Ars Technica đã có cơ hội tham quan Phòng thí nghiệm Lực đẩy Phản lực của NASA ở California trong tuần này, nơi thích hợp để Phòng sạch sẽ Tàu vũ trụ Psyche hiện đã gần hoàn thành. Nhiệm vụ đầy tham vọng này, được đặt theo tên của một tiểu hành tinh cùng tên mà bạn sẽ khám phá, dự kiến ​​khởi động vào tháng 8 trên một tên lửa Falcon Heavy. Các nhà khoa học hy vọng rằng việc tìm hiểu thêm về tiểu hành tinh bất thường này sẽ nâng cao hiểu biết của chúng ta về sự hình thành các hành tinh và những ngày đầu của hệ mặt trời.

Nó được phát hiện bởi một nhà thiên văn học người Ý vào tháng 3 năm 1852 Anibal de Gasparis16 nhà ngoại cảm Tiểu hành tinh loại M. (nghĩa là nó có hàm lượng kim loại cao) quay quanh mặt trời trong vành đai tiểu hành tinh chính, giống một củ khoai tây một cách bất thường. Giả thuyết được ưa chuộng từ lâu là Psyche là lõi khoáng chất lộ ra của một hành tinh (một hành tinh nhỏ) từ những ngày đầu của hệ mặt trời, với lớp vỏ và lớp phủ của nó bị lột ra do va chạm (hoặc nhiều lần va chạm) với các vật thể khác. Trong những năm gần đây, các nhà khoa học đã kết luận rằng các ước tính về khối lượng và mật độ không tương ứng với Dư lượng kim loại. Thay vào đó, nó có thể là một hỗn hợp phức tạp của khoáng chất và silicat.

Ngoài ra, tiểu hành tinh này có thể từng là vật thể ban đầu của một loại thiên thạch đá và sắt nhất định, những thiên thạch này vỡ ra và định hình lại để tạo thành hỗn hợp kim loại và silicat. hoặc có thể một cái gì đó giống như 1 loạtmột hành tinh lùn trong vành đai tiểu hành tinh giữa quỹ đạo của sao Hỏa và sao Mộc – ngoại trừ 16 Psyche có thể đã trải qua thời kỳ núi lửa sắt trong quá trình nguội lạnh, để lại các khoáng chất giàu có trong các trung tâm núi lửa đó.

Từ lâu, các nhà khoa học đã nghi ngờ rằng lõi kim loại nằm sâu như các hành tinh trên cạn như Trái đất. Nhưng những lõi này bị chôn vùi quá xa dưới lớp vỏ và lớp vỏ đá để các nhà nghiên cứu có thể phát hiện ra. Là vật thể khoáng chất duy nhất từng được phát hiện, Psyche mang đến cơ hội lý tưởng để làm sáng tỏ cách các hành tinh đá trong Hệ Mặt trời của chúng ta (Trái đất, sao Thủy, sao Kim và sao Hỏa) hình thành. NASA đã đồng ý nhiệm vụ bản thân Vào năm 2017, với mục đích đưa một tàu vũ trụ quay quanh tiểu hành tinh và thu thập dữ liệu quan trọng về các thuộc tính của nó.

“Sự hiểu biết của chúng tôi về những gì Psyche có thể không thay đổi nhiều trong vài năm qua,” Linda Elkins Tanton của Đại học Bang Arizona, điều tra viên chính của nhiệm vụ Psyche, nói với Ars. “Nó phải có hàm lượng kim loại đáng kể, nhưng chúng tôi chưa bao giờ biết là bao nhiêu. Nó có thể là một phần của lõi khoáng chất của một hành tinh nhỏ từ thuở sơ khai trong hệ mặt trời, hoặc nó có thể là thứ không bao giờ tan chảy và hình thành lõi nhưng có lẫn các khoáng chất. với nó, giống như những viên sỏi với một tảng đá. “Chúng ta sẽ không thực sự biết cho đến khi chúng ta đến đó.”

