NASA tester thruster på vej til metalverden

Da NASA ser ud til at undersøge dybere i vores solsystem, et af de centrale interesseområder er at studere verdener, der kan hjælpe forskere med bedre at forstå vores solsystem og universet omkring os. En af de næste destinationer i denne videnindsamlingskampagne er en sjælden verden kaldet Psyche, placeret i asteroidebæltet.

Psyke adskiller sig fra millioner af andre asteroider, fordi det ser ud til at have en udsat nikkel-jernoverflade. Forskere ved Arizona State University, Tempe, i partnerskab med NASAs Jet Propulsion Laboratory i Pasadena, Californien, tror, ​​at asteroiden faktisk kunne være den resterende kerne på en tidlig planet. Og, da vi ikke direkte kan udforske nogen planets kerne, herunder vores egen, Psyche tilbyder et sjældent indblik i vores solsystems voldelige historie.

"Psyke er en unik krop, fordi den er, langt, den største metal -asteroide derude; det er på størrelse med Massachusetts, "sagde David Åh, missionens ledende projektsystemingeniør hos JPL. "Ved at udforske Psyche, vi lærer om dannelsen af ​​planeterne, hvordan planetariske kerner dannes og, lige så vigtigt, vi skal udforske en ny type verden. Vi har set på verdener lavet af rock, is og gas, men vi har aldrig haft mulighed for at se på en metalverden, så dette er helt ny udforskning i den klassiske NASA -stil. "

Men at komme til Psyche vil ikke være let. Det kræver et banebrydende fremdriftssystem med enestående ydeevne, hvilket også er sikkert, pålidelig og omkostningseffektiv. Derfor har missionsteamet henvendt sig til NASA Glenn Research Center i Cleveland, som har udviklet solenergi fremdrift (SEP) i årtier.

SEP -thrustere bruger inerte gasser, ligesom xenon, som derefter får strøm fra den elektriske strøm, der genereres fra indbyggede solceller til at give blid, non-stop tryk.

"Til dybe rummissioner, den type og mængde brændstof, der kræves for at drive et rumfartøj, er en vigtig faktor for missionsplanlæggere, "sagde Carol Tolbert, projektleder for Psyche thruster test hos NASA Glenn. "Et SEP -system, ligesom den, der blev brugt til denne mission, fungerer mere effektivt end et konventionelt kemisk fremdrivningssystem, hvilket ville være upraktisk for denne type mission. "

Den reducerede brændstofmasse gør det muligt for missionen at komme ind i kredsløb omkring Psyche og giver ekstra plads til hele missionens videnskabelige nyttelast. Psykens nyttelast inkluderer en multispektral billedbehandler, magnetometer, og gammastrålespektrometer. Disse instrumenter vil hjælpe videnskabsteamet med bedre at forstå asteroidens oprindelse, sammensætning og historie.

Yderligere fordele ved SEP er fleksibilitet og robusthed i flyveplanen, som tillader rumfartøjet at ankomme til Psyche meget hurtigere og mere effektivt end det kunne ved hjælp af konventionel fremdrift.

Til denne mission, rumfartøjet, som vil blive bygget i fællesskab af JPL og Space Systems Loral (SSL), vil bruge SPT-140 Hall effekt thruster. Fordi Psyke er tre gange længere væk fra Solen end Jorden, at flyve dertil krævede en unik test af thrusterens laveffektdrift i de meget lave tryk, der vil støde på i rummet.

Missionsteamet opfordrede NASA Glenn, og dets ekspertise i rumkraft og fremdrift, at sætte missionens thruster gennem sine skridt på centerets elektriske fremdriftslaboratorium.

"Denne mission vil være den første til at bruge et Hall -effekt -thruster -system ud over månens bane, så testene her på Glenn, som aldrig var blevet ført før, var nødvendige for at sikre, at thrusteren kunne udføre og fungere som forventet i miljøet i dybt rum, "sagde Tolbert.

Anlægget på NASA Glenn har været en førende destination for elektrisk fremdrift og test af elsystem i over 40 år og har en række rummiljøkamre, som simulerer vakuum og rumtemperaturer.

"Dette var meget vigtigt for missionen, fordi vi vil teste-som-vi-flyver og flyver-som-vi-tester, "sagde Oh." Glenn har en facilitet i verdensklasse, der tillod os at gå til meget lave tryk for at simulere det miljø, rumfartøjet vil operere i og bedre forstå, hvordan vores thrustere vil klare sig omkring Psyche.

"Ved første øjekast, resultaterne bekræfter vores forudsigelser om, hvordan thrusteren vil fungere, og det ser ud til at alt fungerer som forventet. Men, Vi vil fortsætte med at forfine vores modeller ved at foretage flere analyser. "

Mens teamet arbejder hen imod en forventet lancering i august 2022, de vil bruge de data, der er indsamlet på NASA Glenn, til at opdatere deres thrustermodellering og indarbejde dem i missionsbaner.

De videnskabelige mål med Psyche -missionen er at forstå byggestenene i planetdannelse og udforske en helt ny og uudforsket type verden på egen hånd. Missionsteamet søger at afgøre, om Psyche er kernen i en tidlig planet, hvor gammel er den, om den dannede sig på lignende måde som Jordens kerne, og hvordan dens overflade er.