Металлическая миссия: следующим летом НАСА отправляет аппарат с двигателями Холла к железному астероиду ценой $10¹⁹

в 20:31, , рубрики: Блог компании Selectel, будущее здесь, зонды, исследование, космонавтика, наса, Научно-популярное, психея, станции
Металлическая миссия: следующим летом НАСА отправляет аппарат с двигателями Холла к железному астероиду ценой $10¹⁹ - 1

Астероид «Психея» внимательно смотрит на тебя, %username%

О некоторых научных проектах можно писать романы, настолько они интересны. Ну а фактуру для этих романов стоит брать прямо здесь, на «Хабре». Отличный пример — миссия «Психея» (Psyche), история которой началась в 2014 году, когда группа ученых предложила НАСА отправить роботизированную станцию на очень необычный металлический астероид Psyche.

Почему необычный? Ну, его диаметр составляет 250 км, и это один из самых больших астероидов в нашей Солнечной системе. А состоит он, как выяснилось, почти полностью из железа. Скорее всего, астероид является металлическим ядром протопланеты, каменная оболочка которой была разрушена из-за катаклизма или целой их серии.

Где он находится и кто его открыл?


Не так далеко, как могло бы быть — в основном поясе астероидов между Марсом и Юпитером. Орбита — каких-то 2,5-3,3 АЕ от Солнца, т.е. примерно 370 млн км.

Открыли его не вчера, не год и даже не десять лет назад. Впервые обнаружил это космическое тело итальянский астроном Аннибале де Гаспарис. Название «Психея» астероид получил в честь греческой богини Психеи, жены Купидона-Эрота. Открыть-открыли, но особого значения небесному телу никто не придавал. Телескоп «Хаббл» помог узнать состав астероида — группа ученых обнаружила, что он состоит почти полностью из железа и никеля.

Металлическая миссия: следующим летом НАСА отправляет аппарат с двигателями Холла к железному астероиду ценой $10¹⁹ - 2

Кто-то в НАСА подсчитал, что если продать все это железо и никель по рыночной стоимости, то можно получить 10 квинтиллионов долларов США. Это в несколько тысяч раз больше, чем объем экономики нашей планеты. На текущий момент «Психея» — единственный подобный астероид в нашей Солнечной системе.

Ну железно-никелевый он, и чего?


Дело в том, что и НАСА, и другие научно-исследовательские организации, а также бизнес поддерживают идею добычи полезных ископаемых в космосе. И как раз этот астероид — идеальный вариант для того, чтобы начать. Находится он не так далеко от Земли, так что регулярные полеты к нему будут стоить не совсем уж безумных денег. А если учесть удешевление полетов за счет идей инженеров SpaceX, то и вообще перспективы открываются самые радужные.

По мнению ряда экспертов, являющихся приверженцами космической добычи металлов, одного небольшого железного астероида хватит, чтобы окупить все текущие и будущие миссии НАСА. Ну а тут огромный железно-никелевый объект, который могут разрабатывать дети, внуки и прочие потомки космических шахтеров.

Ну окей, убедили. Давайте о миссии теперь

Металлическая миссия: следующим летом НАСА отправляет аппарат с двигателями Холла к железному астероиду ценой $10¹⁹ - 3

Компания Maxar недавно доставила часть космического аппарата, который полетит к «Психее». Это основа станции, часть, которая будет приводить в движение весь аппарат. В космос систему отправят уже следующим летом — конечно, если все испытания пройдут без сучка и задоринки.

Аппарат выделяется среди ряда себе подобных не только потому, что летит к такому необычному объекту, но и потому, что на нем установлены не совсем обычные двигатели. Речь идет о двигателях на эффекте Холла, которые представляют собой разновидность электростатических ракетных движков. По сравнению с тем же ионным двигателем у такой системы бОльшая тяга.

Металлическая миссия: следующим летом НАСА отправляет аппарат с двигателями Холла к железному астероиду ценой $10¹⁹ - 4

Холловский двигатель состоит из кольцевой камеры между анодом и катодом, вокруг которой расположены магниты. С одной стороны в камеру подаётся рабочее тело, с другой стороны происходит истекание плазмы. Нейтрализация положительного заряда плазмы производится электронами, эмитируемыми с катода.

Сами по себе холловские двигатели не новинка для космической индустрии, их используют с начала 70-х. Но вот астероидная станция станет первым космическим аппаратом с подобным двигателем, которая отправится дальний космос, а не на орбиту Земли.

НАСА экспериментировало с электрическими ионными двигателями уже два раза — в 1998 году, в миссии Deep Space 1 и в 2007 году, в миссии Dawn. Но то были ионные двигатели, а теперь — более простые и одновременно эффективные двигатели Холла. Они, кстати, установлены на многих крупнейших спутниках связи на геостационарной орбите.

Если бы НАСА разрабатывало «Психею» с химическим двигателем, для этого потребовалось бы большое количество топлива. В этом случае масса станции превысила бы массу зонда «Кассини», исследовавший Сатурн и его окрестности с 2004 по 2017 год. Здесь еще важен вопрос цены — аппараты типа «Кассини» стоят несколько миллиардов долларов США. Настолько крупные суммы НАСА выделяет нечасто — раз или два в десятилетие.

Металлическая миссия: следующим летом НАСА отправляет аппарат с двигателями Холла к железному астероиду ценой $10¹⁹ - 5

Организаторы миссии «Психея» знали, что не получат такой большой транш, так что решили максимально удешевить миссию, не делая ее при этом менее эффективной. И как раз холловские двигатели позволили это сделать. Изготовлением базы с ними занималась компания Maxar, о чем уже говорилось выше. У нее уже были наработки, поэтому изготовление обошлось гораздо дешевле, чем если бы этим всем занималось само агентство.

Каждый из двигателей Холла на «Психее» будет генерировать в три раза более сильную тягу, чем ионные двигатели на станции Dawn. Плюс они мощнее в два раза, так что станция достигнет своей металлической цели в январе 2026 году. Общая продолжительность полета — 3,5 года.

А что потом?


После сближения с астероидом станция постарается выйти на стабильную орбиту — это не так просто, учитывая форму астероида и неоднородное гравитационное поле.

В итоге планируется, что станция приблизится на расстояние 100 км от поверхности астероида. На финальной орбите станция задействует спектрометр, чтобы уж точно выяснить из чего состоит объект.

Металлическая миссия: следующим летом НАСА отправляет аппарат с двигателями Холла к железному астероиду ценой $10¹⁹ - 6

Если подтвердится предположение, что астероид — металлическое ядро несформировавшейся планеты, то ученым удастся понять, что собой представляют ядра земплеподобных планет. Кроме того, система дает возможность выяснить перспективность добычи ресурсов в космосе. А эти данные крайне важны в вопросе освоения ближнего и дальнего космоса в будущем.

Автор: kkxen

Источник


* - обязательные к заполнению поля


https://ajax.googleapis.com/ajax/libs/jquery/3.4.1/jquery.min.js