Psyche (Raumsonde)

Psyche (Raumsonde)

Künstlerische Darstellung der Raumsonde Psyche im Umlauf um (16) Psyche
Missions­zielAsteroid (16) PsycheVorlage:Infobox Sonde/Wartung/Missionsziel
BetreiberNational Aeronautics and Space Administration NASAVorlage:Infobox Sonde/Wartung/Betreiber
HerstellerVereinigte StaatenVereinigte Staaten Maxar Technologies[1]Vorlage:Infobox Sonde/Wartung/Hersteller
Träger­raketeFalcon Heavy Block 5[2]Vorlage:Infobox Sonde/Wartung/Traegerrakete
Aufbau
Startmasse2800 kgVorlage:Infobox Sonde/Wartung/Startmasse
Verlauf der Mission
Startdatumfrühestens 2023Vorlage:Infobox Sonde/Wartung/Startdatum
StartrampeKennedy Space Center, LC-39AVorlage:Infobox Sonde/Wartung/Startrampe
Logo der Mission
Psyche insignia.svgVorlage:Infobox Sonde/Wartung/Logo

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Psyche ist eine Sonde, die den Asteroiden (16) Psyche erforschen soll und sie soll dabei helfen, den Ursprung von Planetenkernen besser zu verstehen.[3] (16) Psyche könnte der freiliegende Eisenkern eines Protoplaneten sein, und ist wahrscheinlich der Überrest einer gewaltigen Kollision mit einem anderen Objekt, welche den äußeren Mantel entfernte.

Lindy Elkins-Tanton von der Arizona State University in Tempe ist Principal Investigator und diejenige, die diese Mission für das Discovery-Programm der NASA vorschlug. Das Jet Propulsion Laboratory der NASA wird das Projekt leiten.

(16) Psyche ist der schwerste bekannte Asteroid vom Typ M.[4] Radarbeobachtungen von der Erde zeigen eine Zusammensetzung aus Eisen und Nickel.[5] Am 4. Januar 2017 wurde die Psyche-Mission gemeinsam mit der Lucy-Mission als neue NASA Discovery class mission ausgewählt.[6] Am 24. Mai 2017 gab die NASA vorgezogenen Start der Mission im Sommer 2022 bekannt, mit einer verbesserten Trajektorie und eine um 4 Jahre frühere Ankunft gegenüber den ursprünglichen Plänen.[7][8] Am 24. Juni 2022 wurde der Start wegen Softwareproblemen vorläufig abgesagt. Die nächsten möglichen Startfenster gibt es 2023 und 2024, vorausgesetzt, die NASA entscheidet sich für eine Fortführung des Projekts. Die Ankunft bei Psyche kann nun frühestens 2029 möglich werden.[9]

Zusammen mit Psyche wird die Kleinsonde Janus gestartet. Sie soll die beiden Doppelasteroiden (35107) 1991 VH und (175706) 1996 FG3 erforschen.[10] Am 17. Juni 2019 gab die NASA-Sprecherin JoAnna Wendel die Kosten der Mission über ihren gesamten Zeitraum auf 996,4 Mio. US-$ an.[11]

Überblick

Die Sonde soll einen solar-elektrischen Antrieb benutzen[12] und mit einer Kamera, einem Magnetometer und einem Gammaspektrometer bestückt sein.[13] Mit der Sonde soll die laseroptische Kommunikationstechnologie Deep Space Optical Communications (DSOC) getestet werden, mit einer 10- bis 100-fachen Bandbreite gegenüber bisheriger Radiokommunikation.[14] Ein Radioteleskop DSS 23 mit Spiegel für den optischen Bereich zur Laserkommunikation wird dafür in Goldstone gebaut und soll 2024 fertig werden.

Die Sonde soll vom NASA JPL in Zusammenarbeit mit Space Systems/Loral und Arizona State University gebaut werden.[15] Anfangs war eine Falcon 9 als Trägerrakete in Betracht gezogen.[16] Die NASA wählte dann die von SpaceX gebaute Schwerlastrakete Falcon Heavy. Der Preis für den Raketenstart alleine wird mit 117 Mio. US-$ angegeben.[17]

Ursprünglich sollte auf der Psyche-Mission die Mission EscaPADE als Zweitnutzlast auf eine Bahn gebracht werden, die schließlich in einen Mars-Orbit führen sollte.[16] Dieses Ziel wurde nach der Änderung der Flugbahn der Psyche-Mission aufgegeben.[16] EscaPADE soll nun 2024 als Teil einer Rideshare-Mission auf den Weg zum Mars gebracht werden, wo sie die Magnetosphäre und das Entschwinden von Gasen ins All untersuchen soll.[18]

