Falcon Heavy hebt mit der NASA-Raumsonde Psyche vom Kennedy Space Center ab. Bild: Michael Cain/Spaceflight Now. Die 1,2 Milliarden US-Dollar teure Asteroidensonde Psyche der NASA flog am Freitag auf einer Falcon Heavy-Rakete ins All und hatte einen wackeligen Start auf ihrer 2,2 Milliarden Meilen langen Reise zu einem seltenen, metallreichen Asteroiden, der Hinweise darauf geben könnte, wie die Kerne von Gesteinsplaneten aussehen Die Erde entstand zuerst.
„Wir werden etwas über eine bisher unerforschte Zutat erfahren, die zur Entstehung der Erde, auf der wir leben, beigetragen hat, und das ist ein Metall, das sich jetzt im Kern der Erde und den Kernen aller Gesteinsplaneten befindet, die wir außer auf dem Kurs niemals besuchen können.“ Wir wollen mehr darüber erfahren“, sagte die leitende Forscherin Lindy Elkins-Tanton.
„Und Psyche ist das größte metallische Objekt in unserem Sonnensystem. Wenn wir also etwas über unsere Kerne wissen wollen, müssen wir hierher gehen.
Nach einer Reihe von Rückschlägen und Verzögerungen infolge der Covid-Pandemie und einem 24-stündigen Absturz aufgrund stürmischen Wetters begann die Psyche-Mission schließlich am Donnerstag um 10:19 Uhr EDT, als 27 SpaceX Falcon Heavy-Triebwerke der ersten Stufe zündeten. ein donnernder Schwall flammender Abgase.
Nach einer blitzschnellen letzten Runde von Computerprüfungen wurde die 230 Fuß hohe Rakete vom historischen Startplatz 39A des Kennedy Space Center gestartet und stieg sanft auf über 5 Millionen Pfund Schub.
Die beiden seitlich angebrachten Booster der Falcon Heavy lösten sich zweieinhalb Minuten nach dem Start und schickten sie zurück zu den nebeneinander liegenden Landeplätzen der Cape Canaveral Space Force Station. Der entbehrliche zentrale Kernbooster feuerte noch anderthalb Minuten lang weiter, bevor auch er abstürzte.
Dann übernahm ein einzelnes Triebwerk, das die zweite Stufe der Rakete antreibt, den Aufstieg ins All. Nach 45 Minuten zündete das Küstentriebwerk ein zweites Mal und das Fahrzeug wurde auf die erforderliche Fluchtbahn von der Erde gebracht. Die 6.000 Pfund schwere Psyche-Sonde wurde sechs Minuten später selbstständig gestartet und begann eine sechsjährige Reise zu dem Asteroiden, nach dem sie benannt ist.
im Jahr 1852 16 Psyche wurde vom italienischen Astronomen Annibale de Gasparis entdeckt und ist der größte der neun bekannten metallreichen Asteroiden. Er kreist im äußeren Asteroidengürtel zwischen Mars und Jupiter, dreimal weiter von der Sonne entfernt als die Erde.
Radarbeobachtungen zeigen, dass er etwa die Größe einer Kartoffel hat, 173 Meilen breit und 144 Meilen lang ist, aber selbst in den leistungsstärksten Teleskopen erscheint er nur als Sternspitze. Aus spektralen und anderen Beobachtungen wissen Wissenschaftler, dass es viele Metalle enthält.
„Wir sind ziemlich sicher, dass es hauptsächlich aus Metall und etwas anderem besteht“, sagte Elkins-Tanton. „Es könnte etwas anderes sein, das auf Gestein, Schwefel oder Kohlenstoff basiert.“ Wir wissen nicht. Und genau das macht den Nervenkitzel aus.
Künstlerische Darstellung der Raumsonde Psyche, die nahe der Oberfläche des Psyche-Asteroiden umkreist. Bild: Maxar/ASU/Peter Rubin. Zu Beginn des Projekts fragte ein Reporter sie, wie viel ein Asteroid wie Psyche angesichts seines hohen Metallgehalts wert sei. Die Zahlen beliefen sich auf bis zu 10 Trillionen Dollar.
