5月 23, 2022

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Arsは、JPLで小惑星を周回するPsyche宇宙船のクリーンルームを見学します

Arsは、JPLで小惑星を周回するPsyche宇宙船のクリーンルームを見学します

ズーム / 2022年8月に打ち上げられる予定のNASAのサイキ宇宙船のアーティストによるイラスト。サイキミッションは、火星と木星の間の主要な小惑星帯にある同じ名前のミネラル豊富な小惑星を探索します。

NASA/JPL-カリフォルニア工科大学/アリゾナ州立大学

Ars Technicaは今週、カリフォルニアにあるNASAのジェット推進研究所を見学する機会がありました。 クリーンルームを覗く Psyche宇宙船はほぼ完成しました。 この野心的なミッションは、探索する同名の小惑星にちなんで名付けられ、8月にファルコンヘビーロケットで打ち上げられる予定です。 科学者たちは、この珍しい小惑星についてもっと学ぶことで、惑星の形成と太陽系の初期の理解が進むことを望んでいます。

1852年3月にイタリアの天文学者によって発見されました アニバルデガスパリ、16サイキック M型小惑星。 (金属含有量が高いことを意味します)主な小惑星帯で太陽を周回し、異常にジャガイモに似ています。 長い間支持されてきた仮説は、プシュケは太陽系の初期からの原始惑星(小惑星)の露出した鉱物コアであり、その地殻とマントルは他の物体との衝突(または複数の衝突)によって剥ぎ取られているというものです。 近年、科学者たちは、質量と密度の推定値はに対応していないと結論付けています 全金属残留物。 代わりに、それは鉱物とケイ酸塩の複雑な混合物である可能性があります。

あるいは、小惑星はかつて、特定のクラスの石と鉄の隕石の元の物体であった可能性があります。これらの隕石は、金属とケイ酸塩の混合物を形成するために粉砕および再形成されました。 または多分何かのような 1シリーズ、火星と木星の軌道の間の小惑星帯にある準惑星— 16プシケを除いて、冷却中に鉄の火山の期間を経験し、それらの火山の中心に高度に濃縮された鉱物を残した可能性があります。

超大型望遠鏡で撮影された16個のサイクの複数のビュー。
ズーム / 超大型望遠鏡で撮影された16個のサイクの複数のビュー。

科学者たちは長い間、金属のコアが地球のような地球型惑星と同じくらい深いところにあると疑っていました。 しかし、これらのコアは、研究者が検出するには、マントルと岩の地殻の下にあまりにも深く埋まっています。 これまでに発見された唯一の鉱物オブジェクトとして、プシュケは私たちの太陽系(地球、水星、金星、火星)の岩石惑星がどのように形成されたかを明らかにする理想的な機会を提供します。 NASAは同意しました セルフミッション 2017年、小惑星を周回するために宇宙船を送り、その特性に関する重要なデータを収集することを目的としています。

「プシュケが何であるかについての私たちの理解は、過去数年間あまり変わっていません」と、アリゾナ州立大学のリンダ・エルキンス・タントン、プシュケタスクの主任研究員はアルスに語った。 「かなりの金属含有量があるはずですが、どれだけの量かはわかりませんでした。太陽系の初期から小さな惑星の鉱物コアの一部である可能性があります。または、溶けてコアを形成することはなく、鉱物が混合されたものである可能性があります。岩のある小石のように、それと一緒に。「そこに着くまで、私たちは本当にわかりません。」

その貴重な科学データを収集するために、いくつかの機器がサイキ宇宙船に搭載されます。 科学者が小惑星の金属成分とケイ酸塩(鉱物)成分の違いを知るのに十分な高解像度画像を生成できるマルチスペクトルイメージャがあります。 小惑星の組成をマッピングし、すべての元素を特定する作業は、ガンマ線と中性子の分光計に委ねられています。 磁場の残骸を測定してプロットする磁力計もあります。 最後に、マイクロ波無線通信システムは、小惑星の重力場を測定し、その内部構造についての手がかりを拾うこともできるようになります。

プシュケ宇宙船の縮尺模型。
ズーム / プシュケ宇宙船の縮尺模型。

ジェニファー・オウレット

Maxar Technologiesという衛星会社によって建設されたこの構造物は、昨年4月に納入されました。 それはおおよそ乗用車のサイズであり、主に市販の既製の技術を使用して構築されています。 「宇宙に入ると、宇宙船はホールスラスタと呼ばれる革新的な推進手段を使用して小惑星に到達します」とArsの上級宇宙編集者は述べています。 エリックバーガーの本 去年。 「宇宙船がホールスラスタを使用して深宇宙に進出するのはこれが初めてであり、この技術がなければ、サイキのミッションはおそらく起こらないでしょう。確かに、10億ドル未満の費用はかかりません。」 ここ バーガーより少し この革新的なアプローチについて:

化学推進エンジンは、惑星の重力の井戸から抜け出すために強力なエネルギーの爆発が必要なときに、ミサイルを地球の表面から取り除くのに最適です。 しかし、化学ロケットエンジンは、野生で稼働しているため、世界で最も燃料効率の高い機械ではありません。 宇宙船が宇宙に入ると、より燃料効率の良いナビゲーション手段があります。 NASAが試みていた [solar electric propulsion] しばらくの間技術。 宇宙機関は、1998年に開始されたディープスペース1号のミッションで最初に電気推進技術をテストし、その後、小惑星帯でベスタとセレスを訪れた2007年のドーンミッションでテストしました。

これらの宇宙船はイオンスラスターを使用していました。 対照的に、ホールスラスタは、燃料の流れを制限する磁場を備えた、より単純な設計を使用しています。 これらのスラスターはソビエト連邦で発明され、後にマクサーや他の企業によって商業目的に適合されました。 DirecTVを送信する衛星など、今日の静止軌道で最大の通信衛星の多くは、ホールスラスタを使用してステーションを保持しています。

ホールの推力ベースの技術の使用により、ミッションの科学者とエンジニアは、より小さく、より手頃な宇宙船を設計することができました。 プシュケの各ホールスラスタは、ドーン宇宙船のイオンスラスタの3倍の推力を生成し、2倍のエネルギーを処理できます。 これにより、宇宙船は3。5年の旅の後、2026年1月にメインベルトにある小惑星プシケに到達できるようになります。

サイケ。チーム テストされたデュアルソーラーアレイ 3月、彼はアレイを宇宙船の船体に取り付け、縦方向に開いてから、8月の打ち上げまでパネルを保管しました。 5つのクロスパネルソーラーアレイは、JPLに設置された史上最大のもので、800平方フィート(75平方メートル)の大きさです。 これらは、太陽の当たらない暗い場所で動作するように特別に設計されています。

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