„Falcon Heavy“ pakyla nuo Kenedžio kosminio centro, nešdamas NASA erdvėlaivį „Psyche“. Vaizdas: Michaelas Cainas / „Spaceflight Now“. NASA 1,2 milijardo dolerių vertės asteroidų zondas „Psyche“ penktadienį pakilo į kosmosą virš raketos „Falcon Heavy“, pradėdamas drebinančią pradžią, leisdamas į 2,2 milijardo mylių kelionę į retą, daug metalų turintį asteroidą, kuris gali turėti užuominų apie tai, kaip pirmiausia susiformavo uolėtų planetų, tokių kaip Žemė, branduoliai.
„Mes sužinosime apie anksčiau neištirtą ingredientą, kuris padėjo sukurti mūsų gyvenamą Žemę, ir tai yra metalas, kuris dabar yra Žemės šerdyje ir visų uolinių planetų šerdyse, kurių niekada negalime aplankyti, išskyrus kursą, apie kurį norime sužinoti“, – sakė vyriausioji tyrėja Lindy Elkins-Tanton.
„Ir Psichė yra vienintelis didžiausias metalinis objektas mūsų saulės sistemoje. Taigi, jei norime sužinoti apie savo branduolius, turime eiti čia.
Po daugybės nesėkmių ir vėlavimų po Covid pandemijos ir 24 valandas trukusio slydimo dėl audringo oro ketvirtadienį Psyche misija pagaliau prasidėjo 10:19 EDT, kai užsidegė 27 SpaceX Falcon Heavy pirmos pakopos varikliai. griausmingas liepsnojančių išmetamųjų dujų antplūdis.
Po paskutinio žaibiško kompiuterio patikrinimo etapo 230 pėdų aukščio raketa buvo paleista iš istorinio 39A Kenedžio kosmoso centro trinkelės ir sklandžiai pakilo virš daugiau nei 5 milijonų svarų stūmos.
Du „Falcon Heavy“ pritvirtinami šoniniai stiprintuvai išsijungė ir atsilupo praėjus dviem su puse minutės po pakilimo ir nuskrido atgal į Kanaveralo kyšulio kosminių pajėgų stoties laipsniškus nusileidimus vienas šalia kito. Išnaudojamas centrinės šerdies stiprintuvas toliau šaudė dar pusantros minutės, kol jis taip pat nukrito.
Tada vienas variklis, varantis antrąją raketos pakopą, perėmė kopimą į kosmosą. Po 45 minučių pakrantės variklis užsidegė antrą kartą ir transporto priemonė buvo nukreipta į reikiamą pabėgimo iš Žemės trajektoriją. 6000 svarų sveriantis zondas „Psyche“ buvo paleistas pats skristi po šešių minučių, pradėdamas šešerius metus trukusią kelionę į asteroidą, kurio vardu jis buvo pavadintas.
1852 m. atrado italų astronomas Annibale de Gasparis, 16 Psyche yra didžiausias iš devynių žinomų daug metalų turinčių asteroidų, skriejantis išorinėje asteroidų juostoje tarp Marso ir Jupiterio tris kartus toliau nuo saulės nei Žemė.
Radaro stebėjimai rodo, kad jis yra maždaug kaip bulvė, 173 mylių skersmens ir 144 mylių ilgio, tačiau net galingiausiuose teleskopuose jis atrodo tik kaip žvaigždės taškas. Iš spektrinių ir kitų stebėjimų mokslininkai žino, kad jame yra daug metalų.
„Esame gana įsitikinę, kad jis daugiausia pagamintas iš metalo ir dar kažko“, – sakė Elkinsas-Tantonas. „Tai gali būti kažkas kita, kas gali būti uolienų, sieros ir anglies pagrindu. Mes nežinome. Ir tai iš tikrųjų yra tas jaudulys.
