Psyche (nave espacial)

Na Galipedia, a Wikipedia en galego.
Saltar ata a navegación Saltar á procura
Psyche
Psyche spacecraft model.png
Representación artística da nave espacial Psyche.
TipoOrbitador de asteroides
FabricanteMaxar Technologies[1]
OrganizaciónNASA, ASU
Satélite deEstados Unidos de América Estados Unidos
Data de lanzamentoXullo de 2022
Foguete portadorFalcon Heavy[2]
Sitio de lanzamentoCentro espacial John F. Kennedy
Complexo de lanzamento 39A
Duración da misiónViaxe: 3.5 anos
En órbita: 21 meses (2026-2027)
Obxectivo da misión16 Psyche
Masa2 608 kg (5 750 lb)[3]
Psyche insignia.svg
Insignia da misión
nasa.gov/psyche
psyche.asu.edu

Psyche é unha misión orbital que explorará a orixe dos núcleos planetarios mediante o estudo do asteroide metálico 16 Psyche.[4] Este asteroide pode ser o núcleo de ferro exposto dun protoplaneta, probablemente o remanente dunha colisión violenta con outro obxecto que eliminou a codia externa. Lindy Elkins-Tanton da Universidade Estatal de Arizona en Tempe, Arizona é a investigadora principal e foi quen lle propuxo esta misión ó Programa de Descubrimento da NASA. O Laboratorio de Propulsión a Chorro da NASA (JPL) administrará o proxecto.

16 Psique é o asteroide máis pesado coñecido do tipo M, e pénsase que é o núcleo de ferro exposto dun protoplaneta.[5] As observacións radar do asteroide dende a Terra indican unha composición ferro-níquel.[6] O 4 de xaneiro de 2017, a misión de Psyche foi elixida xunto coa misión de Lucy como a próxima misión do programa Discovery da NASA.[7]

A misión prevé ser lanzada en xullo de 2022, a bordo dun foguete Falcon Heavy.[2]

Historia[editar | editar a fonte]

Psyche foi un dos proxectos presentados a unha convocatoria da NASA que se pechou en febreiro de 2015 como proposta para o programa Discovery. Foi preseleccionado o 30 de setembro de 2015 como un dos cinco finalistas e recibiu 3 millóns USD para desenvolver conceptualmente o proxecto.[4][8] Un dos criterios para a selección implicaba superar unha visita na que arredor de 30 membros do persoal da NASA facían entrevistas, realizaban inspeccións e efectuaban preguntas a cada un propoñentes sobre os seus proxectos.[9]

O 4 de xaneiro de 2017, Lucy e Psyche foron respectivamente seleccionados para as misións 13 e 14 do programa Discovery, co lanzamento de Psyche programado para 2023.[10] En maio de 2017 a data de lanzamento cambiouse para conseguir unha traxectoria máis eficiente, trasladando o lanzamento a xullo de 2022. A chegada está prevista para o 31 de xaneiro de 2026,[11] usando a asistencia gravitacional de Marte o 23 de maio de 2023.

Obxectivos da misión[editar | editar a fonte]

A sonda espacial Psyche utilizará propulsión eléctrica solar,[12][13] o equipamento científico consiste nun xerador de imaxes, un magnetómetro e un espectrómetro de raios gamma.[13][14]

Os datos mostran que o asteroide 16 Psique ten un diámetro de aproximadamente 252 km (157 mi).[15] Os científicos pensan que 16 Psique podería ser o núcleo dun planeta primitivo do tamaño de Marte que quedou exposto ó perder a súa codia externa a causa dunha serie de colisións violentas con outros obxectos.[10]

A misión lanzarase en xullo de 2022[2] e chegará en catro anos para recoller información durante 21 meses. A sonda espacial será construída polo Laboratorio de propulsión a chorro da NASA en colaboración con SSL (anteriormente Space Systems/ Loral) —filial de Maxar Technologies— e a Universidade Estatal de Arizona.[16]

Fíxose unha proposta para tentar compartir o foguete con outra misión diferente chamada Athena, que orbitará arredor do asteroide 2 Pallas, o terceiro asteroide máis grande do Sistema Solar.[17] En 2020 anunciouse que o Falcon Heavy con Psyche incluirá dous minisatélites para estudar a atmosfera marciana e os asteroides binarios, aparellos denominados respectivamente EscaPADE (Escape and Plasma Acceleration and Dynamics Explorers) e Janus.[11]

Metas científicas[editar | editar a fonte]

Múltiples imaxes de 16 Psyche tomadas polo Very Large Telescope.
O padrón Widmanstätten, que se pode encontrar dentro dos meteoritos de ferro–niquel, coa mesma clasificación que o asteroide 16 Psyche.[18]

A diferenciación foi un proceso fundamental na configuración de moitos asteroides e de tódolos planetas terrestres, e o exame directo dun núcleo planetario podería mellorar a comprensión deste proceso. A misión Psyche determinará a xeoloxía, forma, composición elemental, campo magnético e distribución da masa de 16 Psyche. Espérase que tras esta misión se comprenda mellor da formación planetaria e a estrutura interna dos mesmos.

