NASA ønsker at bruge solen til at drive fremtidige dybe rummissioner

12

Solenergi kan gøre rumrejser mere brændstofeffektive.

Af

November 25, 2021illustration af NASA Psyche rumfartøj til at bruge solen til at drive fremtidige dybe rummissioner /><img src= NASA/JPL-Caltech/ASU

I august 2022 vil en NASA-sonde kaldet Psyche begive sig ud for at udforske en gigantisk metallisk asteroide kaldet Psyche 16 for at hjælpe videnskabsmænd med at lære mere om, hvordan planeter dannes. Den måde, Psyche når sit mål på, vil dog være anderledes end typiske NASA-missioner.

Med udgangspunkt i teknologi brugt i tidligere missioner, herunder Dawn og Deep Space 1, vil solenergi hjælpe med at drive Psyche ud i det dybe rum. Hvis det viser sig at være vellykket, kan det være starten på en ny æra med brug af mere brændstofeffektive sonder til både rumudforskning og kommercielle missioner.

Traditionelle rumfartøjer er afhængige af kemiske reaktioner mellem en kombination af flydende brændstoffer for at komme rundt i stedet for elektricitet. Psyche vil bruge to gigantiske solpaneler til at omdanne solenergi til elektricitet, der vil drive fire ion-thrustere. Den elektricitet vil forvandle tanke med xenongas (den samme slags, der bruges i billygter) til xenonioner, som Psyches fire thrustere vil skubbe ud for forsigtigt at drive rumfartøjet mod asteroiden, som kredser mellem Mars og Jupiter, mere end 1,5 milliarder miles fra Jorden .

NASA afslutter sin 30-årige Venus-tørke med to nye missioner

DAVINCI+ og VERITAS vil forsøge at svare på, hvordan og hvorfor den anden planet fra solen blev det helvedelandskab, den er i dag.

Mens andre rumfartøjer, som Lucy har brugt solenergi til at betjene instrumenter, vil Psyche være blandt de første af NASAs dybe rummissioner til at bruge solenergi til både operationer ombord og fremdrift.

Paulo Lozano, direktør for MITs rumfremdrivningslaboratorium, siger, at Psyche kunne lægge grunden til mere soldrevet rumudforskning. I sidste ende kunne teknologien hjælpe os med at undersøge flere himmellegemer i længere perioder og potentielt gøre missioner med mennesker uden for Jordens kredsløb mere overkommelige og gennemførlige.

“Det åbner faktisk muligheden for at udforske og kommercialisere rummet på en måde, som vi ikke har set før,” siger Lozano.

Fordi et rumfartøj, der bruger sol-elektrisk fremdrift, kræver mindre drivmiddel end et kemisk drevet et, har det mere plads om bord til last, videnskabelige instrumenter og en dag astronauter. Et firma, Accion Systems, udvikler mere effektive ion-thrustere til Cubesats såvel som større satellitter og andre rumfartøjer.

Solfremdriftsteknologi er allerede almindelig i satellitter, der kredser om Jorden, men indtil nu har det ikke været et stærkt nok alternativ til kemisk drevne motorer til at blive brugt så ofte i rumfartøjer på vej til det dybe rum. Fremskridt inden for solenergi-fremdrift vil ændre det.

Teknologien bag Psyche havde sin første store test i Dawn, et udforskningsrumfartøj, der brugte solenergi og ion-thrustere. Dawn blev til sidst stille, mens den kredsede om dværgplaneten Ceres (hvor den vil forblive i kredsløb i årtier) i 2018, tre år efter, at missionen skulle slutte. Disse thrustere kan fungere i årevis uden at løbe tør for brændstof, men de giver relativt lav trækkraft sammenlignet med konventionel fremdrift.

Psyches thrustere vil være i stand til at generere tre gange så meget fremdrift som sine forgængere, og omkring et år efter opsendelsen vil den få noget hjælp fra Mars gravitationskraft til at ændre sin bane, før den til sidst når sit mål i 2026 .