Psique (nave espacial)

Psyche [2]  es una misión planificada de la NASA para estudiar el asteroide metálico 16 Psyche , que se puede utilizar para estudiar el origen de los núcleos planetarios. Lindy Elkins-Tanton de la Universidad de Arizona es la creadora de la misión y propuso esta misión al programa Discovery de la NASA El proyecto será gestionado por el Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL) . Está previsto que el lanzamiento se realice utilizando un cohete Falcon Heavy el 10 de octubre de 2023. Dos pequeñas sondas Janus se lanzarán al espacio como carga lateral para estudiar asteroides binarios (se han identificado tentativamente dos objetivos potenciales: 1991 VH y 1996 FG3 ).

También se consideraron otras posibilidades, como que Athena sobrevolara el asteroide (2) Palas [3] .

(16) Psyche es el asteroide de clase M más pesado que se conoce , se cree que es el núcleo de un protoplaneta , el remanente de una colisión que destrozó todas las demás capas. Las observaciones de radar dicen que este asteroide está compuesto de hierro y níquel . La misión Psyche fue finalmente aprobada el 4 de enero de 2017.

Visión general de la misión

Los datos muestran que el asteroide (16) Psyche tiene un diámetro de unos 252 km. Los científicos creen que (16) Psyche puede ser el núcleo abierto de un protoplaneta que podría ser tan grande como Marte y perder su superficie en una serie de colisiones.

La nave fue construida por el Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL) de la NASA en colaboración con SSL (anteriormente Space Systems/Loral) y la Universidad Estatal de Arizona.

Metas y objetivos científicos

La diferenciación ha sido un proceso fundamental en la formación de muchos asteroides y de todos los planetas terrestres, y un estudio directo del núcleo podría mejorar mucho la comprensión de este proceso. "Psyche" estudiará la geología, la forma, la composición elemental, el campo magnético y la distribución de masa del asteroide (16) Psyche. Se espera que esta misión amplíe la comprensión de la formación planetaria y sus estructuras internas. Objetivos científicos de la misión:

• Comprender una parte previamente inexplorada de la formación de planetas: los núcleos de hierro.
• Mirar en el interior de los planetas terrestres, incluida la Tierra, examinando directamente el interior de un cuerpo diferenciado que de otro modo no sería visible.
• Explora un nuevo tipo de mundo hecho de metal.
• Determine si (16) Psique es un núcleo o es una sustancia fundida.
• Determinar la edad relativa de las superficies (16) de Psique.
• Determinar si los cuerpos metálicos pequeños contienen los mismos elementos ligeros esperados en el núcleo de alta presión de la Tierra.
• Determine si (16) Psyche se formó en condiciones más oxidantes o más reductoras que el núcleo de la Tierra.
• Describe la topografía (16) de Psique.

Cuestiones científicas de la misión:

• ¿Es (16) Psique el núcleo desnudo de un planetesimal diferenciado, o se formó como un cuerpo rico en hierro? ¿Cuáles eran las partes de los planetas antes de unirse? ¿Los planetesimales que se formaron cerca del Sol tenían composiciones muy diferentes?
• Si (16) Psique fue despojada de su manto, ¿cuándo y cómo sucedió esto?
• Si (16) Psique se derritió una vez, ¿se solidificó por dentro o por fuera?
• Quizás (16) Psique tiene un campo magnético, ¿cómo se enfría?
• ¿Cuáles son los principales elementos que conviven en el hierro metálico del núcleo?
• ¿Cuáles son las principales características de la superficie geológica y la topografía global? (16) ¿Es Psique radicalmente diferente de los cuerpos rocosos y helados conocidos?
• ¿En qué se diferencian los cráteres de un cuerpo metálico de las rocas o el hielo?

Plan de vuelo

Psyche llegará a (16) Psyche y entrará en órbita en 2029. La nave espacial rotará a altitudes o modos decrecientes. Su primer modo, "Órbita A", permitirá que la nave espacial ingrese a una órbita de 700 km de largo para la determinación del campo magnético y el mapeo preliminar dentro de los 56 días. Luego descenderá a la órbita B, fijada a una altitud de 290 km, durante 76 días con los mismos fines. Luego descenderá a la órbita C a una altitud de 170 km durante 100 días para estudiar la gravedad y el campo magnético. Finalmente, el orbitador entrará en la órbita D a una altitud de 85 km para determinar la composición química de la superficie utilizando espectrómetros de rayos gamma y neutrones. Está previsto que el dispositivo permanezca en la órbita del asteroide durante al menos 21 meses.

