La sonda della NASA Psyche, recentemente giunta nell’edificio “Payload Hazardous Servicing Facility” del “Kennedy Space Center“, non partirà nel 2022.
Psyche sarebbe dovuta partire ad agosto 2022, per un viaggio interplanetario estremamente importante: visitare il primo asteroide, o meglio, il primo nucleo di un passato pianeta, completamente metallico (ricco di ferro e nichel).
La causa del rinvio è da attribuire al software di volo e dell’attrezzatura di prova del veicolo spaziale, i quali non sono stati consegnati nel periodo previsto. Perciò, la NASA non ha il tempo necessario per completare i test sul software prima della chiusura della finestra di lancio, la quale è programmata per l’11 ottobre 2022.
Il software di navigazione e di volo controllerà l’orientamento del veicolo spaziale durante il viaggio. E non solo: verrà utilizzato anche per puntare l’antenna della sonda verso la Terra.
“Volare verso un lontano asteroide ricco di metalli, usando Marte come fionda gravitazionale durante il tragitto, richiede una precisione incredibile. Dobbiamo farlo bene. Centinaia di persone hanno dedicato notevoli sforzi a Psyche durante questa pandemia. Il complesso software di volo deve essere accuratamente testato e valutato. La decisione di ritardare il lancio non è stata facile, ma è quella giusta”.
Laurie Leshin, direttore del JPL
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La finestra di lancio della missione, che va dal 1° agosto all’11 ottobre 2022, avrebbe consentito alla sonda di arrivare nell’orbita dell’asteroide Psyche nel 2026.
Le prossime finestre di lancio, dopo il rinvio del 2022, si aprirebbero nel 2023 o nel 2024. Qualora la sonda venisse lanciata nella seconda o terza finestra di lancio, arriverebbe nell’orbita dell’asteroide Psyche nel 2029 o nel 2030.
Il costo totale della missione Psyche, incluso il razzo, è di 985 milioni di dollari. Attualmente sono in fase di calcolo gli ulteriori costi che subentreranno a causa del rinvio.
ASTEROIDE 16 PSYCHE
L’asteroide che visiterà si chiama “16 Psyche” ed è situato tra Marte e Giove e, sorprendentemente, si ritiene che sia il nucleo ferroso di un passato protopianeta (un pianeta in formazione).
Ma cosa ci fa un nucleo di un pianeta alla luce del Sole?
Gli scienziati non sanno ancora dare una risposta precisa. Potrebbe essere il risultato di una violenta collisione con un altro corpo celeste, il quale avrebbe “strappato” la crosta esterna del protopianeta, liberando il suo nucleo ferroso.
ALCUNE CARATTERISTICHE DI 16 PSYCHE
- Dimensioni: 279 x 232 x 189 chilometri
- Superficie: 165.800 km quadrati (quanto lo Stato del Massachusetts, USA)
- Composizione: si pensa sia formato da ferro e nichel
- Distanza media dal Sole: 3 Unità Astronomiche
- Distanza dall’orbita della Terra: 1 Unità Astronomica
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Credits: NASA/JPL-Caltech/Arizona State University
LA SONDA DELLA NASA PSYCHE
La missione Psyche è guidata dall’Arizona State University. La NASA JPL (Jet Propulsion Laboratory) è la responsabile della gestione delle operazioni e della navigazione. Il motore a propulsione ionica e i pannelli solari sono stati costruiti dalla Maxar.
Il corpo della sonda spaziale è grande quanto una Smart Car, e i suoi pannelli solari hanno le stesse dimensioni di un campo da tennis.
All’interno del veicolo spaziale vi saranno uno spettrometro a raggi gamma e neutroni, un imager multispettrale, un magnetometro e un sistema di telecomunicazioni radio in banda X.
E non solo: la sonda Psyche testerà anche una nuova sofisticata tecnologia di comunicazione laser, chiamata “Deep Space Optical Communication”, la quale codifica i dati in fotoni, per la comunicazione tra la sonda nello Spazio profondo e la Terra.
