha oksitleyici veya daha indirgeyici koşullar altında oluşup oluşmadığını belirleyin .
  • 16 Psyche'nin topografyasını karakterize edin .

Bu misyonun ele almayı amaçladığı bilim soruları şunlardır:

  • 16 Psyche, farklılaşmış bir gezegenin soyulmuş çekirdeği midir, yoksa demir açısından zengin bir cisim olarak mı oluşturulmuştur? Gezegenlerin yapı taşları nelerdi? Güneş'e yakın oluşan gezegenler çok farklı kütle bileşimlerine sahip miydi?
  • 16 Eğer Ruh onun elimden alındı manto , ne zaman ve nasıl meydana geldi?
  • 16 Psyche bir zamanlar erimişse, içeriden dışarıya mı yoksa dışarıdan içeriye mi katılaştı?
  • 16 Psyche soğurken manyetik bir dinamo üretti mi?
  • Çekirdeğin demir metalinde bir arada bulunan başlıca alaşım elementleri nelerdir?
  • Jeolojik yüzeyin ve küresel topografyanın temel özellikleri nelerdir? 16 Psyche, bilinen taşlı ve buzlu cisimlerden kökten farklı mı görünüyor?
  • Metal bir gövde üzerindeki kraterler, kaya veya buzdakilerden nasıl farklıdır?

Enstrümanlar

Psyche, dört bilimsel araçtan oluşan 30 kg'lık (66 lb) bir yükü uçuracak:

Uzay aracı ayrıca Deep Space Optical Communications (DSOC) adı verilen deneysel bir lazer iletişim teknolojisini test edecek . Cihazın, uzay aracı iletişim performansını ve verimliliğini geleneksel araçlara göre 10 ila 100 kat artırabileceği umulmaktadır. Uzay aracından lazer ışınları bir zemin teleskop tarafından alınacak Palomar Gözlemevi içinde California .

tahrik

Psyche'nin elektrikli tahrik sistemi , güneş panelleri tarafından desteklenen SPT-140 Hall etkili iticileri kullanır . Fotoğraf, NASA'nın Jet Propulsion Laboratuvarı'nda test edilmekte olan Psyche'de kullanılacak olanla aynı olan bir SPT-140 iticisini gösteriyor.
SPT-140 Parametre/birimler
Tip Hall etkili itici
Güç Maks: 4,5 kW
Min: 900 watt

Güneş dizisi performansı:

Dünya'da: 20 kW
, 16 Ruhta : 2,3 kW

Spesifik dürtü (I sp ) 1800 saniye
Toplam dürtü 8.2 MN·s
itme 280 mN
itici kütlesi 8,5 kg
itici kütle ≈ 425 kg ksenon

Bu misyon modeli kullanacağız SPT-140 motoru , bir itici Hall-etkisi kullanan güneş elektrik tahrik güneş panelleri üretilen elektrik, kimyasal güç yerine, bir elektrik aktarılır, roket motoru. İtici nominal olarak 4,5 kW çalışma gücündedir, ancak aynı zamanda yaklaşık 900 watt'ta uzun süreler boyunca çalışacaktır. Psyche, Hall etkili iticileri ay yörüngesinin ötesinde kullanan ilk görev olacak.

SPT-140 (SPT, Sabit Plazma İtici anlamına gelir ), Rusya'da OKB Fakel tarafından icat edilen ve 1980'lerin sonlarından beri NASA'nın Glenn Araştırma Merkezi , Uzay Sistemleri Loral ve Pratt & Whitney tarafından geliştirilen bir üretim hattı ticari tahrik sistemidir . SPT-140 iticisi ilk olarak ABD'de 2002 yılında Hava Kuvvetleri Entegre Yüksek Kazançlı Roket Tahrik Teknolojisi programının bir parçası olarak 3.5 kW'lık bir ünite olarak test edildi. Güneş enerjisiyle çalışan iticileri kullanmak, uzay aracının 16 Psyche'ye (3,3 astronomik birimde ) çok daha hızlı ulaşmasını sağlarken, geleneksel kimyasal tahrik kullanarak ihtiyaç duyacağı itici gazın yalnızca %10'unu tüketir.

Elektrik , her iki tarafında beş panel bulunan X şeklinde bir konfigürasyonda ikili güneş panelleri tarafından üretilecek . Görev yeni bir yörünge ile ilerlemeden önce, paneller uzay aracının her iki tarafında sadece dört panel ile düz çizgiler halinde düzenlenecekti.

Operasyonlar

Fırlatma ve yörünge

Lansman, Ağustos 2022'de bir Falcon Heavy aracıyla planlanıyor . İkincil yükler de dahil olmak üzere fırlatmanın maliyeti 117 milyon ABD dolarıdır. Psyche , 23 Mayıs 2023'te Mars'tan asteroit kuşağına doğru bir yerçekimi yardımı manevrası gerçekleştirecek ve asteroit Psyche'yi durduracak bir yörüngede başlatılacak .

yörünge rejimleri

Psyche, 16 Psyche asteroidiyle karşılaşacak ve 31 Ocak 2026'da yörüngeye girecek. Uzay aracı, azalan irtifalarda veya rejimlerde yörüngeye girecek. İlk rejimi Orbit A , uzay aracının 56 günlük bir süre boyunca manyetik alan karakterizasyonu ve ön haritalama için 700 km'lik (430 mi) bir yörüngeye girdiğini görecek . Daha sonra topografya ve manyetik alan karakterizasyonu için 76 gün boyunca 290 km (180 mi) yükseklikte ayarlanmış Yörünge B'ye inecektir . Daha sonra yerçekimi araştırmaları yapmak ve manyetik alan gözlemlerine devam etmek için 100 gün boyunca 170 km (110 mi) yükseklikteki Yörünge C'ye inecek . Son olarak, yörünge aracı , gama ışını ve nötron spektrometrelerini kullanarak yüzeyin kimyasal bileşimini belirlemek için 85 km (53 mil) olarak ayarlanmış Yörünge D'ye girecek . Ayrıca sürekli görüntüleme, yerçekimi ve manyetik alan haritalaması elde edecek. Görevin asteroitin yörüngesinde en az 21 ay sürmesi planlanıyor.

Lazer bağlantısı için yer istasyonları

Uzay aracından gelen lazer ışınları, Kaliforniya'daki Palomar Gözlemevi'ndeki bir yer teleskopu tarafından alınacak . Uzay aracına lazer ışınları JPL Masa Dağı Tesisi'ndeki daha küçük bir teleskoptan gönderilecek .

Ayrıca bakınız

Referanslar

Dış bağlantılar