„Es ist meine Schuld, weil ich es so berechnet habe“, sagte Elkins-Tanton. „Das ist eine tolle Schlagzeile. Aber das ist in jeder Hinsicht falsch. Wir haben keine Technologie, um Psyche auf die Erde zurückzubringen. Und wenn wir das täten, wäre es wahrscheinlich ein katastrophaler Fehler. Dies würde den Metallmarkt überschwemmen und buchstäblich wertlos sein. Die Berechnung des Werts davon ist also eine interessante intellektuelle Übung, an der nichts Wahres dran ist.
Auch eine künstlerische Darstellung des Asteroiden, basierend auf Elkins-Tantons Anweisungen und jüngsten Überlegungen zu den verbleibenden Planetenkernen. Während das Bild „plausibel aufgrund unserer Vermutungen“ sei, sei es „gefälscht, weil wir nicht wissen, wie es aussieht“, sagte sie.
Oder wie es überhaupt entstanden ist. Es gibt zwei Haupttheorien.
„Einer ist, dass es sich um einen körperlichen Kern handelt, ähnlich dem, was sich im Inneren der Erde befindet, mit einem geschmolzenen Metallzentrum“, sagte Ben Weiss, stellvertretender Hauptforscher für Psyche am MIT. „Aber in diesem Fall wurden die äußeren Schichten von Psyche durch Asteroideneinschläge im frühen Sonnensystem abgetragen, sodass wir (den freigelegten Kern) heute sehen können.“
„Eine andere Idee ist, dass Psyche eine Art ursprünglicher, unaufgelöster Körper ist, der im Wesentlichen aus den ersten Materialien des Sonnensystems besteht, die seitdem in diesem ursprünglichen Zustand konserviert wurden.
Die Raumsonde Psyche, die im Jet Propulsion Laboratory unter Verwendung eines von Maxar bereitgestellten modifizierten Satellitenkörpers gebaut wurde, wird versuchen, diese und viele andere Fragen während 26 Monaten Nahbeobachtungen mit einer Reihe hochentwickelter Instrumente zu beantworten.
Die Sonde verfügt über zwei Multispektralkameras, die hervorragende Details auf der Oberfläche liefern, zwei Magnetometer zur Messung etwaiger Magnetfelder, die möglicherweise im einst flüssigen Metall eingefroren waren, ein Gammastrahlen- und Neutronen-Massenspektrometer zur Bestimmung der chemischen Zusammensetzung des Asteroiden und ein Funkgerät. ein wissenschaftliches Experiment zur Messung seines Gravitationsfeldes.
Aber es wird nicht einfach sein. Und es wird nicht schnell gehen.
Um seine Karriere zu erreichen, wird das Raumschiff einen solarelektrischen Antrieb nutzen, der ionisierte Xenonatome in einem von vier Hall-Effekt-Triebwerken elektrisch beschleunigt, um einen sanften, aber konstanten Schub zu erzeugen.
Psyche wird mit 2.392 Pfund Xenon in sieben 22-Gallonen-Tanks gestartet. Die elektrische Energie zur Entfernung von Elektronen und zur Ionisierung des Treibstoffs wird von zwei fünfteiligen Solarflügeln geliefert, die in Erdnähe 21 Kilowatt erzeugen können und in Psyches Entfernung von der Sonne auf 2,3 bis 3,4 Kilowatt sinken.
„Man kann es sich wie einen Sog an den Sonnenstrahlen vorstellen“, sagte David Oh, Psyches Chefingenieur am JPL. „Dies ist der beste umweltfreundliche Motor für unser Raumschiff.