Ziele

Ein fundamentaler Prozess bei der Bildung vieler Asteroiden und aller erdähnlichen Planeten ist die Differenzierung (Entmischung der Elemente), und die direkte Erkundung dieses Kleinplanetenkerns könnte zum Verständnis beitragen. Die Psyche-Mission würde die Geologie, Form, elementare Zusammensetzung, Magnetfeld und Massenverteilung des Asteroiden charakterisieren. Es ist zu erwarten, dass die Mission das Verständnis der Planetenentstehung und des Inneren der Planeten erhöhen wird. Die wissenschaftlichen Fragestellungen der Mission sind:[4]

  1. Ist Psyche der nackte Kern eines differenzierten Planetesimals, oder entstand sie als ein eisenreicher Himmelskörper? Was waren die Bausteine von Planeten? Hatten Planetesimale, die näher an der Sonne entstanden, deutlich verschiedene Zusammensetzung?
  2. Falls Psyche ihren Mantel verlor, wann und wie geschah das?
  3. Falls Psyche einst geschmolzen war, erstarrte sie von innen nach außen oder von außen nach innen?
  4. Hatte Psyche einen magnetischen Dynamo, als sie abkühlte?
  5. Was sind die wichtigsten Legierungselemente, die im Eisenkern zu finden sind?
  6. Was sind die wichtigsten Charakteristiken der geologischen Oberfläche und der globalen Topographie? Sieht Psyche radikal verschieden zu bekannten eisigen und steinigen Himmelskörpern aus?
  7. Inwiefern sind Einschlagkrater auf Metall verschieden von solchen auf Fels oder Eis?

Messinstrumente

Geplant:

  • Multispectral imager, weiterentwickelt von einer Kamera, die bereits beim Mars-Rover Curiosity zum Einsatz kommt.[11]
  • Gamma- und Neutronenspektrometer
  • Magnetometer[19]
  • Das Radio-Schwerkraftexperiment hat keine eigene Hardware, sondern nutzt die Antennen der Kommunikationsanlage für Dopplermessungen.

Antrieb

Die Sonde soll einen SPT-140-Hallantrieb haben, wobei SPT für Stationary Plasma Thruster steht. Die elektrische Energie aus den Solarpanels wird hier direkt einem Ionentriebwerk zugeführt.[20]

  • Künstlerische Darstellung der Raumsonde über einem Krater auf (16) Psyche

    Künstlerische Darstellung der Raumsonde über einem Krater auf (16) Psyche

  • Künstlerische Darstellung des metallreichen Asteroiden (16) Psyche

    Künstlerische Darstellung des metallreichen Asteroiden (16) Psyche

  • Schema der Architektur für den geplanten Deep Space Optical Communications (DSOC) Prototyp

    Schema der Architektur für den geplanten Deep Space Optical Communications (DSOC) Prototyp

  • Ein 3D-Modell des Asteroiden (16) Psyche, basierend auf Lichtkurvendaten.

    Ein 3D-Modell des Asteroiden (16) Psyche, basierend auf Lichtkurvendaten.

  • Widmanstätten-Strukturen, wie sie im Inneren von Eisen-Nickel-Meteoriten auf der Erde gefunden werden. Einzelne davon könnten von Psyche herstammen.

    Widmanstätten-Strukturen, wie sie im Inneren von Eisen-Nickel-Meteoriten auf der Erde gefunden werden. Einzelne davon könnten von Psyche herstammen.

  • SPT-140-Ionenantrieb

    SPT-140-Ionenantrieb

Weblinks

Commons: Psyche (Raumsonde) – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Einzelnachweise

