NASA vill använda solen för att driva framtida rymduppdrag

18

Solenergi kan göra rymdresor mer bränslesnåla.

Av

November 25, 2021illustration av Psyche vill använda rymdfarkoster från NASAillustration av rymdfarkosten Psyche NASA/JPL-Caltech/ASU

I augusti 2022 kommer en NASA-sond vid namn Psyche att ge sig ut för att utforska en gigantisk metallisk asteroid kallad Psyche 16, för att hjälpa forskare att lära sig mer om hur planeter bildas. Sättet Psyche når sitt mål på kommer dock att skilja sig från typiska NASA-uppdrag.

Med utgångspunkt från teknik som använts i tidigare uppdrag, inklusive Dawn och Deep Space 1, kommer solenergi hjälpa att driva Psyche in i rymden. Om det visar sig vara framgångsrikt kan det bli början på en ny era av att använda mer bränslesnåla sonder för både rymdutforskning och kommersiella uppdrag.

Traditionella rymdfarkoster förlitar sig på kemiska reaktioner mellan en kombination av flytande bränslen för att ta sig runt i stället för elektricitet. Psyche kommer att använda två gigantiska solpaneler för att omvandla solenergi till elektricitet som kommer att driva fyra jonpropeller. Den elektriciteten kommer att förvandla tankar med xenongas (samma typ som används i bilstrålkastare) till xenonjoner, som Psyches fyra propeller kommer att skjuta ut för att försiktigt driva rymdfarkosten mot asteroiden som kretsar mellan Mars och Jupiter, mer än 1,5 miljarder miles från jorden .

NASA avslutar sin 30-åriga Venus-torka med två nya uppdrag

DAVINCI+ och VERITAS kommer att försöka svara på hur och varför den andra planeten från solen blev det helveteslandskap den är idag.

Medan andra rymdfarkoster, som Lucy, har använt solenergi för att styra instrument, kommer Psyche att vara bland de första av NASA:s djupa rymduppdrag som använder solenergi för både operationer ombord och framdrivning.

Paulo Lozano, chef för MIT:s rymdframdrivningslaboratorium, säger att Psyche kan lägga grunden för mer soldriven rymdutforskning. Så småningom kan tekniken hjälpa oss att undersöka flera himmelska objekt under längre perioder och potentiellt göra uppdrag utanför jordens omloppsbana mer överkomliga och genomförbara.

“Det öppnar faktiskt upp möjligheten att utforska och kommersialisera rymden på ett sätt som vi inte har sett förut”, säger Lozano.

Eftersom en rymdfarkost som använder sol-elektrisk framdrivning kräver mindre drivmedel än en kemiskt driven så har den mer utrymme ombord för last, vetenskapliga instrument och, en dag, astronauter. Ett företag, Accion Systems, utvecklar effektivare jonpropeller för Cubesats såväl som större satelliter och andra rymdfarkoster.

Solframdrivningsteknik är redan vanlig i satelliter som kretsar runt jorden, men till nu har den inte varit ett tillräckligt kraftfullt alternativ till kemiskt drivna motorer för att användas lika ofta i rymdfarkoster på väg till rymden. Framsteg inom solelframdrivning kommer att ändra på det.

Tekniken bakom Psyche gjorde sitt första stora test i Dawn, en utforskningsfarkost som använde solenergi och jonpropeller. Dawn tystnade så småningom medan den kretsade runt dvärgplaneten Ceres (där den kommer att förbli i omloppsbana i årtionden) 2018, tre år efter att uppdraget skulle avslutas. Dessa propeller kan fungera i flera år utan att ta slut på bränsle, men de ger relativt låg dragkraft jämfört med konventionell framdrivning.

Psyches thrusters kommer att kunna generera tre gånger så mycket dragkraft som sina föregångare, och ungefär ett år efter lanseringen kommer den att få hjälp av Mars gravitationskraft för att ändra sin bana innan den slutligen når sitt mål 2026 .