Mentre la NASA cerca di esplorare più in profondità il nostro sistema solare, una delle principali aree di interesse è lo studio di mondi che possono aiutare i ricercatori a comprendere meglio il nostro sistema solare e l'universo che ci circonda. Una delle prossime destinazioni di questa campagna di raccolta della conoscenza è un mondo raro chiamato Psiche, situato nella fascia degli asteroidi.

Psiche è diversa da milioni di altri asteroidi perché sembra avere una superficie esposta al nichel-ferro. Ricercatori dell'Arizona State University, Tempi, in collaborazione con il Jet Propulsion Laboratory della NASA a Pasadena, California, credo che l'asteroide potrebbe effettivamente essere il nucleo rimasto di un primo pianeta. E, dal momento che non possiamo esplorare direttamente il nucleo di un pianeta, compreso il nostro, Psiche offre uno sguardo raro sulla storia violenta del nostro sistema solare.

"Psiche è un corpo unico perché è, di gran lunga, il più grande asteroide metallico là fuori; ha le dimensioni del Massachusetts, " ha detto David Oh, l'ingegnere capo dei sistemi di progetto della missione presso il JPL. "Esplorando Psiche, impareremo a conoscere la formazione dei pianeti, come si formano i nuclei planetari e, altrettanto importante, esploreremo un nuovo tipo di mondo. Abbiamo guardato mondi fatti di roccia, ghiaccio e di gas, ma non abbiamo mai avuto l'opportunità di guardare un mondo metal, quindi questa è una nuovissima esplorazione nello stile classico della NASA."

Ma arrivare a Psiche non sarà facile. Richiede un sistema di propulsione all'avanguardia con prestazioni eccezionali, che è anche sicuro, affidabile ed economico. Ecco perché il team della missione si è rivolto al Glenn Research Center della NASA a Cleveland, che da decenni fa avanzare la propulsione elettrica solare (SEP).

I propulsori SEP utilizzano gas inerti, come xeno, che vengono poi energizzati dall'energia elettrica generata dai pannelli solari di bordo per fornire un delicato, spinta ininterrotta.

"Per le missioni nello spazio profondo, il tipo e la quantità di carburante necessaria per azionare un veicolo spaziale è un fattore importante per i pianificatori delle missioni, " ha detto Carol Tolbert, project manager per i test sui propulsori Psyche alla NASA Glenn. "Un sistema SEP, come quello usato per questa missione, funziona in modo più efficiente di un sistema di propulsione chimica convenzionale, che sarebbe impraticabile per questo tipo di missione".

La massa di carburante ridotta consente alla missione di entrare in orbita attorno a Psiche e fornisce spazio aggiuntivo per tutto il carico utile scientifico della missione. Il carico utile di Psyche include un imager multispettrale, magnetometro, e spettrometro a raggi gamma. Questi strumenti aiuteranno il team scientifico a comprendere meglio l'origine dell'asteroide, composizione e storia.

Ulteriori vantaggi di SEP sono flessibilità e robustezza nel piano di volo, che consentono alla navicella di arrivare a Psiche molto più velocemente e in modo più efficiente di quanto potrebbe usando la propulsione convenzionale.

Per questa missione, la navicella spaziale, che sarà costruito congiuntamente da JPL e Space Systems Loral (SSL), utilizzerà il propulsore ad effetto Hall SPT-140. Perché Psiche è tre volte più lontana dal Sole della Terra, volare lì ha richiesto un test unico del funzionamento a bassa potenza del propulsore nelle bassissime pressioni che si incontreranno nello spazio.

Il team della missione ha chiamato la NASA Glenn, e la sua potenza spaziale e competenza di propulsione, mettere alla prova il propulsore della missione presso il laboratorio di propulsione elettrica del centro.

"Questa missione sarà la prima ad utilizzare un sistema di propulsione ad effetto Hall oltre l'orbita lunare, quindi i test qui a Glenn, che non era mai stato condotto prima, erano necessari per garantire che il propulsore potesse funzionare e funzionare come previsto nell'ambiente dello spazio profondo, " disse Tolberto.

La struttura della NASA Glenn è stata una delle principali destinazioni per i test di propulsione elettrica e sistemi di alimentazione per oltre 40 anni e dispone di una serie di camere ambientali spaziali, che simulano il vuoto e le temperature dello spazio.

"Questo è stato molto importante per la missione perché vogliamo testare come voliamo e voliamo come testiamo, " ha detto Oh. "Glenn ha una struttura di livello mondiale che ci ha permesso di andare a pressioni molto basse per simulare l'ambiente in cui opererà la navicella spaziale e capire meglio come si comportano i nostri propulsori attorno a Psiche.

"A prima vista, i risultati confermano le nostre previsioni su come si comporterà il propulsore, e sembra che tutto funzioni come previsto. Ma, continueremo a perfezionare i nostri modelli effettuando ulteriori analisi".

Mentre il team lavora per un lancio anticipato nell'agosto 2022, useranno i dati raccolti alla NASA Glenn per aggiornare la loro modellazione dei propulsori e incorporarli nelle traiettorie della missione.

Gli obiettivi scientifici della missione Psiche sono comprendere gli elementi costitutivi della formazione dei pianeti ed esplorare in prima persona un tipo di mondo completamente nuovo e inesplorato. Il team della missione cerca di determinare se Psiche è il nucleo di un primo pianeta, quanti anni ha, se si è formato in modo simile al nucleo terrestre, e com'è la sua superficie.