NASA vēlas izmantot sauli, lai darbinātu turpmākās dziļās kosmosa misijas

NASA/JPL-Caltech/ASU

2022. gada augustā piezvanīja NASA zonde Psihe uzsāks izpētīt milzu metālisku asteroīdu Psihe 16, lai palīdzētu zinātniekiem uzzināt vairāk par planētu veidošanos. Tomēr veids, kā Psyche sasniedz savu mērķi, atšķirsies no parastajām NASA misijām.

Balstoties uz iepriekšējās misijās izmantotajām tehnoloģijām, tostarp Rītausma un Deep Space 1 , saules enerģija palīdzēs virzīt Psihi dziļā kosmosā. Ja tas izrādīsies veiksmīgs, tas varētu būt jaunas ēras sākums, kurā tiek izmantotas degvielas taupīgākas zondes gan kosmosa izpētei, gan komerciālām misijām.

Tradicionālie kosmosa kuģi paļaujas uz ķīmiskām reakcijām starp šķidro degvielu kombināciju, nevis elektrību. Psyche izmantos divus milzīgus saules blokus, lai pārvērstu saules enerģiju elektroenerģijā, kas darbinās četrus jonu dzinējus. Šī elektrība pārvērtīs ksenona gāzes tvertnes (tādas pašas, ko izmanto automašīnu priekšējos lukturos) ksenona jonos, kurus Psihes četri dzinēji izgrūdīs, lai viegli virzītu kosmosa kuģi uz asteroīdu, kas riņķo starp Marsu un Jupiteru vairāk nekā 1,5 miljardu jūdžu attālumā no Zemes. .

Saistīts stāsts

NASA beidz savu 30 gadus ilgušo Venēras sausumu ar divām jaunām misijām

DAVINCI+ un VERITAS mēģinās atbildēt, kā un kāpēc otrā planēta no saules kļuva par elles ainavu, kāda tā ir šodien.

Kamēr citi kosmosa kuģi, kā Lūcija , ir izmantojuši saules enerģiju, lai darbinātu instrumentus, Psyche būs viena no pirmajām NASA kosmosa misijām, kas izmantos saules enerģiju gan operācijām uz kuģa, gan dzinējspēkam.

Pols Lozano MIT kosmosa dzinējspēku laboratorijas direktors saka, ka Psihe varētu likt pamatu plašākai kosmosa izpētei, ko izmanto ar saules enerģiju. Galu galā šī tehnoloģija varētu palīdzēt mums izmeklēt vairākus debess objektus ilgāku laiku un potenciāli padarīt cilvēku apkalpes misijas ārpus Zemes orbītas pieejamākas un īstenojamākas.

Tas faktiski paver iespēju izpētīt un komercializēt telpu tādā veidā, kādu mēs iepriekš neesam redzējuši, saka Lozano.

Tā kā kosmosa kuģim, kas izmanto saules elektrisko piedziņu, ir nepieciešams mazāk degvielas nekā ar ķīmisku piedziņu, tajā ir vairāk vietas kravai, zinātniskiem instrumentiem un kādreiz arī astronautiem. Viens uzņēmums, Darbības sistēmas , izstrādā efektīvākus jonu dzinējus priekš Cubesats, kā arī lielākiem satelītiem un citiem kosmosa kuģiem.

Saules dzinējspēka tehnoloģija jau ir izplatīta satelītos, kas riņķo ap Zemi, taču līdz šim tā nav bijusi pietiekami jaudīga alternatīva ķīmiski darbināmiem dzinējiem, lai to tik bieži izmantotu kosmosa kuģos, kas virzās uz dziļo kosmosu. Saules elektriskās piedziņas attīstība to mainīs.

Psyche pamatā esošās tehnoloģijas pirmais lielais tests tika veikts Dawn, izpētes kosmosa kuģī, kas izmantoja saules enerģiju un jonu dzinējus. Rītausma galu galā apklusa, riņķojot ap pundurplanētu Cereru (kur tā paliks orbītā gadu desmitiem) 2018. gadā, trīs gadus pēc paredzētās misijas beigām. Šie dzinēji var darboties gadiem ilgi, nebeidzoties degvielai, taču tie nodrošina salīdzinoši zemu vilces spēku salīdzinājumā ar parasto piedziņu.

Psihes dzinēji spēs radīt trīs reizes lielāku vilces spēku nekā tā priekšgājēji, un aptuveni gadu pēc palaišanas tie saņems zināmu palīdzību no Marsa gravitācijas spēka, lai mainītu trajektoriju, pirms galu galā sasniegs savu mērķi 2026. gadā.

Pēc tam Psihe pavadīs nepilnus divus gadus, riņķojot ap asteroīdu. Tās uzdevums būs izpētīt asteroīda dzelzs kodolu, lai noteiktu, vai tajā ir tie paši elementi, kas atklāti Zemes augstspiediena kodolā, kas var palīdzēt pētniekiem uzzināt vairāk par planētu veidošanos.

Lai gan mēs nevaram tieši apskatīt Zemes kodolu, Psyche izmantos multispektrālo attēlu veidotāju, instrumentu, kas izmanto filtrus un divas kameras, lai iegūtu augstas izšķirtspējas ģeoloģiskos, kompozīcijas un topogrāfiskos datus no asteroīda. Ja tās kodols izrādīsies līdzīgs mazo, akmeņaino planētu kodolam, zinātnieki varētu noteikt, vai abām ir līdzīga izcelsme. Tā kā tiek uzskatīts, ka Psihe 16 (asteroīds) ir tās planētas kodols, kurai neizdevās izveidoties, tuvs skats varētu sniegt sīkāku informāciju par iekšējās Saules sistēmas veidošanos.

Jau 2017. gadā Psyche tika izvēlēta kā viena no divām NASA Discovery programmas misijām, kas ir virkne zemu izmaksu misiju uz mērķiem ap Saules sistēmu. Daļēji vadīja Arizonas štata universitāte, Psyche bija aptuveni 450 miljonu ASV dolāru attīstības griesti, lai nodrošinātu, ka tā varētu nokļūt līdz dziļam kosmosam. Bet jo tālāk kosmosa kuģis dodas no saules, jo grūtāk tā saules blokiem kļūst uztvert saules gaismu un darbināt jonu dzinējus. Tāpēc, tiklīdz Psihe būs garām Marsam, tai būs jāpalēninās.

Lai dotos vēl tālāk, kosmosa kuģiem, iespējams, būs jāpaļaujas uz kodoltermiskā dzinējspēks , ko izstrādā arī NASA.

paslēpties