  1. ↑ Psyche. JPL, abgerufen am 31. Dezember 2020.
  2. ↑ NASA Awards Launch Services Contract for the Psyche Mission. NASA, 28. Februar 2020: „targeted to launch in July 2022“.
  3. ↑ Kenneth Chang: A Metal Ball the Size of Massachusetts That NASA Wants to Explore. In: The New York Times, 6. Januar 2017. Abgerufen am 7. Januar 2017. 
  4. ↑ a b L. T. Elkins-Tanton, E. Asphaug, J. Bell, D. Bercovici, B. G. Bills, Richard P. Binzel, William F. Bottke, I. Jun, S. Marchi, D. Oh, C. A. Polanskey, B. P. Weiss, D. Wenkert, M. T. Zuber: Journey to a Metal World. Concept for a Discovery Mission to Psyche. In: LPI Contribution. Nr. 1777, März 2014, S. 1253, bibcode:2014LPI....45.1253E (hou.usra.edu [PDF; abgerufen am 11. November 2016] 45th Lunar and Planetary Science Conference).
  5. ↑ Michael K. Shepard: Radar observations and shape model of asteroid 16 Psyche. In: Icarus. 281, 1. Januar 2017, S. 388–403. bibcode:2017Icar..281..388S. doi:10.1016/j.icarus.2016.08.011.
  6. ↑ Loren Grush: In the 2020s NASA will launch spacecraft to study Jupiter's asteroids, and another made of metal. 4. Januar 2017, abgerufen am 22. Januar 2017.
  7. ↑ Martin Perez: NASA Moves Up Launch of Psyche Mission to a Metal Asteroid. 24. Mai 2017, abgerufen am 25. Mai 2017.
  8. ↑ Eric Hand: Venus and a bizarre metal asteroid are leading destinations for low-cost NASA missions. In: Science Insider, 20. September 2015. Abgerufen am 25. Mai 2017. 
  9. ↑ NASA Announces Launch Delay for Its Psyche Asteroid Mission. In: JPL. 24. Juni 2022, abgerufen am 24. Juni 2022 (englisch).
  10. ↑ Samantha Mathewson: NASA picks SpaceX Falcon Heavy to launch Psyche mission to metal asteroid in 2022. 2. März 2020, abgerufen am 22. Juni 2020 (Anders als ursprünglich geplant starten die Escapade-Sonden separat, siehe NSSDCA-Eintrag.).
  11. ↑ a b Psyche mission clears review. 15. Juni 2019, abgerufen am 8. Dezember 2021 (amerikanisches Englisch).
  12. ↑ Van Kane: Mission to a Metallic World: A Discovery Proposal to Fly to the Asteroid Psyche. In: The Planetary Society, 19. Februar 2014. Abgerufen am 1. Oktober 2015. 
  13. ↑ Stephen Wampler: Lab-Johns Hopkins team tapped to work on possible NASA effort to explore asteroid. In: LLNL Newsline, 4. November 2015. Abgerufen am 21. Dezember 2015. 
  14. ↑ Leonard David: Deep Space Communications via Faraway Photons. NASA @Jet Propulsion Laboratory. 18. Oktober 2017. Abgerufen am 6. Dezember 2017.
  15. ↑ Wendy Lewis: SSL Is JPL Industrial Partner For NASA Asteroid Exploration Mission opportunity. In: SSL News, 26. Oktober 2015. Abgerufen am 4. Januar 2017. 
  16. ↑ a b c Mars smallsat mission bumped from launch. 18. September 2020, abgerufen am 8. Dezember 2021 (amerikanisches Englisch).
  17. ↑ SpaceX to launch NASA astrophysics mission. 5. Februar 2021, abgerufen am 8. Dezember 2021 (amerikanisches Englisch).
  18. ↑ NASA Mars smallsat mission passes review. 28. August 2021, abgerufen am 8. Dezember 2021 (amerikanisches Englisch).
  19. ↑ Psyche (Discovery 14). Abgerufen am 8. Dezember 2021 (englisch).
  20. ↑ NASA Glenn Tests Thruster Bound for Metal World. NASA, 28. September 2017, abgerufen am 1. August 2018.

Auf dieser Seite verwendete Medien

Psyche PIA21275 hires.jpg
Vue d'artiste de Psyche sonde spatiale du programme spatial de la NASA qui doit être lancé en 2021
Deep Space Optical Communications DSOC 2017.png
Scheme of the architecture for the planned Deep Space Optical Communications (DSOC) prototype to be flown on the Psyche mission.
Motif de "Widmanstätten" ©dada 677.jpg
Autor/Urheber: Daniel baise, Lizenz: CC BY-SA 3.0
Widmanstätten pattern on a Gibeon meteorite.
SPT-140-Hall-Thruster.jpg
SPT-140-Hall-Thruster
Psyche insignia.svg
Official mission insignia of the Psyche mission by the Arizona State University, the 14th mission in NASA's Discovery program
Falcon Heavy logo.svg
Logo of SpaceX's Falcon Heavy launch vehicle, as featured on the fuselage of the vehicle itself. The logo depicts the outline of the top of a Falcon's head, using two red stream-like shapes implying a trail. Recreated in Inkscape 0.92, referencing File:Falcon 9 logo by SpaceX.png, uploaded by User:JFG.
PSYCHE (Asteroid).jpg
An illustration depicting the target of NASA’s Psyche mission: the metal-rich asteroid Psyche, in the main asteroid belt between Mars and Jupiter. Credits: NASA/JPL-Caltech/ASU
16Psyche (Lightcurve Inversion).png
Autor/Urheber: Astronomical Institute of the Charles University: Josef Ďurech, Vojtěch Sidorin, Lizenz: CC BY 4.0
A three-dimensional model of 16 Psyche that was computed using light curve inversion techniques.
PIA21499 - Artist's Concept of Psyche Spacecraft with Five-Panel Array.jpg
This artist's-concept illustration depicts the spacecraft of NASA's Psyche mission near the mission's target, the metal asteroid Psyche. The artwork was created in May 2017 to show the five-panel solar arrays planned for the spacecraft.

The spacecraft's structure will include power and propulsion systems to travel to, and orbit, the asteroid. These systems will combine solar power with electric propulsion to carry the scientific instruments used to study the asteroid through space.

The mission plans launch in 2022 and arrival at Psyche, between the orbits of Mars and Jupiter, in 2026. This selected asteroid is made almost entirely of nickel-iron metal. It offers evidence about violent collisions that created Earth and other terrestrial planets.