Το διαστημόπλοιο Psyche της NASA πέρασε σε φάση σχεδόν συνεχούς πρόωσης προς τον ομώνυμο μεταλλικό αστεροειδή. Όπως ανακοίνωσε η υπηρεσία την Πέμπτη 22 Οκτωβρίου στη σχετική ενημέρωση του NASA Science, από τις 28 Σεπτεμβρίου οι ηλεκτρικοί προωθητήρες του σκάφους λειτουργούν σχεδόν αδιάκοπα και σταματούν μόνο μία φορά την εβδομάδα, όταν το σκάφος επικοινωνεί με τους ελεγκτές στη Γη. Η άφιξη στην κύρια ζώνη των αστεροειδών, ανάμεσα στον Άρη και τον Δία, παραμένει προγραμματισμένη για το καλοκαίρι του 2029.
«Τώρα είναι “πατημένο το γκάζι” προς τον αστεροειδή Psyche», δήλωσε ο Ντον Χαν (Don Han), επικεφαλής πλοήγησης της αποστολής στο Εργαστήριο Αεριωθούμενης Πρόωσης (JPL) της NASA. «Οι προωθητήρες θα λειτουργούν σχεδόν το 90% του χρόνου από τώρα μέχρι να φτάσουμε στον αστεροειδή.»
Το Psyche εκτοξεύθηκε στις 13 Οκτωβρίου 2023 και μέχρι τον Άρη χρησιμοποιούσε την πρόωσή του κατά διαστήματα, ώστε να βρεθεί στο σωστό σημείο για βαρυτική υποβοήθηση: ένα κοντινό πέρασμα από πλανήτη, που δίνει ώθηση και αλλάζει την πορεία χωρίς κατανάλωση προωθητικού του σκάφους. Στις 15 Μαΐου το σκάφος πέρασε σε απόσταση 4.609 χλμ. (2.864 μίλια) από την επιφάνεια του Άρη και κέρδισε ταχύτητα περίπου 1.000 μιλίων την ώρα (περίπου 1.600 χλμ./ώρα).
Ο αστεροειδής έχει πλάτος περίπου 280 χλμ. (173 μίλια) στο πλατύτερο σημείο του και θεωρείται ότι είναι τμήμα του πυρήνα ενός πλανητεσιμάλιου, δηλαδή ενός δομικού στοιχείου πρώιμου πλανήτη. Αν αποδειχθεί ότι είναι ο μεταλλικός πυρήνας ενός αρχαίου πλανητεσιμάλιου, θα μπορούσε να προσφέρει μοναδική ματιά στο εσωτερικό βραχωδών πλανητών όπως η Γη. Όταν φτάσει το σκάφος, θα τεθεί σε τροχιά γύρω του και θα χαρτογραφήσει τον αστεροειδή σε σειρά τροχιών που κατεβαίνουν και ανεβαίνουν σε ύψος, στο πλαίσιο κύριας επιστημονικής αποστολής δύο ετών. «Τώρα προχωράμε με αυτοπεποίθηση βαθύτερα στο ηλιακό σύστημα, με κινητήρια δύναμη το φως του Ήλιου, έτοιμοι να εξερευνήσουμε έναν μυστηριώδη νέο κόσμο στη ζώνη των αστεροειδών», δήλωσε η κύρια ερευνήτρια Λίντι Έλκινς-Τάντον (Lindy Elkins-Tanton) του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνιας στο Μπέρκλεϊ.
