Psyche, de NASA-missie om een ​​metal-rock asteroïde met dezelfde naam te verkennen, heeft onlangs een cruciale mijlpaal bereikt die het dichter bij de lanceringsdatum van augustus 2022 brengt. Nu gaat de missie van planning en ontwerp naar high-gear fabricage van de ruimtevaartuighardware die naar zijn doel in de belangrijkste asteroïdengordel tussen Mars en Jupiter zal vliegen.

Zoals alle NASA-missies, het vroege werk aan Psyche begon met het maken van digitale blauwdrukken. Toen kwam het bouwen van technische modellen, die werden getest en opnieuw getest om te bevestigen dat de systemen hun werk in de verre ruimte zouden doen - door het ruimtevaartuig te bedienen, het nemen van wetenschappelijke gegevens en het terugsturen naar de aarde.

En het team zeilde net door een belangrijke fase in dat proces, de kritische ontwerpbeoordeling. Dat is wanneer NASA de ontwerpen voor alle projectsystemen onderzoekt, inclusief de drie wetenschappelijke instrumenten en alle technische subsystemen van ruimtevaartuigen, van telecommunicatie, voortstuwing, en stroom naar avionica en de vluchtcomputer.

"Het is een van de meest intense beoordelingen die een missie in zijn hele levenscyclus doormaakt, " zei Lindy Elkins-Tanton, die als hoofdonderzoeker voor Psyche de algemene missie leidt. "En we zijn met vlag en wimpel geslaagd. De uitdagingen zijn nog niet voorbij, en we zijn niet bij de finish, maar we lopen sterk."

Een metal-rockwereld bestuderen

Missiewetenschappers en ingenieurs werkten samen om de onderzoeken te plannen die zullen bepalen waaruit de asteroïde Psyche bestaat, een van de meest intrigerende doelen in de belangrijkste asteroïdengordel. Wetenschappers denken dat, in tegenstelling tot de meeste andere asteroïden die rotsachtige of ijzige lichamen zijn, Psyche is grotendeels metallisch ijzer en nikkel - vergelijkbaar met de kern van de aarde - en zou het hart kunnen zijn van een vroege planeet die zijn buitenste lagen verloor.

Omdat we de kern van de aarde niet van dichtbij kunnen onderzoeken, het verkennen van de asteroïde Psyche (ongeveer 140 mijl, of 226 kilometer, breed) zou waardevol inzicht kunnen geven in hoe onze eigen planeet en die van anderen zijn gevormd.

Daartoe, het Psyche-ruimtevaartuig zal een magnetometer gebruiken om het magnetische veld van de asteroïde te meten. Een multispectrale camera maakt beelden van het oppervlak, evenals gegevens over de samenstelling en topografie. Spectrometers zullen de neutronen en gammastralen die van het oppervlak komen analyseren om de elementen te onthullen waaruit de asteroïde zelf bestaat.

Het missieteam maakte prototypes en technische modellen van de wetenschappelijke instrumenten en veel van de technische subsystemen van het ruimtevaartuig. Deze modellen zijn vervaardigd met minder dure materialen dan die welke op de missie zullen vliegen; op die manier kunnen ze grondig worden getest voordat de daadwerkelijke vluchthardware wordt gebouwd.

"Dit is van plan op steroïden", zei Elkins-Tanton, die ook directeur en co-voorzitter is van het Interplanetary Initiative aan de Arizona State University in Tempe. "En het omvat proberen om tot op zeven of acht detailniveaus precies te begrijpen hoe alles op het ruimtevaartuig moet samenwerken om ervoor te zorgen dat we onze wetenschap kunnen meten, onze gegevens verzamelen en alle gegevens terugsturen naar de aarde. De complexiteit is verbijsterend."

Het ruimtevaartuig bouwen

Nu Psyche op volle kracht vooruit is met het bouwen van hardware, er is geen tijd te verliezen. De montage en het testen van het volledige ruimtevaartuig begint in februari 2021, en elk instrument, inclusief een demonstratie van lasertechnologie genaamd Deep Space Optical Communications, geleid door NASA's Jet Propulsion Laboratory - heeft een deadline van april 2021 om te worden geleverd aan de belangrijkste cleanroom van JPL.

Het hoofdgedeelte van het ruimtevaartuig, genaamd de Solar Electric Propulsion (SEP) Chassis, wordt al gebouwd bij Maxar Technologies in Palo Alto, Californië. Met inachtneming van de vereisten inzake sociale afstand voor de preventie van COVID-19, ingenieurs daar zijn bezig om de voortstuwingstanks te bevestigen. In februari 2021, Maxar zal het SEP-chassis leveren aan JPL in Zuid-Californië en een paar maanden later de zonnepanelen leveren die alle stroom voor de ruimtevaartuigsystemen leveren.

In de tussentijd, Psyche werk bruist ook bij JPL, die de missie beheert. Ingenieurs die essentieel zijn om hands-on werk uit te voeren, bouwen en testen elektronische componenten terwijl ze voldoen aan de COVID-19-veiligheidsvereisten. De rest van het JPL-team werkt op afstand.

JPL levert het avionica-subsysteem, die de vluchtcomputer van Psyche omvat - het brein van het ruimtevaartuig. Met apparatuur verspreid over rekken in een cleanroom, ingenieurs testen elk stuk voordat ze het met het volgende integreren. Als alles is aangesloten, ze testen het volledige systeem met de software, bedienen van de elektronica precies zoals ze tijdens de vlucht zullen worden gebruikt.

"Een van de dingen waar we trots op zijn in deze deep-space missies is de betrouwbaarheid van de hardware, "Zei Psyche Project Manager Henry Stone van JPL. "Het geïntegreerde systeem is zo geavanceerd dat uitgebreide testen van cruciaal belang zijn. Je doet robuustheidstesten, stresstesten, zo veel testen als je kunt - meer dan dat.

"Je wilt nu elk probleem en elke bug blootleggen en corrigeren. Omdat na de lancering, je kunt de hardware niet gaan repareren."

Volgende voor Psyche:die deadline van februari 2021 om te beginnen met de montage, test- en lanceringsoperaties, oftewel ATLO.

"Ik krijg kippenvel - absoluut, ' zei Stone. 'Als we op dat punt komen, je hebt een enorme fase doorgemaakt, omdat je weet dat je genoeg prototyping en testen hebt gedaan. Je krijgt een ruimtevaartuig dat zou moeten werken."

Psyche wordt in augustus 2022 gelanceerd, en zal in mei 2023 langs Mars vliegen voor een zwaartekrachthulp op weg naar aankomst bij de asteroïde begin 2026.