NASA的Psyche探測器準備搭乘SpaceX獵鷹重型火箭發射升空
再過不到24小時,NASA的”Psyche”太空船就將從佛羅裡達州的甘迺迪太空中心發射升空。Psyche 的目標是一顆神秘的同名小行星,它是NASA 首次使用SpaceX 獵鷹重型火箭發射的科學任務。發射時間定於美國東部時間10 月13 日星期五上午10:19,在10 月25 日之前每天都會有發射窗口,但每個機會都是瞬時的,這意味著每天只有一個準確的發射時間。
2023年10月11日星期三,在佛羅裡達州的美國太空總署肯尼迪太空中心,人們看到SpaceX公司的獵鷹重型火箭搭載著Psyche太空船在39A發射場繼續為Psyche任務做準備。NASA 的Psyche 太空船將前往一顆富含金屬的同名小行星,該小行星圍繞太陽運行,位於火星和木星之間,目的是研究其成分。該航天器還搭載了該機構的深空光通訊技術演示,將測試月球以外的雷射通訊。圖片來源:NASA/Aubrey Gemignani
太空船計畫於10月13日搭載獵鷹重型火箭升空。它的目的地是一顆富含金屬的小行星,它可能會告訴我們更多關於行星如何形成的資訊。
位於南加州的NASA噴射推進實驗室的Psyche專案經理亨利-斯通(Henry Stone)說:”我們的團隊一直在不懈努力,為飛船前往獨一無二的小行星做好準備。所有的太空船系統、科學儀器和軟體都已經整合並經過了廣泛的測試,太空船已經完全具備了飛行條件。我們期待著發射,更重要的是,期待著完成任務目標,標誌著又一次歷史性的科學發現之旅” 。
2023年10月6日星期五,團隊將NASA封裝的Psyche太空船從位於泰特斯維爾的Astrotech太空作業設施運送到佛羅裡達州甘迺迪太空中心的39A發射台。Psyche 將搭載SpaceX 公司的獵鷹重型火箭發射升空。與”Psyche”號一起升空的還有一項開創性的技術演示–NASA的深空光通訊(DSOC)實驗。圖片來源:NASA/Ben Smegelsky
準備工作和有效載荷細節
軌道飛行器的太陽能電池陣列已折疊收起,準備發射。所有系統都經過多次測試和重新測試,有效載荷包括三台科學儀器。太空船裝載了2392 磅(1,085 公斤)的中性氙氣–這是將”Psyche”送往小行星帶的推進劑–它位於運載火箭的錐形有效載荷整流罩內,該整流罩可以在發射過程中保護太空船免受空氣動力壓力和熱量的影響。太空船和整流罩已經與SpaceX 公司的獵鷹重型運載火箭(Falcon Heavy)對接,後者正準備從甘迺迪太空中心歷史悠久的39A 發射場起飛。
太空船上整合了一項名為”深空光通訊”(DSOC)的技術演示。DSOC 將首次在月球之外測試高數據速率雷射通信,NASA 未來的任務可能會使用這種通信技術。這項技術演示不會轉發Psyche任務的資料。
2023年10月10日星期二,佛羅裡達州甘迺迪太空中心,SpaceX公司的獵鷹重型火箭搭載Psyche太空船被送往39A發射場的發射台。圖片來源:NASA/Aubrey Gemignani
發射順序
火箭有兩級和兩個側助推器。在側助推器分離並返回陸地後,核心級將被拋入大西洋。然後,幫助”Psyche”號擺脫地球引力的第二級火箭將點燃引擎。
火箭離開地球大氣層,也就是大約在發射四分鐘後,整流罩會與火箭分離,分成兩半,並被拋射回地球。飛船將在發射約一小時後與末級分離。不久之後,它將展開雙太陽能電池陣列,一次一個,並將它們對準太陽。此時,太空船處於計畫中的”安全模式”(一種預防性待機狀態),太陽將照亮已展開的太陽能電池板,並開始將低增益天線指向地球進行通訊。
從火箭分離後可能需要兩個小時才能接收到第一個訊號。
一旦建立了穩定的通信,任務控制人員將開始重新配置航天器,使其進入計劃的運作模式。隨後三個月的初步檢查包括一個調試階段,以確認包括電動推進器在內的所有硬體和軟體都按預期運行。從發射後大約五個月開始,推進器將在飛往小行星的漫長軌道上逐次點火。
2023年9月20日星期三,在佛羅裡達州泰特斯維爾的Astrotech太空操作設施的潔淨室內,技術人員將NASA的Psyche太空船連接到有效載荷連接裝置上。圖片來源:NASA/Kim Shiflett
任務目標和特點
Psyche的高效能太陽能電力推進系統透過加速和釋放中性氣體氙的帶電原子(或離子)來工作–產生的推力將溫和地推動太空船在近6年的時間裡行駛約22億英里(約合36億公里),到達位於火星和木星之間的主小行星帶中的小行星Psyche。
途中,2026 年5 月,太空船將飛過火星,利用紅色星球的引力彈射向Psyche 小行星,節省推進劑的同時提高速度並改變方向。
2029 年,太空船到達這顆小行星後,將在軌道上運行約26 個月,收集影像和其他數據。
科學家認為,”Psyche”可能是行星小行星(早期的行星構件)核心的一部分,由岩石和鐵鎳金屬混合物組成。這些金屬將不會被開採,而是透過研究讓研究人員更了解地球內核的組成以及太陽系中岩石行星的形成過程。人類無法鑽出一條通往我們星球內核–或其他岩質行星內核–的道路,因此訪問”Psyche”號可以提供一個獨一無二的窗口,讓人們了解創造我們這樣的行星的劇烈碰撞和物質積累的歷史。
這幅插圖描繪的是美國太空總署的Psyche 太空船。Psyche任務將探索一顆富含金屬的同名小行星,它位於火星和木星之間的主小行星帶。科學家認為,Psyche 可能是一顆行星小行星的核心,而行星小行星是太陽系中陸地(岩石)行星的組成部分之一: 水星、金星、地球和火星。如果是這樣的話,它將為研究像我們這樣的行星是如何形成的提供一個獨特的機會。但科學家們也做好了驚喜的準備,他們可能會發現”Psyche”是其他類型的太陽係原始天體,而這些天體以前從未被研究過。資料來源:NASA/JPL-Caltech/ASU
關於任務的更多信息
亞利桑那州立大學是Psyche 任務的牽頭單位。位於帕薩迪納的加州理工學院下屬的JPL 負責任務管理、系統工程、整合、測試和運作。加州帕洛阿爾託的Maxar Technologies 公司提供高功率太陽能電力推進太空船框架。對於技術演示任務計劃,JPL負責監督DSOC,DSOC也隸屬於NASA的太空技術任務局和空間通訊與導航計劃。
美國航太局甘迺迪太空中心的發射服務計畫負責監督和批准運載火箭,管理Psyche 任務的發射服務。經過兩年半的全面評估,SpaceX公司的獵鷹重型火箭於2023年初獲得了NASA最關鍵任務的認證。
Psyche是NASA發現計畫的第14項任務,由位於阿拉巴馬州亨茨維爾的NASA馬歇爾太空飛行中心負責協調。