O obxectivo global desta misión é:

  • Comprender un elemento básico no proceso de formación dos planetas aínda non examinado: os núcleos de ferro.
  • Analizar o interior dos planetas terrestres, incluída a Terra, analizando directamente o interior dun corpo diferenciado, que doutro xeito non podería facerse.
  • Explorar un novo tipo de mundo, constituído de metal.

Os obxectivos específicos son:

  • Determinar se 16 Psyche é un núcleo ou se é material non fundido.
  • Determinar a idade relativa de cada unha das rexións da superficie de 16 Psyche.
  • Determinar se os corpos metálicos pequenos incorporan os mesmos elementos lixeiros que se supoñen no núcleo de alta presión da Terra.
  • Determinar se 16 Psique se formou en condicións máis oxidantes ou máis redutoras que o núcleo da Terra.
  • Caracterizar a topografía de 16 Psique.

As cuestións científicas que abordará a misión son:[5]

  • É 16 Psyche o núcleo desposuído dun planetesimal diferenciado, ou formouse como un corpo rico en ferro? Cales foron os elementos básicos na construción dos planetas? Os planetesimales que se formaron preto do Sol tiñan composicións moi diferentes?
  • Se 16 Psyche perdeu o seu manto, cando e como aconteceu?
  • Se 16 Psyche algunha vez estivo fundido, solidificouse de dentro cara a fóra ou de fóra cara a dentro?
  • 16 Psyche xerou unha dínamo magnética ó arrefriarse?
  • Cales son os principais elementos de aliaxe que coexisten no metal de ferro do núcleo?
  • Cales son a características clave da superficie xeolóxica e a topografía global? 16 Psyche vese radicalmente diferente dos corpos pedregosos e xeados coñecidos?
  • En que se diferencian os cráteres dun corpo metálico dos dun rocha ou xeo?

Equipamento científico[editar | editar a fonte]

Psique voará cunha carga útil de 30 kg (66 lb),[3] que consta de catro instrumentos científicos:[9]

  • O xerador de imaxes multiespectrales proporcionará imaxes de alta resolución utilizando filtros para discriminar entre os compoñentes metálicos e de silicato.
  • O espectrómetro de raios gamma e neutróns analizará e mapeará a composición elemental do asteroide.
  • O magnetómetro medirá e analizará o campo magnético remanente do asteroide.
  • A investigación científica da gravidade utilizará o sistema de radiocomunicacións da banda X (microondas) para medir o campo de gravidade do asteroide e deducir a súa estrutura interior.

A sonda espacial tamén probará tecnoloxía experimental de comunicación láser denominada Deep Space Optical Communications.[19] Espérase que o dispositivo poida aumentar o rendemento e a eficiencia nas comunicacións de naves espaciais de 10 a 100 veces por riba dos sistemas convencionais.[19][20] Os raios láser da sonda espacial serán recibidos por un telescopio terrestre no observatorio Palomar en California.[21]

Propulsión[editar | editar a fonte]

O sistema de propulsión eléctrica de 16 Psyche utilizá propulsores de efecto Hall SPT-140 alimentados polos seus paneis solares.[12] Na parte superior dereita desta imaxe móstrase un primeiro propulsor de efecto Hall SPT-140 utilizado para probas en terra.
SPT-140 Parámetro/unidades [22][23]
Tipo Propulsor de efecto Hall
Potencia [24] Max: 4.5 kW
Min: 900 W

Rendemento da matriz solar:

na Terra: 20 kW
en 16 Psyche: 2.3 kW

Impulso específico (Isp) 1800 s
Impulso total 8.2 MN·s
Propulsión 280 mN [23]
Masa do propulsor 8.5 kg
Masa do propelente ≈ 425 kg de xenon [23]

Esta misión utilizará un motor modelo SPT-140, un propulsor de efecto Hall, que emprega propulsión eléctrica solar, no cal a electricidade xerada polos paneis solares se transmite a un motor de reacción eléctrico, no canto de usar propulsión química.[12][25][26] O propulsor ten unha potencia nominal operativa de 4.5 kW,[27] mais funcionará con aproximadamente 900 watts durante longos períodos.[25]

O SPT-140 (SPT significa Stationary Plasma Thruster) é un sistema de propulsión inventado en Rusia por OKB Fakel e desenvolvido polo centro de investigación Glenn da NASA, Space Systems Loral e Pratt & Whitney dende finais da década de 1980.[28] O propulsor SPT-140 probouse por primeira vez nos Estados Unidos no ano 2002 cunha unidade de 3,5 kW como parte do programa de tecnoloxía de propulsión de foguetes de alto rendemento integrado da Forza Aérea dos Estados Unidos de América.[3][27] O uso de propulsores eléctricos solares permitirá que a nave espacial chegue a 16 Psique (a 3,3 unidades astronómicas) moito máis rápido consumindo só un 10% do propelente que necesitaría usando a propulsión química convencional.