Menininko samprata apie erdvėlaivį „Psyche“, skriejantį netoli Psyche asteroido paviršiaus. Vaizdas: Maxar / ASU / Peter Rubin. Anksčiau projekto metu žurnalistė jos paklausė, kiek vertas toks asteroidas kaip Psyche, atsižvelgiant į didelį metalų kiekį. Skaičiai siekė net 10 kvintilijonų dolerių.
„Tai mano kaltė, nes aš taip apskaičiavau“, – sakė Elkinsas-Tantonas. „Tai puiki antraštė. Bet tai visais atžvilgiais klaidinga. Mes neturime nulinės technologijos, kad Psyche sugrąžintume į Žemę. Ir jei tai padarytume, greičiausiai tai būtų katastrofiška klaida. Tai užtvindytų metalų rinką ir tiesiogine prasme būtų nieko verta. Taigi to vertės apskaičiavimas (yra) įdomus intelektualinis pratimas, neturintis jokios tiesos.
Taip pat menininko įspūdis apie asteroidą, pagrįstas Elkinso-Tantono nurodymais ir naujausiais mąstymais apie likusias planetų šerdis. Nors vaizdas yra „tikėtinas dėl to, ką įtariame“, sakė ji, jis „netikras, nes nežinome, kaip jis atrodo“.
Arba kaip ji iš pradžių susiformavo. Yra dvi pagrindinės teorijos.
„Vienas iš jų yra tas, kad tai yra kūno šerdis, panaši į tai, kas yra Žemės viduje, su išlydytu metaliniu centru“, – sakė Benas Weissas, MIT vyriausiojo tyrėjo „Psyche“ pavaduotojas. „Tačiau šiuo atveju Psichės išoriniai sluoksniai buvo nuplėšti dėl asteroido smūgių ankstyvoje Saulės sistemoje, todėl šiandien galime pamatyti (atidengtą šerdį).
„Kita idėja yra ta, kad Psichė yra tam tikras pirmapradis, neištirpęs kūnas, iš esmės susidaręs iš pirmųjų Saulės sistemos medžiagų, kurios nuo to laiko (buvo) išsaugotos šioje pirminėje būsenoje.
Erdvėlaivis „Psyche“, pastatytas „Jet Propulsion Laboratory“ naudojant modifikuotą „Maxar“ pateiktą palydovinį korpusą, bandys atsakyti į šiuos ir daugelį kitų klausimų per 26 mėnesių stebėjimus iš arti, naudodamas sudėtingų instrumentų rinkinį.
Zondas turi dvi daugiaspektrines kameras, kurios puikiai detalizuoja paviršių, du magnetometrai, skirti matuoti bet kokį magnetinį lauką, kuris galėjo būti užšaldytas kažkada buvusiame skystame metale, gama spindulių ir neutronų masės spektrometras, skirtas asteroido cheminei sudėčiai nustatyti, ir radijo aparatas. mokslinis eksperimentas, skirtas jo gravitaciniam laukui išmatuoti.
Bet tai nebus lengva. Ir tai nebus greita.
Kad pasiektų savo karjerą, erdvėlaivis naudos saulės elektrinę varomąją jėgą, elektrai greitinančius jonizuotus ksenono atomus bet kuriame iš keturių Holo efekto privairuolių, kad sukurtų švelnų, bet nuolatinį stūmimą.
„Psyche“ bus paleista su 2 392 svarais ksenono septyniose 22 galonų talpos bakuose. Elektros galia elektronams pašalinti ir kurui jonizuoti bus gaunama iš dviejų penkių skydų saulės sparnų, galinčių generuoti 21 kilovatą šalia Žemės, o Psichės atstumu nuo saulės nukris iki 2,3–3,4 kilovato.
„Galite manyti, kad tai yra saulės spindulių trauka“, – sakė Davidas Ohas, „Psyche“ vyriausiasis JPL inžinierius. „Tai geriausias mūsų erdvėlaivio žaliasis variklis.