Ο κινητήρας του Psyche δεν μοιάζει με τους συνηθισμένους. Αντί για μεγάλες ποσότητες καυσίμου που δίνουν ισχυρές ωθήσεις για σύντομο διάστημα, το ηλιοκίνητο σύστημα χρησιμοποιεί ηλεκτρομαγνητικά πεδία και δίνει σταθερή ώθηση έως 250 χιλιοστά του νιούτον, όσο περίπου το βάρος μιας μπαταρίας AA στο χέρι. Στηρίζεται στο φαινόμενο Hall: ιόντα (φορτισμένα άτομα) του αδρανούς αερίου ξένου (xenon) εκτοξεύονται και δημιουργούν την ώθηση και μια έντονη μπλε λάμψη. Τέσσερις προωθητήρες δουλεύουν ένας κάθε φορά και, παρότι η ώθηση είναι μικρή, συσσωρεύεται σε όλη τη διαδρομή: στο μέγιστο της κρουαζιέρας το σκάφος θα κινείται με πάνω από 160.900 χλμ./ώρα (100.000 μίλια την ώρα) σε σχέση με παρατηρητή στη Γη.
Το ηλεκτρικό ρεύμα, που τροφοδοτεί και την πρόωση, παράγουν δύο ηλιακές συστοιχίες σε σχήμα σταυρού, με πέντε πάνελ η καθεμία και συνολική επιφάνεια συλλογής φωτός 75 τ.μ. (800 τετραγωνικά πόδια). Το Psyche εκτοξεύθηκε με σχεδόν 1.090 κιλά (2.400 λίβρες) ξένου σε επτά δεξαμενές και στα τρία χρόνια από την εκτόξευση έχει καταναλώσει περίπου το ένα τρίτο, αρκετά ώστε να μείνουν αποθέματα για να φτάσει στον στόχο και να τον συνοδεύει στην τροχιά του. «Τους επόμενους τρεις μήνες θα προωθούμαστε με πλήρη ισχύ και μετά θα τη μειώνουμε σταδιακά περίπου στο μισό, καθώς το σκάφος απομακρύνεται και οι ηλιακές συστοιχίες λαμβάνουν λιγότερο φως και παράγουν λιγότερη ισχύ», εξήγησε ο Στιβ Σνάιντερ (Steve Snyder), επικεφαλής μηχανικός επιχειρήσεων πρόωσης στο JPL.
Οι προωθητήρες Hall χρειάζονται συνεχή διαχείριση. Τα ιόντα στροβιλίζονται μέσα στο μαγνητικό πεδίο και προκαλούν μια ελάχιστη ροπή στρέψης, που αν μείνει χωρίς έλεγχο θα επηρέαζε τον προσανατολισμό του σκάφους. Την απορροφούν οι τροχοί αντίδρασης (reaction wheels), στρεφόμενοι τροχοί που αλλάζουν ταχύτητα περιστροφής και παίρνουν την περίσσεια στροφορμής. Μετά από αρκετές ώρες οι μηχανικοί σβήνουν τον προωθητήρα, στρέφουν το σκάφος και ενεργοποιούν για λίγα λεπτά έναν άλλον, σε χαμηλή ισχύ και σε διαφορετική κατεύθυνση, ώστε να εκφορτιστεί η στροφορμή που συσσωρεύτηκε στους τροχούς. «Για έναν μηχανικό πρόωσης είναι ενδιαφέρον ότι τη ροπή αυτή μπορείς να τη μετρήσεις μόνο στο διάστημα και όχι στη Γη, γιατί είναι πολύ μικρή», δήλωσε ο Σνάιντερ, προσθέτοντας ότι είναι η πρώτη φορά που το φαινόμενο μετριέται σε προωθητήρα Hall ανάλογα με το επίπεδο ισχύος και τον χρόνο λειτουργίας, για τόσο μεγάλη διάρκεια στο διάστημα.
Το Psyche είναι η 14η αποστολή που επιλέχθηκε στο Πρόγραμμα Discovery της NASA. Επικεφαλής είναι το Πολιτειακό Πανεπιστήμιο της Αριζόνας, ενώ το JPL διαχειρίζεται την αποστολή για λογαριασμό της NASA. Η υπηρεσία είχε στείλει στο παρελθόν και το σκάφος DART σε αστεροειδή, για μια δοκιμή εκτροπής αστεροειδούς, και προετοιμάζει ταυτόχρονα την Artemis III, που θα δοκιμάσει σεληνακάτους σε τροχιά.
