Les propulseurs électriques futuristes émettant une lueur bleu frais guideront le vaisseau spatial psyché à travers un espace profond vers un astéroïde riche en métal.
Quand vient le temps pourNASALe vaisseau spatial de psyché de se propager à travers l'espace profond, ce sera plus de cerveau que de brawn qui fait le travail. Une fois la science-fiction de la science-fiction, la puissance efficace et silencieuse de la propulsion électrique fournira la force qui propulse le vaisseau spatial psyché jusqu'à la ceinture d'astéroïde principale entreMarsetJupiter. La cible de l'orbiteur: unAussi appelé psyché.
Le vaisseau spatial sera lancé en août 2022 et parcourera environ 1,5 milliard de miles (2,4 milliards de kilomètres) sur trois ans et demi pour se rendre à l'astéroïde, qui, selon les scientifiques, peut faire partie du cœur d'une planète, le bloc de construction d'une planète rocheuse précoce. Une fois en orbite, l'équipe de mission utilisera la charge utile d'instruments scientifiques pour étudier ce que cette cible unique peut révéler sur la formation de planètes rocheuses comme la Terre.
Le vaisseau spatial s'appuiera sur les grands moteurs à fusée chimique du véhicule de lancement de Falcon Heavy pour exploser le lancement et pour échapper à la gravité de la Terre. Mais le reste du voyage, une fois que Psyché se sépare du véhicule de lancement, comptera sur. Cette forme de propulsion commence par de grands réseaux solaires qui convertissent la lumière du soleil en électricité, fournissant la source d'alimentation des propulseurs du vaisseau spatial. Ils sont connus sous le nom de propulseurs Hall, et le vaisseau spatial Psyché sera le premier à les utiliser au-delà de l'orbite de notre lune.
Pour le propulseur, Psyché transportera des réservoirs pleins de xénon, le même gaz neutre utilisé dans les phares de voiture etplasmaTVS. Les quatre propulseurs du vaisseau spatial utiliseront des champs électromagnétiques pour accélérer et expulser des atomes ou des ions chargés de ce xénon. Comme ces ions sont expulsés, ils créent une poussée qui propulse doucement la psyché dans l'espace, émettant des poutres bleues de xénon ionisé.
En fait, la poussée est si douce, elle exerce à peu près la même pression que vous ressentiriez pour tenir trois quarts dans votre main. Mais il suffit d'accélérer la psyché dans l'espace profond. Sans traînée atmosphérique pour la retenir, le vaisseau spatial accélérera finalement des vitesses allant jusqu'à 124 000 miles par heure (200 000 kilomètres par heure) par rapport à la Terre.
Parce qu'ils sont si efficaces, les propulseurs de la salle de Psyche pourraient fonctionner presque sans arrêt pendant des années sans manquer de carburant. Psyché transportera 2 030 livres (922 kilogrammes) de xénon dans ses chars; Les ingénieurs estiment que la mission brûlerait environ 15 fois cette quantité de propulseur si elle devait utiliser des propulseurs chimiques traditionnels.
"Même au début, lorsque nous avons conçu la mission pour la première fois en 2012, nous parlions de la propulsion électrique solaire dans le cadre du plan. Sans elle, nous n'aurions pas la mission psyché", a déclaré Lindy Elkins-Tanton de l'Arizona State University, qui en tant qu'enquêteur principal dirige la mission. «Et cela fait partie du caractère de la mission. Il faut une équipe spécialisée pour calculer les trajectoires et les orbites en utilisant la propulsion électrique solaire.»
Une douce manœuvre
Psyché sera lancé depuis le PAD historique 39A au Kennedy Space Center de la NASA. Le Falcon Heavy placera le vaisseau spatial sur une trajectoire pour voler par Mars pour une assistance à la gravité sept mois plus tard, en mai 2023. Au début de 2026, les propulseurs feront le travail délicat de mettre le vaisseau spatial en orbite autour de la psyché astéroïde, en utilisant un peu de ballet pour revenir en orbite autour de sa cible.
Cette tâche sera particulièrement délicate en raison de la façon dont peu de scientifiques connaissent l'astéroïde, qui apparaît comme un petit point de lumière dans les télescopes. Le radar au sol suggère qu'il mesure environ 140 miles (226 kilomètres) de large et en forme de pomme de terre, ce qui signifie que les scientifiques ne sauront pas avant qu'ils n'y arrivent exactement comment fonctionne exactement son champ de gravité. Alors que la mission mène son enquête scientifique sur 21 mois, les ingénieurs de navigation utiliseront les propulsions électriques pour rapprocher le vaisseau spatial à travers une progression des orbites qui rapprochent progressivement le vaisseau spatial de plus en plus de la psyché.
Le laboratoire de propulsion à Jet de la NASA dans le sud de la Californie, qui gère la mission, a utilisé un système de propulsion similaire avec le Deep Space 1 de l'agence, qui a été lancé en 1998 et a volé par un astéroïde et une comète avant la fin de la mission en 2001. Vint ensuite Dawn, qui a utilisé la propulsion électrique solaire pour voyager et orbiter l'astéroïde Vesta puis le protoplanet certes. Le premier vaisseau spatial à avoir orbite deux cibles extraterrestres, la mission de l'aube a duré 11 ans, se terminant en 2018 lorsqu'elle a utilisé le dernier du propulseur hydrazine utilisé pour maintenir son orientation.
Partenaires de propulsion
Maxar Technologies utilise la propulsion électrique solaire pour alimenter les satellites de communication commerciale depuis des décennies. Mais pour Psyche, ils devaient adapter les propulseurs de salle suprême pour voler dans l'espace profond, et c'est là queJPLLes ingénieurs sont entrés. Les deux équipes espèrent que Psyché, en utilisant les propulseurs Hall pour la première fois au-delà de l'orbite lunaire, contribuera à repousser les limites de la propulsion électrique solaire.
«La technologie de la propulsion électrique solaire offre le bon mélange d'économies, d'efficacité et de puissance et pourrait jouer un rôle important en soutenant les futures missions scientifiques à Mars et au-delà», a déclaré Steven Scott, directeur de programme Psyché de Maxar.
En plus de fournir les propulseurs, l'équipe de Maxar à Palo Alto, en Californie, était responsable de la construction du châssis de taille de fourgonnette du vaisseau spatial, qui abrite le système électrique, les systèmes de propulsion, le système thermique et le système de guidage et de navigation. Lorsqu'il est entièrement assemblé, Psyché se déplacera dans l'énorme chambre à vide thermique de JPL pour les tests qui simule l'environnement de l'espace profond. Au printemps prochain, le vaisseau spatial sera expédié de JPL à Cape Canaveral pour le lancement.
En savoir plus sur la mission
L'ASU mène la mission. JPL est responsable de la gestion globale de la mission, de l'ingénierie du système, de l'intégration et des tests et des opérations de mission. Psyché est la 14e mission sélectionnée dans le cadre du programme de découverte de la NASA.
[Note de l'éditeur:]Des corrections ont été apportées à la vitesse à laquelle le vaisseau spatial de psyché finira par voyager et à quel point les propulseurs chimiques traditionnels plus propergolaires nécessiteraient par rapport à la quantité de psyché de xénon utiliser.
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