NASA zondas įjungė variklius beveik be pertraukų: jo tikslas – paslaptingas metalinis asteroidas

Sekite TechNaujienos Google

NASA erdvėlaivis „Psyche“ pradėjo kelionės etapą, kuriame jo elektriniai varikliai veiks beveik be pertraukų. Zondas skrenda link metalų turtingo asteroido, kurį mokslininkai laiko galimu ankstyvos planetos branduolio fragmentu. Naujas judėjimo režimas padės išnaudoti labai silpną, bet ilgai veikiančią trauką ir pasiekti tikslą taupant degalus.

Misijos pradžioje aparatas naudojo variklius tik dalį laiko, o trajektorijai pakoreguoti pasinaudojo Marso gravitacija. Dabar reikalingas nuoseklus spartėjimas pagrindinio asteroidų žiedo link. Toks skrydžio būdas skiriasi nuo tradicinių raketų, kurių varikliai didžiąją dalį energijos suteikia per palyginti trumpus intensyvaus darbo periodus.

Kaip spalio 22 dieną paskelbė NASA Reaktyvinio judėjimo laboratorija, nuo rugsėjo 28 dienos aparato varikliai veikia kone nuolat ir maždaug kartą per savaitę sustabdomi techninei patikrai. NASA skaičiavimu, tokį režimą numatoma išlaikyti maždaug 90 proc. likusios kelionės iki 2029 metų vasaros.

Zondas paleistas dar 2023 metais, tačiau kelionės į asteroidą trukmė skaičiuojama metais dėl didelių atstumų ir kruopščiai suderintos trajektorijos. 2029 metais pasiekus tikslą numatyti maždaug dvejų metų moksliniai stebėjimai orbitoje. Aparatas turės detaliai ištirti paviršių, chemines savybes ir asteroido gravitacijos ypatumus.

Naujausi straipsniai

4 min. skaitymo • prieš 46 minutės

NASA tyrimas: Antarktidos ledynas gali dvigubai labiau prisidėti prie jūros lygio kilimo, nei manyta

4 min. skaitymo • prieš 49 minutės

DI akcijų išpardavimas supurtė Volstritą: rizikos fondai patyrė didžiausią dienos smūgį per kelerius metus

4 min. skaitymo • prieš 50 minučių

„Meta“ sulaukė skundo Europoje: leidėjai baiminasi, kad jų turinys bus naudojamas dirbtiniam intelektui

Visi naujausi straipsniai →

Variklis stumia vos vienos baterijos svoriui prilygstančia jėga

„Psyche“ naudoja Halio efekto elektrinius variklius, kurie jonizuoja ksenono dujas ir elektromagnetiniu lauku pagreitina susidariusias daleles. Iš variklio išskriejantys jonai sukuria atatranką. Maksimali vieno variklio trauka siekia apie 250 miliniutonų, arba maždaug tiek, kiek Žemėje svertų viena įprasta AA baterija.

Tokios jėgos pakaktų labai menkam pagreičiui, tačiau kosmose nėra atmosferos pasipriešinimo, o tūkstančius valandų veikianti trauka nuolat didina greitį. NASA nurodo, kad kruizinio skrydžio metu aparatas gali judėti daugiau kaip 160 tūkst. kilometrų per valandą greičiu Žemės stebėtojo atžvilgiu. Tai nėra greitis, pasiekiamas vienu trumpu variklio įjungimu.

Erdvėlaivyje įrengti keturi tokie varikliai, kurie paprastai veikia po vieną. Energiją tiekia dvi didelės kryžiaus formos saulės baterijos, surenkančios šviesą maždaug 75 kvadratinių metrų plote. Tolstant nuo Saulės jų efektyvumas mažės, todėl inžinieriai planuoja palaipsniui mažinti variklių galią.

Kelionės pradžioje septyniose talpyklose buvo sukaupta apie 1 090 kilogramų ksenono. NASA duomenimis, per pirmuosius trejus metus aparatas sunaudojo tik apie trečdalį šio kiekio. Didelis degalų efektyvumas yra viena svarbiausių priežasčių, kodėl elektrinė trauka pasirenkama tolimoms misijoms, kurioms nereikia staigių manevrų.

Misija jau pateikė naujų inžinerinių duomenų

Ilgai veikiantys joniniai varikliai turi savų iššūkių. Magnetiniame lauke judantys jonai gali sukelti labai silpną sukimo momentą, kuris ilgainiui pakeistų zondo orientaciją. Kad jis išliktų nukreiptas reikiama kryptimi, aparatas naudoja reakcinius smagračius, o periodiškai atlieka nedidelius korekcinius manevrus.

NASA inžinieriai teigia, kad „Psyche“ bandymai suteikė galimybę itin tiksliai stebėti, kaip šis sukimo momentas priklauso nuo variklių galios ir veikimo trukmės realiomis sąlygomis. Tokie matavimai padės gerinti būsimų tarpplanetinių aparatų valdymą, ypač kai svarbu ilgai išlaikyti tikslią ryšio antenų ar mokslinių instrumentų orientaciją.

Pats asteroidas yra apie 280 kilometrų pločio plačiausioje vietoje. Tyrėjai nori sužinoti, ar jis iš tiesų yra senovinio planetesimalio metalinio branduolio dalis. Jei ši hipotezė pasitvirtins, mokslininkai galės geriau suprasti, kaip Saulės sistemos pradžioje atsiskyrė besiformuojančių planetų paviršinės ir vidinės medžiagos.

Šios misijos technologinė reikšmė apima ir būsimus projektus, kuriuose reikės keliauti labai didelius atstumus su ribotu kuro kiekiu. Elektriniai varikliai negali pakeisti galingos raketos pakilimo nuo Žemės paviršiaus metu, tačiau jau pasiekus kosmosą jie leidžia itin efektyviai kaupti greičio pokytį. Svarbu ir tai, kad saulės baterijų galia mažėja didėjant atstumui nuo Saulės: toks variklių režimas turi būti nuolat derinamas prie energijos balanso. Kiekvienas papildomas matavimas apie jonų sukeliamą sukimo momentą, variklio veikimo laiką ar degalų sunaudojimą padeda būsimiems inžinieriams tiksliau vertinti misijų rizikas. Todėl „Psyche“ jau dabar teikia rezultatų, nors pagrindiniai asteroido tyrimai dar neprasidėjo.

Nors dėl metalų gausos asteroidas kartais pristatomas kaip nepaprastai vertingas objektas, NASA misija nėra skirta kosminei kasybai. Ji neatgabens metalų į Žemę ir nevertina komercinio jų pardavimo. Esminis tikslas yra mokslas – paaiškinti ankstyvosios Saulės sistemos istoriją remiantis tiesioginiais matavimais.