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Credits: NASA/Isaac Watson
Una volta nello Spazio, la navicella spaziale Psyche viaggerà utilizzando la propulsione elettrica-solare ad effetto Hall (questo motore accresce le proprie prestazioni progressivamente).
La suddetta propulsione elettrica-solare ad effetto Hall, utilizza l’elettricità creata dai pannelli solari per formare dei campi elettromagnetici, i quali a loro volta, accelerano ed espellono atomi (ioni) carichi di xeno, affinché si generi una spinta molto bassa.
Nello Spazio profondo la sonda Psyche potrà raggiungere i 200.000 km/h di velocità, grazie alla propulsione ionica ad effetto Hall e all’assenza dell’aria, che creerebbe attrito e rallenterebbe il veicolo.
Psyche trasporterà solo 922 kg di xeno come carburante, e sono sufficienti per farlo viaggiare per anni, senza mai spegnere i motori. Se gli ingegneri avessero utilizzato un motore chimico tradizionale (motore a razzo), per la stessa missione, avrebbero dovuto inserire circa 14.000 kg di carburante.
In breve, potremmo dire che la propulsione ionica fornisce una spinta molto bassa, ma costante nel tempo; invece, la propulsione chimica tradizionale fornisce una spinta enorme, ma in un tempo limitato.
E’ la prima volta che questo genere di motore viene utilizzato per una missione oltre l’orbita lunare.
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Credits: NASA animation credit:
Eric S. Mindek (Wyle Information Systems, LLC)
Come saranno i pannelli solari?
La sonda Psyche dovrà percorrere circa 2,4 miliardi di chilometri nello Spazio profondo, per raggiungere il suo obiettivo situato tra Marte e Giove, lontano tra i 180 e i 320 milioni di chilometri dalla Terra. Questo significa che la sonda si troverà in una zona lontanissima dal Sole.
Per riuscire ad “acchiappare” i tenui raggi solari, gli ingegneri hanno realizzato 10 pannelli solari a forma di croce, grandi 75 metri quadrati (5 pannelli nella parte destra, e 5 nella parte sinistra).
Ad esempio, i classici pannelli solari situati vicino alla Terra producono 21 kilowatt di elettricità, sufficienti per alimentare 3 o 4 case medie negli Stati Uniti. Se collocassimo gli stessi pannelli solari classici vicino all’asteroide 16 Psyche, produrrebbero solo 2 kilowatt, sufficienti per far funzionare un asciugacapelli.
I pannelli solari della sonda Psyche sono super efficienti, leggeri, resistenti alle radiazioni e in grado di fornire più energia con meno luce solare.
Credits: NASA/JPL-Caltech
VALORE SCIENTIFICO DELLA MISSIONE
Per la prima volta potremo studiare un nucleo di un pianeta “in bella vista”.
L’asteroide 16 Psyche potrebbe essere in grado di mostrarci come sono nati il nucleo della Terra e i nuclei degli altri pianeti terrestri.
Per capire l’importanza della missione, possiamo fare un esempio: E’ impossibile studiare e fotografare il nostro nucleo terrestre, poiché è situato a 3000 km di profondità. Finora, abbiamo perforato solo circa 12 km della superficie terrestre.
E non solo: E’ impossibile raggiungere il nostro nucleo terrestre, poiché a 3000 km di profondità vi è una pressione di circa 3 milioni di volte la pressione dell’atmosfera. Inoltre, la temperature che troveremmo sarebbe di 5000° Celsius.
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In altre parole, abbiamo un’occasione enorme di studiare da vicino un nucleo di un pianeta, e questa occasione è l’asteroide 16 Psyche.
Oltre allo studio del nucleo “in bella vista”, c’è anche il valore economico dell’asteroide.
Infatti, in futuro gli asteroidi potrebbero diventare delle miniere, dalle quali estrarre materiali preziosi.
Alcuni hanno calcolato il valore ipotetico dell’asteroide 16 Psyche, qualora estraessimo il ferro e il nichel: 10 mila milioni di miliardi di Dollari.
Articolo a cura di Fabio Meneghella