Сборная бумажная модель Автоматическая межпланетная станция «Психея» / Psyche

Psyche («Психея») — космический аппарат NASA по изучению металлического астероида (16) Психея, который может пролить свет на происхождение планетных ядер. Запущен с помощью ракеты Falcon Heavy 13 октября 2023 года.

Основоположник миссии — Линди Элкинс-Тэнтон из университета Аризоны, она предложила эту миссию NASA для программы «Discovery Program». Миссию Psyche окончательно утвердили 4 января 2017 года. Проектом управляет лаборатория реактивного движения (JPL).

Изначально планировалось, что в качестве попутной нагрузки в космос будут выведены два малых аппарата Janus для исследования двойных астероидов (предварительно определены две потенциальные цели: 1991 VH и 1996 FG3), но в 2022 году из-за переноса даты пуска от этих планов отказались. Рассматривались и другие возможности, например «Афина»[ для пролёта мимо астероида (2) Паллада.

(16) Психея — самый тяжёлый из известных астероидов класса М. Считается, что это ядро протопланеты, остаток после столкновения, которое содрало все остальные слои. Радарные наблюдения говорят, что этот астероид состоит из железа и никеля.

Миссия «Психея» была представлена в рамках конкурса предложений для программы «Discovery» НАСА в феврале 2015 года. Она была включена в список из 5 финалистов 30 сентября 2015 года и получила 3 млн долл. на дальнейшую разработку концепции. Одним из аспектов отбора было длительное «посещение объекта», когда около 30 сотрудников НАСА приходят и проводят собеседования, осматривают и задают вопросы авторам предложений и их плану.

4 января 2017 года «Люси» и «Психея» были выбраны для 13-й и 14-й миссий «Discovery», соответственно, с запуском «Психеи» в 2023 году. В мае 2017 года дата запуска была перенесена на август 2022 года с ожидаемым прибытием 31 января 2026 года и манёвром в гравитационном поле Марса 23 мая 2023 года.

В феврале 2021 года НАСА сообщило, что реализация миссии «Психея» скоро вступит в финальную стадию.

В июне 2022 года НАСА сообщило о том, что из-за проблем с программным обеспечением, отвечающим за управление аппаратом, не успевает завершить тестирование аппарата до закрытия пускового окна в октябре 2022 года. Запуск возможен в 2023 и 2024 году с прибытием к астероиду в 2029 и 2030 году соответственно.

В октябре 2022 года NASA сообщило, что планирует запустить станцию 10 октября 2023 года с прибытием к цели в 2029 году . В июле 2023 года дата запуска уточнена — 5 октября 2023 года. В сентябре 2023 года дата запуска перенесена на 12 октября 2023 года в 14:16 UTC.

13 октября 2023 года аппарат был успешно запущен.

«Психея» прибудет к астероиду (16) Психея и выйдет на орбиту вокруг него в 2029 году. Космический корабль будет вращаться на уменьшающихся высотах или режимах. Его первый режим, «Орбита A», позволит космическому кораблю выйти на орбиту длиной 700 км для определения магнитного поля и предварительного картографирования в течение 56 дней. Затем он опустится на орбиту B, установленную на высоте 290 км, на 76 дней для тех же целей. Далее он опустится на орбиту C на высоте 170 км, на 100 дней для исследования гравитации и магнитного поля. Наконец, орбитальный аппарат выйдет на орбиту D на высоте 85 км, чтобы определить химический состав поверхности с помощью гамма-излучения и нейтронных спектрометров. Планируется, что аппарат пробудет на орбите астероида в течение не менее 21 месяца.

«Психея» несет полезную нагрузку массой 30 кг, состоящую из четырёх научных инструментов:

Многоспектральная камера обеспечит изображения с высоким разрешением с помощью фильтров для различения металлических и силикатных компонентов.

Гамма-и нейтронный спектрометр проанализирует и отобразит элементный состав астероида.

Магнитометр будет измерять и отображать остаточное магнитное поле астероида.

Измерение параметров орбиты при помощи штатной системы связи позволит изучить гравитационное поле астероида и определить его внутреннюю структуру.

Межпланетная станция также будет испытывать экспериментальную технологию лазерной связи под названием Deep Space Optical Communications. Ожидается, что устройство сможет повысить производительность и эффективность связи станции в 10-100 раз по сравнению с обычными средствами. Лазерные лучи от АМС будут приниматься наземным телескопом в Паломарской обсерватории в Калифорнии.

Эта миссия использует двигатель SPT-140 (стационарный плазменный двигатель) с эффектом Холла, использующий солнечную электрическую тягу, когда электричество, генерируемое солнечными батареями, передаётся на электрический, а не на химический ракетный двигатель. Двигатель номинально рассчитан на рабочую мощность 4,5 кВт, мощность в течение длительного времени — около 900 Вт.

Концепция двигателя была разработана в СССР в ОКБ «Факел» и дорабатывалась в НАСА и компаниях Space Systems/Loral и Pratt & Whitney с конца 1980-х годов. SPT-140 был впервые испытан в США в 2002 году в рамках программы внедрения ракетных движителей ВВС США. Использование солнечных электрических двигателей позволит космическому аппарату достичь (16) Психеи (3,3 астрономических единиц) гораздо быстрее, при этом потребляя всего 10 % топлива от того количества, которое потребовалось бы при использовании обычных химических двигателей.

Электричество генерируется двусторонними солнечными батареями в форме буквы X с пятью панелями на каждой стороне.