Автоматическая станция НАСА достигнет астероида стоимостью 10 000 квадриллионов долларов через два месяца после запуска

«Это возможность исследовать мир нового типа — не из камня или льда, а из металла».Художественная визуализация космического корабля «Психея» в пункте назначения. НАСА / Лаборатория реактивного движения-Калифорнийский технологический институт.

НАСА надеется получить представление о металлическом ядре, спрятанном глубоко в недрах Земли, отправив космический корабль к астероиду, находящемуся на расстоянии 280 миллионов миль.

Основная проблема

Земля образовалась около 4,5 миллиардов лет назад, когда пыль и газ, окружающие наше Солнце, начали слипаться. Первоначально эти материалы были очень горячими, но по мере остывания более плотные вещества оседали в центре планеты, в конечном итоге образовав ядро ​​Земли.

Ученые полагают, что электрические токи в горячем металлическом ядре Земли сформировали магнитное поле планеты, которое играет ключевую роль в её обитаемости, удерживая нашу атмосферу на месте и отклоняя солнечный ветер.

«Если бы не было магнитного поля, у нас могла бы быть совсем другая атмосфера без жизни, какой мы её знаем», — сказала Эфтихия Зеста, руководитель Лаборатории геокосмической физики НАСА.

Учитывая, что Земля — единственное место во Вселенной, где существует жизнь в том виде, в каком мы её знаем, и её ядро ​​является ключом к этой обитаемости, изучение ядра Земли потенциально может помочь нам выяснить, где искать внеземную жизнь.

Однако прямые наблюдения невозможны — ядро ​​начинается на глубине 2800 км под поверхностью, а самое глубокая скважина, которую пробурили советские геологи, — всего 12 километров (Кольская сверхглубокая).

16 Психея

Не имея возможности напрямую наблюдать за ядром Земли, НАСА делает лучшее из возможного: отправляет космический корабль для изучения гигантского металлического астероида, который, по его мнению, может быть частью ядра «планетезимали», твердого объекта, который мог бы послужить основой для образования планеты.

Этот астероид, 16 Психея, расположен примерно в 450 миллионов км от нас, и если бы вы могли спустить его на Землю, у вас на руках было бы никеля на сумму 10 000 квадриллионов долларов (игнорируя тот факт, что резкое увеличение предложения приведет к столь же резкому падению стоимости металла).

Однако НАСА не планирует превращать 16 Психею в добычу — просто хочет изучить ее.

«Это возможность исследовать мир нового типа — не из камня или льда, а из металла, — говорит Линди Элкинс-Тантон, главный исследователь миссии «Психея», в 2017 году, когда НАСА санкционировало проект.

«16 Психея — единственный известный объект такого рода в Солнечной системе, и это единственный способ, которым люди когда-либо смогут посетить планетное ядро, — продолжила она. — Мы узнаем о внутреннем космосе, посещая космическое пространство».

Ожидается, что полёт начнётся с запуска космического корабля «Психея» 5 октября этого года. Пройдя энергосберегающий путь длиной 4 миллиарда км к астероиду, корабль должен прибыть к месту назначения в 2026 году. Затем он проведет 26 месяцев на орбите 16 Психеи на 4-х разных высотах.

В течение этого периода «Психея» будет использовать свой набор инструментов для получения изображений астероида и измерения его гравитации, магнитного поля и электромагнитного излучения — эти измерения должны помочь НАСА определить, действительно ли это ядро ​​планеты.

«Если у Психеи ещё есть какое-то остаточное магнитное поле, это, вероятно, это означает, что это действительно было ядро, — сказал Генри Стоун, менеджер проекта Психеи. — Это сильный показатель».

Фото: НАСА/Университет штата Аризона.Бонусные функции

Помимо того, что миссия «Психея» позволит ученым впервые взглянуть на металлический астероид, она также даст НАСА возможность протестировать новые системы связи и двигательные установки.

С 1950-х годов НАСА для связи с космическими кораблями полагалось почти исключительно на радиосигналы, но эти системы работают медленно: для отправки одного цветного изображения высокого разрешения с марсохода на Землю требуется от 30 минут до нескольких часов. Поскольку мы собираемся отправлять людей на Марс и за его пределы, нам понадобится более быстрый способ связи с ними.

Сам сигнал не может распространяться быстрее, но НАСА недавно экспериментировало с системами оптической связи, которые используют невидимые лазеры для передачи информации. Это позволяет ему передавать в 100 раз больше данных за одну передачу, чем это возможно с помощью систем радиосвязи.

Единственная двусторонняя демонстрация лазерной связи НАСА была проведена на космическом корабле на высоте всего 35 000 км над Землей (для справки, Луна находится на расстоянии 380 000 км), поэтому неизвестно, насколько хорошо этот подход будет работать на больших расстояниях, где более быстрая связь была бы наиболее полезна.

Чтобы выяснить это, компания использует Psyche для демонстрации системы оптической связи в глубоком космосе (DSOC). Эта технология будет использоваться для связи с космическим аппаратом один-два раза в неделю до тех пор, пока аппарат не приблизится к Марсу, что должно занять около двух лет.

Трансивер DSOS расположен внутри трубчатого солнцезащитного козырька, который виден на этом изображении. Фото: НАСА/Лаборатория реактивного движения-Калифорнийский технологический институт.

Помимо содействия первой демонстрации лазерной системы связи в дальнем космосе, «Психея» также станет первым космическим кораблем, который будет использовать солнечную электрическую двигательную установку с двигателями Холла для путешествий в глубоком космосе (эта технология использовалась вокруг Земли и Луны).

Эта система будет использовать большие солнечные батареи для выработки электроэнергии, которая с помощью четырёх двигателей Холла будет отделять заряженные атомы от нейтрального газа ксенона и ускорять их в задней части космического аппарата.

Тяга при этом создаётся очень небольшая, но, поскольку «Психея» будет двигаться в вакууме космоса, небольшое ускорение — это все, что ей нужно, чтобы в итоге достичь скорости около 200 000 км в час относительно Земли. Кроме того, эта солнечная электросистема очень эффективна — если бы Psyche использовал химические двигатели, ему потребовалось бы в 15 раз больше топлива.
«Ещё в самом начале, когда мы только разрабатывали миссию в 2012 году, мы говорили о солнечных электроприводах как о части плана, — сказала Элкинс-Тантон. — Без него у нас не было бы миссии Psyche. И это стало частью характера миссии. Для расчета траекторий и орбит с использованием солнечной энергии требуется специальная команда».

Инженеры готовятся к установке четырех двигателей Холла «Психеи». Фото: ASA/JPL-Калифорнийский технологический институт.Заглядывая вперёд

Исследователи НАСА сейчас находятся на завершающей стадии подготовки миссии «Психея».

3 августа они успешно протестировали и установили солнечную батарею космического корабля, размер которой в полностью развернутом состоянии равен пяти парковочным местам. Примерно в середине августа они планируют начать заправлять его 1 тонной ксенона.

Если всё пойдет по плану, ракета SpaceX со станцией «Психея» может стартовать уже в 18.38 по московскому времени 5 октября, положив начало долгому путешествию космического корабля к (своего рода) центру Земли.

Приходите на мой канал ещё — буду рад. Комментируйте и подписывайтесь!Поддержка канала скромными донатами (акулы бизнеса могут поддержать и нескромно):

Номер карты Сбербанка — 2202 2056 2618 8509 (Александр Васильевич Ж.) Пожалуйста, сопроводите сообщением: «Для Панорамы».