211service.com
NASA ønsker å bruke solen til å drive fremtidige romfart
NASA/JPL-Caltech/ASU
I august 2022 ringte en NASA-sonde Psyke vil sette ut for å utforske en gigantisk metallisk asteroide kalt Psyche 16, for å hjelpe forskere med å lære mer om hvordan planeter dannes. Måten Psyche når målet på vil imidlertid være forskjellig fra typiske NASA-oppdrag.
Bygger på teknologi brukt i tidligere oppdrag, inkludert Soloppgang og Deep Space 1 , vil solenergi bidra til å drive Psyche inn i det dype rommet. Hvis det viser seg vellykket, kan det være starten på en ny æra med bruk av mer drivstoffeffektive sonder for både romutforskning og kommersielle oppdrag.
Tradisjonelle romfartøyer er avhengige av kjemiske reaksjoner mellom en kombinasjon av flytende drivstoff for å komme seg rundt i stedet for elektrisitet. Psyche vil bruke to gigantiske solcellepaneler for å konvertere solenergi til elektrisitet som skal drive fire ion-thrustere. Den elektrisiteten vil gjøre tanker med xenongass (samme type som brukes i billykter) til xenonioner, som Psyches fire thrustere vil skyte ut for å forsiktig drive romfartøyet mot asteroiden, som går i bane mellom Mars og Jupiter, mer enn 1,5 milliarder miles fra Jorden .
Relatert historie
NASA avslutter sin 30 år lange Venus-tørke med to nye oppdrag DAVINCI+ og VERITAS vil forsøke å svare på hvordan og hvorfor den andre planeten fra solen ble det helvetesbildet det er i dag.
Mens andre romfartøyer, som Lucy , har brukt solenergi til å betjene instrumenter, vil Psyche være blant de første av NASAs dypromoppdrag som bruker solenergi til både operasjoner ombord og fremdrift.
Paul Lozano , direktør for MITs romfremdriftslaboratorium, sier at Psyche kan legge grunnlaget for mer solcelledrevet romutforskning. Til slutt kan teknologien hjelpe oss med å undersøke flere himmellegemer i lengre perioder og potensielt gjøre oppdrag utenfor jordens bane mer overkommelige og gjennomførbare.
Det åpner faktisk for muligheten til å utforske og kommersialisere plass på en måte som vi ikke har sett før, sier Lozano.
Fordi et romfartøy som bruker solenergi-elektrisk fremdrift krever mindre drivmiddel enn et kjemisk drevet, har det mer plass om bord for last, vitenskapelige instrumenter og, en dag, astronauter. Ett selskap, Handlingssystemer , utvikler mer effektive ionethrustere for Cubesats samt større satellitter og andre romfartøyer.
Solfremdriftsteknologi er allerede vanlig i satellitter som går i bane rundt jorden, men til nå har det ikke vært et kraftig nok alternativ til kjemisk drevne motorer til å brukes like ofte i romfartøyer på vei til det dype rom. Fremskritt innen solenergi-elektrisk fremdrift vil endre det.
Teknologien bak Psyche hadde sin første store test i Dawn, et utforskningsromfartøy som brukte solenergi og ion-thrustere. Dawn ble til slutt stille mens den gikk i bane rundt dvergplaneten Ceres (hvor den vil forbli i bane i flere tiår) i 2018, tre år etter at oppdraget skulle avsluttes. Disse thrusterne kan fungere i årevis uten å gå tom for drivstoff, men de gir relativt lav skyvekraft sammenlignet med konvensjonell fremdrift.
Psyches thrustere vil kunne generere tre ganger så mye skyvekraft som forgjengerne, og omtrent et år etter lanseringen vil de få litt hjelp fra Mars gravitasjonskraft for å endre banen før de til slutt når målet i 2026.
Etter det vil Psyche bruke i underkant av to år i bane rundt asteroiden. Oppdraget vil være å undersøke asteroidens jernkjerne for å finne ut om den har de samme elementene som har blitt oppdaget i jordens høytrykkskjerne, noe som kan hjelpe forskere med å lære mer om hvordan planeter dannes.
Selv om vi ikke direkte kan se jordens kjerne, vil Psyche bruke et multispektralt bildeapparat, et instrument som bruker filtre og to kameraer for å få høyoppløselige geologiske, komposisjonelle og topografiske data fra asteroiden. Hvis kjernen viser seg å være lik kjernen til små, steinete planeter, kan forskere finne ut om de to har lignende opphav. Fordi Psyche 16 (asteroiden) antas å være kjernen til en planet som ikke klarte å danne seg, kan et nærbilde gi detaljer om dannelsen av det indre solsystemet.
Tilbake i 2017 ble Psyche valgt som ett av to oppdrag for NASAs Discovery Program, en serie lavkostoppdrag til mål rundt solsystemet. Delvis ledet av Arizona State University, hadde Psyche en utviklingstak på rundt 450 millioner dollar for å sikre at den kunne komme seg helt til verdensrommet. Men jo lenger et romfartøy går fra solen, desto vanskeligere blir det for solcellepanelene å fange sollys og drive ione-thrusterne. Det er grunnen til at når Psyche er forbi Mars, vil den måtte bremse opp.
For å gå enda lenger må romfartøy kanskje stole på kjernefysisk termisk fremdrift , som NASA også utvikler.