Historia

La misión Psyche se presentó como parte de una convocatoria de propuestas para el programa Discovery de la NASA en febrero de 2015. Fue incluida en la lista de 5 finalistas el 30 de septiembre de 2015 y recibió $ 3 millones para desarrollar aún más el concepto. Un aspecto del proceso de selección fue una larga "visita al sitio" en la que unos 30 empleados de la NASA entran y entrevistan, inspeccionan y cuestionan las propuestas y su plan.

El 4 de enero de 2017, Lucy y Psyche fueron seleccionadas para las misiones Discovery 13 y 14, respectivamente, y Psyche se lanzará en 2023. En mayo de 2017, la fecha de lanzamiento se retrasó hasta agosto de 2022 con una llegada prevista el 31 de enero de 2026 y una maniobra en el campo de gravedad de Marte el 23 de mayo de 2023.

En febrero de 2021, la NASA anunció que la implementación de la misión Psyche pronto entraría en la etapa final [4] .

En junio de 2022, la NASA anunció que, debido a problemas con el software responsable de controlar el vehículo, no pudo completar las pruebas del vehículo antes del cierre de la ventana de lanzamiento en octubre de 2022. El lanzamiento es posible en 2023 y 2024 con llegada al asteroide en 2029 y 2030, respectivamente [5] .

En octubre de 2022, la NASA anunció que planea lanzar la estación el 10 de octubre de 2023, llegando al objetivo en 2029 [1] .

Diseño de la nave espacial

'Psyche' utilizará una propulsión eléctrica solar[ aclarar ] y llevará una carga útil científica: un magnetómetro A y un espectrómetro de rayos gamma.

Carga útil

Psyche volará con una carga útil de 30 kg que consta de cuatro instrumentos científicos:

• La cámara multiespectral proporcionará imágenes de alta resolución con filtros para distinguir entre componentes metálicos y de silicato.
• El espectrómetro gamma y de neutrones analizará y mostrará la composición elemental del asteroide.
• El magnetómetro medirá y mostrará el campo magnético residual del asteroide.
• La medición de los parámetros orbitales mediante el sistema de comunicación estándar permitirá estudiar el campo gravitatorio del asteroide y determinar su estructura interna.
• La nave espacial también probará una tecnología de comunicaciones láser experimental llamada Comunicaciones Ópticas del Espacio Profundo. Se espera que el dispositivo sea capaz de aumentar el rendimiento y la eficiencia de las comunicaciones de las naves espaciales entre 10 y 100 veces con respecto a los medios convencionales. Los rayos láser de la nave espacial serán recibidos por un telescopio terrestre en el Observatorio Palomar en California.

Motor

Esta misión utilizará el motor SPT-140 ( motor de plasma estacionario[ especificar ] ) con el efecto Hall, utilizando propulsión eléctrica solar, cuando la electricidad generada por paneles solares se transfiere a un motor de cohete eléctrico en lugar de químico. El motor está clasificado nominalmente para una potencia operativa de 4,5 kW , con una potencia continua de aproximadamente 900 vatios.

El concepto del motor fue desarrollado en la URSS en la Oficina de Diseño de Fakel y ha sido perfeccionado por la NASA y Space Systems/Loral y Pratt & Whitney desde finales de la década de 1980. El SPT-140 se probó por primera vez en EE. UU. en 2002 como parte del programa de propulsión de cohetes de la Fuerza Aérea de EE. UU. El uso de propulsión eléctrica solar permitirá que la nave espacial llegue a (16) Psyche (3,3 unidades astronómicas) mucho más rápido, mientras consume solo el 10% del combustible que se requeriría con la propulsión química convencional.

La electricidad será generada por paneles solares en forma de X de doble cara con cinco paneles en cada lado.

Notas

1. ↑ 1 2 3 La NASA continúa con la misión del asteroide Psyche . NASA. (indefinido)
2. ↑ Psico . www.jpl.nasa.gov. Consultado el 29 de febrero de 2020. Archivado desde el original el 9 de noviembre de 2020. (indefinido)
3. ↑ Los astrónomos analizan el pasado turbulento de Palas. Archivado el 23 de febrero de 2020 en Wayback Machine , 21/02/2020.
4. ↑ El proyecto de asteroides de 10 quintillones de dólares Psyche entra en la fase clave . Consultado el 4 de febrero de 2021. Archivado desde el original el 4 de febrero de 2021. (indefinido)
5. ↑ La NASA anuncia retraso en el lanzamiento de la misión Psyche Asteroid  . NASA (24 de junio de 2022). Recuperado: 25 junio 2022.

Enlaces

• Sitio web de la misión en NASA.gov