Psiche, la missione della NASA per esplorare un asteroide metallo-roccia con lo stesso nome, ha recentemente superato un traguardo cruciale che lo avvicina alla data di lancio dell'agosto 2022. Ora la missione si sta spostando dalla pianificazione e progettazione alla produzione ad alto livello dell'hardware del veicolo spaziale che volerà verso il suo obiettivo nella fascia principale degli asteroidi tra Marte e Giove.

Come tutte le missioni della NASA, i primi lavori su Psiche iniziarono con la stesura di progetti digitali. Poi venne la costruzione di modelli ingegneristici, che sono stati testati e ritestati per confermare che i sistemi avrebbero svolto il loro lavoro nello spazio profondo, operando con la navicella spaziale, prendendo dati scientifici e comunicandoli alla Terra.

E il team ha appena attraversato una fase chiave di quel processo, la revisione critica del progetto. È allora che la NASA esamina i progetti per tutti i sistemi del progetto, compresi i tre strumenti scientifici e tutti i sottosistemi di ingegneria dei veicoli spaziali, dalle telecomunicazioni, propulsione, e alimentazione all'avionica e al computer di volo.

"È una delle revisioni più intense che una missione attraversa nel suo intero ciclo di vita, " ha detto Lindy Elkins-Tanton, che come investigatore principale per Psiche guida la missione generale. "E siamo passati a pieni voti. Le sfide non sono finite, e non siamo al traguardo, ma stiamo correndo forte".

Studiare un mondo metal-rock

Scienziati e ingegneri della missione hanno lavorato insieme per pianificare le indagini che determineranno cosa costituisce l'asteroide Psiche, uno dei bersagli più intriganti nella fascia principale degli asteroidi. Gli scienziati pensano che, a differenza della maggior parte degli altri asteroidi che sono corpi rocciosi o ghiacciati, Psiche è in gran parte ferro metallico e nichel, simile al nucleo terrestre, e potrebbe essere il cuore di un primo pianeta che ha perso i suoi strati esterni.

Dal momento che non possiamo esaminare da vicino il nucleo terrestre, esplorando l'asteroide Psiche (circa 140 miglia, o 226 chilometri, wide) potrebbe fornire preziose informazioni su come si sono formati il ​​nostro pianeta e gli altri.

A quello scopo, la sonda Psyche utilizzerà un magnetometro per misurare il campo magnetico dell'asteroide. Un imager multispettrale catturerà immagini della superficie, così come i dati sulla composizione e la topografia. Gli spettrometri analizzeranno i neutroni ei raggi gamma provenienti dalla superficie per rivelare gli elementi che compongono l'asteroide stesso.

Il team della missione ha realizzato prototipi e modelli ingegneristici degli strumenti scientifici e di molti dei sottosistemi ingegneristici del veicolo spaziale. Questi modelli sono realizzati con materiali meno costosi di quelli che voleranno in missione; in questo modo possono essere testati a fondo prima che venga costruito l'hardware di volo effettivo.

"Questo sta pianificando gli steroidi", ha detto Elkins-Tanton, che è anche amministratore delegato e co-presidente della Interplanetary Initiative presso l'Arizona State University di Tempe. "E include il tentativo di capire fino a sette o otto livelli di dettaglio esattamente come tutto il veicolo spaziale deve lavorare insieme per garantire che possiamo misurare la nostra scienza, raccogliere i nostri dati e inviare tutti i dati sulla Terra. La complessità è sbalorditiva".

Costruire l'astronave

Ora che Psiche è a tutta velocità nella costruzione di hardware, non c'è tempo da perdere. L'assemblaggio e i test dell'intero veicolo spaziale iniziano nel febbraio 2021, e ogni strumento, inclusa una dimostrazione di tecnologia laser chiamata Deep Space Optical Communications, guidato dal Jet Propulsion Laboratory della NASA, ha una scadenza di aprile 2021 per essere consegnato alla camera bianca principale del JPL.

Il corpo principale della navicella spaziale, chiamato chassis a propulsione elettrica solare (SEP), è già in costruzione presso Maxar Technologies a Palo Alto, California. Pur osservando i requisiti di distanziamento sociale per la prevenzione di COVID-19, gli ingegneri stanno lavorando per collegare i serbatoi di propulsione. A febbraio 2021, Maxar consegnerà il telaio SEP al JPL nel sud della California e poi consegnerà i pannelli solari che forniscono tutta l'energia per i sistemi di veicoli spaziali pochi mesi dopo.

Nel frattempo, Anche il lavoro sulla psiche è in fermento al JPL, che gestisce la missione. Gli ingegneri che sono essenziali per eseguire lavori pratici stanno costruendo e testando componenti elettronici seguendo i requisiti di sicurezza COVID-19. Il resto del team JPL sta lavorando da remoto.

JPL fornisce il sottosistema avionica, che include il computer di volo di Psiche, il cervello dell'astronave. Con l'attrezzatura distribuita su rack in una camera bianca, gli ingegneri testano ogni pezzo prima di integrarlo con il successivo. Una volta che tutto è collegato, testano l'intero sistema con il software, azionare l'elettronica esattamente come verrà utilizzata in volo.

"Una delle cose di cui siamo orgogliosi in queste missioni nello spazio profondo è l'affidabilità dell'hardware, ", ha affermato il Project Manager di Psyche Henry Stone di JPL. "Il sistema integrato è così sofisticato che un test completo è fondamentale. Fai test di robustezza, prove di stress, più test che puoi, oltre e sopra.

"Vuoi esporre e correggere ogni problema e bug ora. Perché dopo il lancio, non puoi riparare l'hardware."

Next up per Psiche:quella scadenza di febbraio 2021 per iniziare l'assemblea, operazioni di test e lancio, alias ATLO.

"Mi viene la pelle d'oca, assolutamente, " Stone ha detto. "Quando arriviamo a quel punto, hai superato una fase enorme, perché sai di aver fatto abbastanza prototipi e test. Avrai una navicella spaziale che dovrebbe funzionare".

Il lancio di Psyche è previsto per agosto 2022, e volerà vicino a Marte per un'assistenza gravitazionale nel maggio 2023 per arrivare all'asteroide all'inizio del 2026.