A electricidade será xerada por paneis solares dispostos a ambos lados da sonda espacial cunha disposición en forma de X, con cinco paneis en cada lado. Antes de que se modificase a traxectoria prevista inicialmente para a misión os paneis dispoñíanse en liña recta, con só catro paneis a cada lado da sonda espacial.[29]

Operacións[editar | editar a fonte]

Lanzamento e traxectoria[editar | editar a fonte]

O lanzamento está previsto para xullo de 2022 nun foguete Falcon Heavy. O custo do lanzamento, incluídas as cargas secundarias, é de 117 millóns USD.[2] Psyche lanzarase describindo traxectoria que usará asistencia gravitacional de Marte o 23 de maio de 2023, en dirección ó cinto de asteroides, alcanzando o asteroide Psyche.

Órbita[editar | editar a fonte]

Psyche chegará ó asteroide 16 Psyche e entrará en órbita o 31 de xaneiro de 2026. A nave espacial orbitará describindo réximes decrecentes.[30] Inicialmente, órbita A, situará a nave espacial nunha órbita de 700 km (430 mi) para determinar o campo magnético e efectuar a cartografía preliminar durante 56 días. Logo aproximarase, situándose na órbita B, a 290 km (180 mi) do asteroide durante 76 días, para elaborar a topografía e estudar o campo magnético. A continuación achegarase, órbita C, a 170 km (110 mi), permanecendo durante 100 días para facer un estudo da gravidade e proseguir coa observación do campo magnético. Finalmente, a sonda espacial entrará na órbita D, situándose a 85 km (53 mi) para determinar a composición química da superficie utilizando os espectrómetros de raios gamma e neutróns. Tamén tomará imaxes periodicamente, analizará a gravidade e os campos magnéticos. A misión está planificada para orbitar arredor do asteroide durante polo menos 21 meses.[30]

Notas[editar | editar a fonte]

