يقوم آرس بجولة في غرفة نظيفة في مركبة الفضاء Psyche التي تدور حول الكويكب في JPL

أتيحت لـ Ars Technica الفرصة للقيام بجولة في مختبر الدفع النفاث التابع لناسا في كاليفورنيا هذا الأسبوع ، حيث كانت مناسبة لـ نظرة خاطفة غرفة نظيفة في المركبة الفضائية Psyche على وشك الانتهاء الآن. هذه المهمة الطموحة ، التي سميت على اسم كويكب مسمى ستستكشفه ، من المقرر إطلاقها في أغسطس على صاروخ فالكون هيفي. يأمل العلماء في أن معرفة المزيد عن هذا الكويكب غير العادي سيعزز فهمنا لتكوين الكواكب والأيام الأولى لنظامنا الشمسي.

اكتشفه عالم الفلك الإيطالي في مارس 1852 أنيبال دي جاسباريس، 16 نفسية كويكب من النوع M. (بمعنى أنه يحتوي على نسبة عالية من المعدن) يدور حول الشمس في حزام الكويكبات الرئيسي ، بشكل غير عادي يشبه البطاطس. الفرضية المفضلة منذ فترة طويلة هي أن Psyche هي اللب المعدني المكشوف لكوكب أولي (كوكب صغير) من الأيام الأولى لنظامنا الشمسي ، مع تجريد القشرة والعباءة عن طريق الاصطدام (أو الاصطدامات المتعددة) بأشياء أخرى. في السنوات الأخيرة ، خلص العلماء إلى أن تقديرات الكتلة والكثافة لا تتوافق مع بقايا معدنية بالكامل. بدلاً من ذلك ، من المرجح أن يكون مزيجًا معقدًا من المعادن والسيليكات.

بدلاً من ذلك ، ربما كان الكويكب يومًا ما جسمًا أصليًا لفئة معينة من النيازك الصخرية والحديدية ، تلك التي تحطمت وأعيد تكوينها لتشكل مزيجًا من المعدن والسيليكات. أو ربما شيء مثل 1 سيريس، وهو كوكب قزم في حزام الكويكبات بين مداري المريخ والمشتري – باستثناء 16 ربما يكون سايكي قد شهد فترة من البراكين الحديدية أثناء التبريد ، تاركًا معادن عالية التخصيب في تلك المراكز البركانية.

لطالما اشتبه العلماء في أن النوى المعدنية تكمن في أعماق الكواكب الأرضية مثل الأرض. لكن هذه النوى مدفونة بعيدًا جدًا تحت الوشاح والقشور الصخرية حتى يتمكن الباحثون من اكتشافها. نظرًا لأن الجسم المعدني الوحيد الذي تم اكتشافه ، يوفر Psyche فرصة مثالية لإلقاء الضوء على كيفية تشكل الكواكب الصخرية في نظامنا الشمسي (الأرض وعطارد والزهرة والمريخ). وافقت ناسا مهمة النفس في عام 2017 ، بهدف إرسال مركبة فضائية للدوران حول الكويكب وجمع بيانات مهمة حول خصائصه.

قالت ليندا إلكينز تانتون من جامعة ولاية أريزونا ، المحققة الرئيسية في مهمة Psyche ، لآرس: “إن فهمنا لما قد تكون عليه Psyche لم يتغير كثيرًا خلال السنوات القليلة الماضية”. “يجب أن يحتوي على محتوى معدني كبير ، لكننا لم نعرف أبدًا مقدار الكمية. يمكن أن يكون جزءًا من نواة معدنية لكوكب صغير من وقت مبكر في النظام الشمسي ، أو قد يكون شيئًا لم يذوب ويتشكل أبدًا نواة ولكن بها معادن مختلطة بها ، مثل الحصى بالصخرة. لن نعرف حقًا حتى نصل إلى هناك. “

ستكون عدة أدوات على متن المركبة الفضائية Psyche لجمع تلك البيانات العلمية الثمينة. هناك مصور متعدد الأطياف قادر على إنتاج صور عالية الدقة بما يكفي للعلماء لمعرفة الفرق بين المكونات المعدنية والسليكات (المعدنية) للكويكب. تقع مهمة رسم خرائط تكوين الكويكب وتحديد جميع العناصر على عاتق أشعة جاما ومقياس الطيف النيوتروني. يوجد أيضًا مقياس مغناطيسي يقوم بقياس ورسم أي بقايا من مجال مغناطيسي. أخيرًا ، سيكون نظام الاتصالات الراديوية بالميكروويف قادرًا أيضًا على قياس مجال جاذبية الكويكب ، والتقاط أدلة حول هيكله الداخلي.

