Żagiel słoneczny NASA ściga małą asteroidę po wystrzeleniu Artemidy

NEA Scout odwiedzi asteroidę, która według szacunków jest mniejsza niż autobus szkolny – najmniejsza asteroida, jaką kiedykolwiek badał statek kosmiczny.

Start bezzałogowym lotem próbnym Artemis I, NASAZbliżona do Ziemi asteroida wielkości pudełka po butach będzie ścigać najmniejszą asteroidę, jaką kiedykolwiek odwiedził statek kosmiczny. Dostanie się tam, wystrzeliwując żagiel słoneczny, aby wykorzystać promieniowanie słoneczne do napędu, co czyni ją pierwszą tego rodzaju misją kosmiczną agencji.

Celem jest 2020 GE, asteroida bliska Ziemi (NEA) o wielkości mniejszej niż 18 metrów. Asteroidy o szerokości mniejszej niż 330 stóp (100 metrów) nie zostały wcześniej wykryte z bliska. Sonda użyje swojej kamery naukowej, aby przyjrzeć się bliżej, mierząc rozmiar, kształt, obrót i właściwości powierzchni obiektu, jednocześnie szukając pyłu i gruzu, które mogą otaczać GE 2020.

Ponieważ rozdzielczość kamery wynosi mniej niż 4 cale (10 centymetrów) na piksel, zespół naukowy misji będzie w stanie określić, czy GE 2020 jest solidny – jak skała – czy też składa się z mniejszych skał i grudki pyłu. jak niektórzy z jego większych kuzynów z planetoid, jak asteroida Bennu.

Dzięki odkryciom NEA przez obserwatoria naziemne zidentyfikowano kilka celów dla NEA Scout, wszystkie w odległości od 16 do 100 stóp. [5-to-30-meter] „Wielkość skali”, powiedziała Julie Castillo-Rogues, główny badacz misji w NASA Jet Propulsion Laboratory w Południowej Kalifornii. „2020 GE reprezentuje klasę asteroid, o których obecnie niewiele wiemy”.

NEA Scout składa się z małego CubeSata wielkości pudełka na buty (u góry po lewej) i cienkiego pokrytego aluminium żagla słonecznego wielkości kortu tenisowego (na dole po lewej). Po wystrzeleniu statku kosmicznego na pokładzie Artemis I żagiel użyje światła słonecznego do przeniesienia CubeSata na małą asteroidę (pokazana na ilustracji po prawej). źródło: NASA

GE 2020 został po raz pierwszy zauważony 12 marca 2020 r. przez University of Arizona Catalina Sky Survey W ramach poszukiwań obiektów bliskich Ziemi dla NASA Biuro Koordynacji Obrony Planetarnej.

Opracowany pod nadzorem NASA Dział Zaawansowanych Systemów Poszukiwań przez Marshall Space Flight Center w Huntsville w stanie Alabama i Laboratorium Napędów Odrzutowych, NEA Scout to misja przeglądu nauki i technologii, która pogłębi wiedzę agencji na temat małych i średnich przedsiębiorstw. przy użyciu sześciu jednostek Współczynnik kształtu CubeSat, pojedziesz jako jeden z 10 Dodatkowe ładunki na pokładzie potężnego Space Launch System (SLS), który nie zostanie wystrzelony przed marcem 2022 roku w NASA Kennedy Space Center na Florydzie. NEA Scout zostanie następnie wysłany z dystrybutora przymocowanego do pierścienia łączącego rakietę i statek kosmiczny Orion.

Misja posłuży jako inteligentny zwiadowca w przyszłych misjach z udziałem ludzi i robotów, które mogą wykorzystywać zasoby asteroid — i uzyska ważne informacje na temat obrony planetarnej w tej klasie NEA.

„Chociaż duże asteroidy są najbardziej niepokojące z perspektywy obrony planetarnej, obiekty takie jak 2020 GE są bardziej powszechne i mogą stanowić zagrożenie dla naszej planety, pomimo ich niewielkich rozmiarów” – powiedział Castillo Rogues. ten Meteoryt czelabiński Zostało to spowodowane przez małą asteroidę o średnicy około 20 metrów, która eksplodowała nad rosyjskim miastem 15 lutego 2013 r., powodując trzęsienie ziemi, które rozbiło okna w całym mieście i zraniło ponad 1600 osób. To była ta sama klasa NEA, co GE 2020.

Niska masa, wysoka wydajność

Dowiedzenie się więcej o asteroidzie 2020 GE to tylko część pracy dla NEA Scout. Zaprezentuje również technologię żagli słonecznych do spotkań w głębokim kosmosie. Po wystrzeleniu z dozownika po starcie statek kosmiczny będzie używał stali nierdzewnej wlewek Do czyszczenia żagla słonecznego, który rozszerza się z małej wiązki do żagla wielkości kortu tenisowego lub 925 stóp kwadratowych (86 metrów kwadratowych).

Wykonany z powlekanego plastikiem aluminium, które jest cieńsze niż ludzki włos, ten lekki, przypominający lustro żagiel będzie generował ciąg, odbijając fotony słoneczne – kwantowe cząstki światła promieniujące ze słońca. Żagiel zapewni większość ciągu NEA Scout, ale małe ciągi zimnego gazu z ograniczonym zapasem paliwa pomogą również w manewrowaniu i sterowaniu.

„Genezą tego projektu było pytanie: czy naprawdę możemy wykorzystać mały statek kosmiczny do wykonywania misji w dalekim kosmosie i produkcji przydatnej nauki przy niskich kosztach?” powiedział Les Johnson, główny badacz technologii misji w Marshall. „To spore wyzwanie. W przypadku misji charakteryzujących asteroidy po prostu nie ma wystarczająco dużo miejsca na CubeSat dla dużych systemów napędowych i potrzebnego paliwa.”

Światło słoneczne działa jak stała siła, więc mały statek kosmiczny wyposażony w duży żagiel słoneczny może w końcu podróżować z prędkością kilku mil na sekundę. Według Johnsona żagle słoneczne to wysokowydajny układ napędowy dla statków kosmicznych o małej masie i małej objętości. Zwiadowca NEA będzie manewrował, przechylając i przechylając żagiel, aby zmienić kąt padania promieni słonecznych, zmieniając siłę ciągu i kierunek podróży, podobnie jak łódź wykorzystuje wiatr do żeglugi.

We wrześniu 2023 asteroida 2020 GE zbliży się do Ziemi, a dzięki grawitacji Księżyca NEA Scout osiągnie wystarczającą prędkość, aby dogonić. Nawigatorzy misji dostosują kurs NEA Scout, zanim statek kosmiczny zbliży się na odległość jednej mili od asteroidy.

„NEA Scout osiągnie najwolniejszy lot do asteroidy – ze względną prędkością poniżej 100 stóp [30 meters] – powiedział Castillo Rogues. „To da nam kilka godzin na zebranie cennych informacji naukowych i pozwoli nam z bliska zobaczyć, jak wyglądają asteroidy w tej klasie”.

NEA Scout toruje drogę dla przyszłych żagli słonecznych: NASA Zaawansowany kompozytowy system słonecznych żagli Zaprezentuje nowe, lekkie ramiona do rozkładania żagli słonecznych CubeSat po wystrzeleniu w 2022 roku. słoneczny krążownikTechnologia żagla słonecznego o powierzchni 18 000 stóp kwadratowych (prawie 1 700 metrów kwadratowych) będzie wykorzystywać światło słoneczne do podróży w kierunku słońca w 2025 r., co umożliwi przyszłym misjom lepsze monitorowanie pogody kosmicznej.