Todas as referencias en inglés agás cando se indique o contrario
  1. "FY 2021 President's Budget Request Summary" (PDF). NASA. 10-02-2020. pp. 437–439. 
  2. 2,0 2,1 2,2 2,3 Foust, Jeff (28-02-2020). "Falcon Heavy to launch NASA Psyche asteroid mission". SpaceNews.com. Consultado o 03-07-2020. 
  3. 3,0 3,1 3,2 Lord, Peter W.; van Ommering, Gerrit (2015). Evolved Commercial Solar Electric Propulsion: A Foundation for Major Space Exploration Missions (PDF). 31º Space Symposium, Technical Track, do 13 ó 14 de abri de 2015. Colorado Springs, Colorado. Arquivado dende o orixinal (PDF) o 07-01-2018. Consultado o 03-07-2020. 
  4. 4,0 4,1 Chang, Kenneth (06-01-2017). "A Metal Ball the Size of Massachusetts That NASA Wants to Explore". The New York Times. Consultado o 03-07-2020. 
  5. 5,0 5,1 Elkins-Tanton, L. T.; et al. (2014). Journey to a Metal World: Concept for a Discovery Mission to Psyche (PDF). 45ª Lunar and Planetary Science Conference, celebrada do 17 ó 21 marzo de 2014 en The Woodlands, Texas. 1253. Bibcode:2014LPI....45.1253E. LPI Contribución nº 1777. Consultado o 03-07-2020. 
  6. Shepard, Michael K.; et al. (xaneiro de 2017). "Radar observations and shape model of asteroid 16 Psyche". Icarus 281: 388–403. Bibcode:2017Icar..281..388S. doi:10.1016/j.icarus.2016.08.011. 
  7. Grush, Loren (04-01-2017). "In the 2020s NASA will launch spacecraft to study Jupiter's asteroids, and another made of metal". The Verge. Consultado o 03-07-2020. 
  8. Brown, Dwayne C.; Cantillo, Laurie (30-09-2015). "NASA Selects Investigations for Future Key Planetary Mission". NASA. Consultado o 03-07-2020. 
  9. 9,0 9,1 Valentine, Karin (20-12-2016). "Journey to a metal world". Arizona State University. Consultado o 03-07-2020. 
  10. 10,0 10,1 Brown, Dwayne C.; Cantillo, Laurie (04-01-2017). "NASA Selects Two Missions to Explore the Early Solar System". NASA. Consultado o 03-07-2020. 
  11. 11,0 11,1 Mathewson, Samantha (02-03-2020). "NASA picks SpaceX Falcon Heavy to launch Psyche mission to metal asteroid in 2022". Space.com. Consultado o 03-07-2020. 
  12. 12,0 12,1 12,2 Agle, D. C.; Russell, Jimi; Cantillo, Laurie; Brown, Dwayne (28-09-2017). "NASA Glenn Tests Thruster Bound for Metal World". NASA. Consultado o 04-07-2020. 
  13. 13,0 13,1 Kane, Van (19-02-2014). "Mission to a Metallic World: A Discovery Proposal to Fly to the Asteroid Psyche". The Planetary Society. Consultado o 04-07-2020. 
  14. Wampler, Stephen (04-11-2015). "Lab-Johns Hopkins team tapped to work on possible NASA effort to explore asteroid". Lawrence Livermore National Laboratory. Consultado o 04-07-2020. 
  15. "16 Psyche". JPL Small-Body Database. Consultado o 04-07-2020. 
  16. Lewis, Wendy (26-10-2015). "SSL is JPL Industrial Partner for NASA Asteroid Exploration Mission Opportunity". SSL. Arquivado dende o orixinal o 09-08-2020. Consultado o 04-07-2020. 
  17. Dorminey, Bruce (10-03-2019). "Proposed NASA SmallSat Mission Could Be First To Visit Pallas, Our Third Largest Asteroid". Forbes. Consultado o 04-07-2020. 
  18. Amos, Jonathan (31-01-2016). "Hunt for Antarctica's 'lost meteorites'". BBC News. Consultado o 04-07-2020. 
  19. 19,0 19,1 David, Leonard (18-10-2017). "Deep Space Communications via Faraway Photons". NASA / Jet Propulsion Laboratory. Arquivado dende o orixinal o 11-01-2020. Consultado o 03-07-2020. 
  20. Greicius, Tony (14-09-2017). "Psyche Overview". NASA. Consultado o 03-07-2020. 
  21. Hall, Loura (18-10-2017). ""Lighten Up" – Deep Space Communications via Faraway Photons". NASA. Consultado o 03-07-2020. 
  22. Myers, Roger. "Solar Electric Propulsion: Introduction, Applications and Status" (PDF). Aerojet Rocketdyne. Consultado o 03-07-2020. 
  23. 23,0 23,1 23,2 Johnson, Ian K.; Kay, Ewan; Lee, Ty; Bae, Ryan; Feher, Negar (2017). New Avenues for Research and Development of Electric Propulsion Thrusters at SSL (PDF). 35ª International Electric Propulsion Conference. Do 8 ó 12 de outubro de 2017. Atlanta, Georgia. IEPC-2017-400. Arquivado dende o orixinal (PDF) o 07-01-2018. Consultado o 03-07-2020. 
  24. "Development of the Psyche Mission for NASA’s Discovery Program" (PDF). Arquivado dende o orixinal (PDF) o 24-06-2018. Consultado o 04-07-2020. 
  25. 25,0 25,1 Cole, Michael (09-10-2017). "NASA Glenn tests solar electric propulsion thruster for journey to metal world". Spaceflight Insider. Consultado o 06-07-2020. 
  26. DeFelice, David (18-08-2015). "NASA – Ion Propulsion". NASA. Consultado o 06-07-2020. 
  27. 27,0 27,1 "T-140". University of Michigan Plasmadynamics & Electric Propulsion Laboratory. Consultado o 06-07-2020. 
  28. Delgado, Jorge J.; Corey, Ronald L.; Murashko, Vjacheslav M.; Koryakin, Alexander I.; Pridanikov, Sergei Y. (2014). Qualification of the SPT-140 for use on Western Spacecraft. 50ª AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference. Do 28 ó 30 de xullo de 2014. Cleveland, Ohio. doi:10.2514/6.2014-3606. AIAA 2014–3606. 
  29. Agle, D. C.; Valentine, Karin; Cantillo, Laurie; Brown, Dwayne C. (24-05-2017). "NASA Moves Up Launch of Psyche Mission to a Metal Asteroid". NASA. Consultado o 06-07-2020. 
  30. 30,0 30,1 Oh, David Y.; Collins, Steve; Goebel, Dan; Hart, Bill; Lantoine, Gregory; Snyder, Steve; Whiffen, Greg; Elkins-Tanton, Linda; Lord, Peter; Pirkl, Zack; Rotlisburger, Lee (2017). Development of the Psyche Mission for NASA’s Discovery Program (PDF). 35ª International Electric Propulsion Conference. Do 8 ó 12 de outubro de 2017. Atlanta, Georgia. IEPC-2017-153. Arquivado dende o orixinal (PDF) o 24-06-2018. Consultado o 06-07-2020. 

Véxase tamén[editar | editar a fonte]

Outros artigos[editar | editar a fonte]

Ligazóns externas[editar | editar a fonte]