تم تسليم الهيكل ، الذي شيدته شركة ساتلية تسمى Maxar Technologies ، في أبريل الماضي. إنها بحجم شاحنة ركاب تقريبًا وقد تم بناؤها إلى حد كبير باستخدام تقنية تجارية جاهزة للاستخدام. “بمجرد وصولها إلى الفضاء ، ستستخدم المركبة الفضائية وسيلة دفع مبتكرة ، تُعرف باسم دافعات هول ، للوصول إلى الكويكب ،” كبير محرري الفضاء في Ars كتب إريك بيرجر العام الماضي. “ستكون هذه هي المرة الأولى التي تغامر فيها مركبة فضائية في الفضاء السحيق باستخدام دافعات هول ، وفي غياب هذه التكنولوجيا ، ربما لن تحدث مهمة Psyche – بالتأكيد ليس على حساب تكلفتها التي تقل عن مليار دولار.” هنا أكثر قليلاً من Berger حول هذا النهج المبتكر:

تعد المحركات التي تعمل بالدفع الكيميائي رائعة لإخراج الصواريخ من سطح الأرض عندما تحتاج إلى انفجار قوي من الطاقة للخروج من بئر جاذبية الكوكب. لكن محركات الصواريخ الكيميائية ليست أكثر الآلات كفاءة في استهلاك الوقود في العالم ، لأنها تسرف في استهلاك الوقود. وبمجرد أن تكون المركبة الفضائية في الفضاء ، هناك وسائل أكثر كفاءة في استهلاك الوقود للتنقل. ناسا كانت تجرب [solar electric propulsion] التكنولوجيا لفترة من الوقت. اختبرت وكالة الفضاء لأول مرة تقنية الدفع الكهربائي في مهمة Deep Space 1 ، التي أطلقت في عام 1998 ، ولاحقًا في مهمة Dawn في عام 2007 التي زارت Vesta و Ceres في حزام الكويكبات.

استخدمت هذه المركبات الفضائية الدافعات الأيونية. على النقيض من ذلك ، تستخدم دافعات القاعة تصميمًا أبسط ، مع مجال مغناطيسي لتقييد تدفق الوقود. تم اختراع هذه الدافعات في الاتحاد السوفيتي وتم تكييفها لاحقًا للأغراض التجارية بواسطة Maxar وشركات أخرى. العديد من أكبر أقمار الاتصالات في المدار الثابت بالنسبة للأرض اليوم ، مثل تلك التي تنقل DirecTV ، تستخدم دافعات Hall لحفظ المحطة.

مكن استخدام تقنية Hall المستندة إلى الدافع علماء البعثة ومهندسيها من تصميم مركبة فضائية أصغر حجمًا وبأسعار معقولة. ستولد كل من دافعات Hall على Psyche ثلاثة أضعاف قوة الدفع مثل الدافعات الأيونية على مركبة Dawn الفضائية ويمكنها معالجة ضعف الطاقة. سيسمح ذلك للمركبة الفضائية بالوصول إلى كويكب Psyche ، الواقع في الحزام الرئيسي ، في يناير 2026 ، بعد رحلة استمرت 3.5 سنوات.

فريق Psyche اختبرت المصفوفات الشمسية المزدوجة في آذار (مارس) ، ربط المصفوفات بجسم المركبة الفضائية وفتحها بالطول ، قبل تخزين الألواح حتى إطلاق أغسطس. المصفوفات الشمسية المكونة من خمسة ألواح متقاطعة الشكل هي الأكبر التي تم تركيبها في مختبر الدفع النفاث ، وتبلغ مساحتها 800 قدم مربع (75 مترًا مربعًا). وهي مصممة خصيصًا للعمل في ظروف الإضاءة المنخفضة بعيدًا عن الشمس.