Im Gegensatz zu chemischen Raketentriebwerken, die Treibstoff in einem leistungsstarken Treibstoffstoß verbrauchen, erzeugen Hall-Effekt-Triebwerke viel weniger Schub, etwa drei Viertel des Gewichts. Aber sie können rund um die Uhr laufen, langsam aber sicher ihre Geschwindigkeit steigern und etwa 10 Millionen Meilen pro Gallone erreichen.
Nach drei bis vier Monaten voller Tests und Inspektionen wird Psyche 2026 zum Mars fliegen und dort landen. Mai. wird in einer Höhe von 1.900 bis 2.700 Meilen am Roten Planeten vorbeifliegen und so die Schwerkraft verstärken, die die Geschwindigkeit der Raumsonde von etwa 45.600 Meilen pro Stunde erhöhen wird. der Sonne auf eine Geschwindigkeit von etwa 52,22 Meilen pro Stunde.
Auf dem Weg zum Mars werden Ingenieure die Nutzlast des Trampers transportieren: das Deep Space Optical Communications (DSOC)-Experiment. Eine an der Seite der Psyche-Raumsonde angebrachte Infrarotlaser- und Teleskopbaugruppe wird versuchen, Daten viel schneller zur Erde zurückzusenden, als dies mit herkömmlichen Funksignalen möglich ist.
Laserkommunikation wurde rund um den Mond getestet, aber DSOC ist das erste, das im Weltraum eingesetzt wird. Bei diesen Entfernungen entspricht das Zurücksenden von Signalen zum 200-Zoll-Hale-Teleskop auf dem Mount Palomar in Kalifornien ungefähr einem Einschlag von einer Meile.
„Wir freuen uns sehr über den Start und freuen uns auf die wichtigen Erkenntnisse, die künftige bemannte Missionen zum Mars mit ultrahochauflösenden Instrumenten ermöglichen werden“, sagte Abi Biswas, DSOC-Manager am Jet Propulsion Laboratory.
Der Mars wird Psyche bei seinem Vorbeiflug spiralförmig nach außen schicken und langsam aber sicher das Ziel einholen. im Jahr 2029 Im Mai werden die Kameras der Raumsonde mit der Aufnahme des Asteroiden beginnen und die Daten zur Feinabstimmung seiner Annäherung nutzen.
In zwei Monaten, nach einer Reise von 2,2 Milliarden Meilen, wird Psyche nahe genug sein, um von der schwachen Schwerkraft des Asteroiden erfasst zu werden.
Geplant sind vier Hauptorbitalhöhen, die bei etwa 441 Meilen über der Oberfläche beginnen, dann auf 188 Meilen und schließlich auf weniger als 50 Meilen abfallen, bevor sie wieder auf eine Höhe von etwa 118 Meilen zurückkehren.
Die Psyche-Sonde wird fast sechs Jahre brauchen, um ihr Ziel im äußeren Asteroidengürtel zu erreichen. Nach einem gravitativen Vorbeiflug am Mars im Jahr 2026. Die Raumsonde wird 2029 zum Asteroiden 16 Psyche fliegen wird in die Umlaufbahn um einen ungewöhnlichen metallreichen Körper gleiten. Foto: NASA. Währenddessen werden Psyches Kameras die Oberfläche mit immer höherer Auflösung abbilden, Magnetometer werden das Magnetfeld des Asteroiden aufzeichnen und Wissenschaftler auf der Erde werden sein Gravitationsfeld messen, indem sie kleine Änderungen in der Geschwindigkeit des Raumfahrzeugs untersuchen, die sich in subtilen Änderungen der Geschwindigkeit des Asteroiden bemerkbar machen Funksignale, die zur Erde zurückgesendet werden. .
In der niedrigsten Höhe von etwa 72 Kilometern wird das Gammastrahlen- und Neutronenspektrometer der Sonde die Zusammensetzung der Mineralien auf der Oberfläche des Asteroiden charakterisieren.
Der letzte Satz orbitaler Beobachtungen wird voraussichtlich im Jahr 2031 beginnen. Mitte Januar. Die Hauptmission von Psyche wird voraussichtlich im Jahr 2031 enden. 1. November