Một số công cụ sẽ có mặt trên tàu vũ trụ Psyche để thu thập dữ liệu khoa học quý giá đó. Có một máy chụp ảnh đa mặt phẳng có khả năng tạo ra hình ảnh có độ phân giải cao, đủ để các nhà khoa học phân biệt được sự khác biệt giữa các thành phần khoáng chất và silicat (khoáng chất) của tiểu hành tinh. Nhiệm vụ lập bản đồ thành phần của tiểu hành tinh và xác định tất cả các nguyên tố thuộc về máy quang phổ tia gamma và neutron. Ngoài ra còn có một từ kế để đo và vẽ biểu đồ bất kỳ tàn dư nào của từ trường. Cuối cùng, hệ thống thông tin vô tuyến vi sóng cũng sẽ có thể đo trường hấp dẫn của tiểu hành tinh và thu thập manh mối về cấu trúc bên trong của nó.

Cấu trúc do một công ty vệ tinh tên là Maxar Technologies chế tạo, đã được chuyển giao vào tháng 4 năm ngoái. Nó có kích thước gần bằng một chiếc xe tải chở khách và phần lớn được chế tạo bằng công nghệ bán sẵn trên thị trường. Biên tập viên không gian cấp cao tại Ars cho biết: “Khi đã vào không gian, tàu vũ trụ sẽ sử dụng một phương tiện đẩy sáng tạo, được gọi là máy đẩy Hall, để tiếp cận tiểu hành tinh” Sách của Eric Berger năm ngoái. “Đây sẽ là lần đầu tiên một tàu vũ trụ phiêu lưu vào không gian sâu bằng máy đẩy Hall, và nếu không có công nghệ này, sứ mệnh Psyche có thể sẽ không xảy ra – chắc chắn không phải với chi phí dưới một tỷ đô la.” đây Nhiều hơn Berger một chút Về cách tiếp cận sáng tạo này:

Động cơ đẩy hóa học rất tốt để đưa tên lửa ra khỏi bề mặt Trái đất khi bạn cần một vụ nổ năng lượng mạnh để thoát ra khỏi giếng hấp dẫn của hành tinh. Nhưng động cơ tên lửa hóa học không phải là loại máy tiết kiệm nhiên liệu nhất trên thế giới, bởi vì chúng chạy rất hoang dã. Một khi tàu vũ trụ ở trong không gian, sẽ có nhiều phương tiện điều hướng tiết kiệm nhiên liệu hơn. NASA đã cố gắng [solar electric propulsion] công nghệ một thời. Cơ quan vũ trụ lần đầu tiên thử nghiệm công nghệ động cơ đẩy điện trong sứ mệnh Deep Space 1, được thực hiện vào năm 1998, và sau đó là sứ mệnh Dawn vào năm 2007 đã đến thăm Vesta và Ceres trong vành đai tiểu hành tinh.

Các tàu vũ trụ này đã sử dụng thiết bị đẩy ion. Ngược lại, động cơ đẩy Hall sử dụng thiết kế đơn giản hơn, với từ trường để hạn chế dòng chảy của nhiên liệu. Những động cơ đẩy này được phát minh ở Liên Xô và sau đó được Maxar và các công ty khác điều chỉnh cho mục đích thương mại. Nhiều vệ tinh liên lạc lớn nhất trong quỹ đạo địa tĩnh ngày nay, chẳng hạn như vệ tinh truyền DirecTV, sử dụng thiết bị đẩy Hall để giữ trạm.

Việc sử dụng công nghệ dựa trên lực đẩy của Hall đã cho phép các nhà khoa học và kỹ sư trong sứ mệnh thiết kế một tàu vũ trụ nhỏ hơn, giá cả phải chăng hơn. Mỗi bộ đẩy Hall trên Psyche sẽ tạo ra lực đẩy gấp ba lần bộ đẩy ion trên tàu vũ trụ Dawn và có thể xử lý gấp đôi năng lượng. Điều này sẽ cho phép tàu vũ trụ tiếp cận tiểu hành tinh Psyche, nằm trong vành đai chính, vào tháng 1 năm 2026, sau cuộc hành trình kéo dài 3,5 năm.

Đội Psyche. Đã thử nghiệm mảng năng lượng mặt trời kép Vào tháng 3, ông gắn các mảng vào thân tàu vũ trụ và mở chúng theo chiều dọc, trước khi cất các mảng cho đến khi phóng vào tháng 8. Năm mảng năng lượng mặt trời chéo bảng là lớn nhất từng được lắp đặt tại JPL, có diện tích 800 feet vuông (75 mét vuông). Chúng được thiết kế đặc biệt để hoạt động trong điều kiện ánh sáng yếu ngoài mặt trời.