Skirtingai nuo cheminių varomųjų raketų variklių, sunaudojančių raketinį kurą didelės galios kuro pliūpsnio metu, Holo efekto privairavimo įrenginiai sukuria daug mažesnę trauką, maždaug prilygstančią trijų ketvirtadalių svoriui. Tačiau jie gali bėgti visą parą, lėtai, bet užtikrintai didindami greitį ir nuvažiuodami apie 10 milijonų mylių už galoną.
Po trijų ar keturių mėnesių bandymų ir patikrinimų Psyche skris link Marso ir 2026 m. gegužės mėn. praskris pro raudonąją planetą 1 900–2 700 mylių aukštyje, kad padidėtų gravitacijos pagalba, kuri padidins erdvėlaivio greitį nuo maždaug 45 600 mylių per valandą. saulės iki maždaug 52,22 mylių per valandą greičio.
Pakeliui į Marsą inžinieriai perkels autostopininko naudingąją apkrovą: eksperimentuos Deep Space Optical Communications arba DSOC. Infraraudonųjų spindulių lazerio ir teleskopo mazgas, pritvirtintas prie Psyche erdvėlaivio šono, bandys siųsti duomenis atgal į Žemę daug didesniu greičiu nei įmanoma naudojant tradicinius radijo signalus.
Lazeriniai ryšiai buvo išbandyti aplink Mėnulį, tačiau DSOC yra pirmasis, naudojamas gilioje erdvėje. Tokiais atstumais signalų siuntimas atgal į 200 colių Hale teleskopą Palomaro kalne Kalifornijoje yra maždaug tolygu smūgiui vienos mylios atstumu.
„Labai džiaugiamės paleidimu ir laukiame svarbių išmoktų pamokų, kurios ateityje leis žmonėms atlikti misijas į Marsą ir naudoti labai didelės skiriamosios gebos instrumentus“, – sakė Abi Biswas, DSOC vadovas iš Reaktyvinio judėjimo laboratorijos.
Praskridęs Marsas siųs Psichę spirale į išorę, lėtai, bet užtikrintai pasivydama taikinį. 2029 m. gegužę erdvėlaivio kameros pradės vaizduoti asteroidą, naudodamos duomenis, kad tiksliai sureguliuotų jo požiūrį.
Po dviejų mėnesių, po kelionės, apimančios 2,2 milijardo mylių, Psichė bus pakankamai arti, kad ją užfiksuotų silpna asteroido gravitacija.
Planuojami keturi pagrindiniai orbitos aukščiai, pradedant maždaug 441 mylių aukštyje virš paviršiaus, tada nukrenta iki 188 mylių ir galiausiai iki mažiau nei 50 mylių, o tada grįžtama į maždaug 118 mylių aukštį.
Zondui „Psyche“ prireiks beveik šešerių metų, kad jis pasiektų tikslą išorinėje asteroidų juostoje. Po gravitacinio skrydžio pro Marsą 2026 m. erdvėlaivis išskris į asteroidą 16 Psyche ir 2029 m. paslys į orbitą aplink neįprastą daug metalų turintį kūną. Nuotrauka: NASA. Visą laiką „Psyche“ kameros vaizduos paviršių vis didesne skiriamąja geba, magnetometrai sudarys asteroido magnetinio lauko diagramas, o mokslininkai Žemėje matuoja jo gravitacinį lauką, tirdami nedidelius erdvėlaivio greičio pokyčius, kurie matomi iš subtilių į Žemę siunčiamų radijo signalų pokyčių. .
Mažiausiame, maždaug 45 mylių, aukštyje zondo gama spindulių ir neutronų spektrometras apibūdins mineralų sudėtį visame asteroido paviršiuje.
Tikimasi, kad galutinis orbitinių stebėjimų rinkinys prasidės 2031 m. sausio viduryje. Pagrindinė „Psyche“ misija turėtų baigtis 2031 m. lapkričio 1 d.
