NASA задействует солнечную энергию и ионные двигатели для миссий в глубоком космосе

Как ожидается, в августе 2022 года зонд NASA под названием Psyche отправится исследовать гигантский металлический астероид Psyche 16. Его изучение позволит учёным больше узнать о том, как формируются планеты. Однако в этот раз будет применяться нетипичный способ достижения цели.

Основываясь на технологиях, использовавшихся в предыдущих миссиях, включая Dawn и Deep Space 1, NASA надеется отправить Psyche в глубокий космос, используя солнечную энергию. Если миссия окажется успешной, это может стать началом новой эры использования более экономичных зондов как для исследования космоса, так и для коммерческих миссий.

Традиционно, космические корабли приводятся в движение за счёт химических реакций при комбинации жидкого топлива. В случае Psyche будет использовать другой подход. Две гигантские солнечные панели задействуют для преобразования солнечной энергии в электричество, которое будет приводить в действие четыре ионных двигателя. При этом с помощью электричества будет создаваться реактивная тяга путём ионизации ксенонового газа, хранимого в баках космического корабля. Таким образом и планируется доставить Psyche к астероиду, который движется по орбите между Марсом и Юпитером, на расстоянии около 2,4 млрд км от Земли.

Полёт Psyche станет одной из первых миссий NASA в дальнем космосе, при которой солнечная энергия от панелей используется как для бортовых приборов, так и для приведения в движение.

Директор лаборатории космических двигателей Массачусетского технологического института Пауло Лозано говорит, что Psyche может заложить основу для исследования космоса на базе солнечной энергии. В конце концов, эта технология может помочь исследовать множество небесных объектов в течение более длительных периодов времени и потенциально сделать миссии с участием людей за пределами орбиты Земли более доступными и осуществимыми.

Дело в том, что ионный двигатель требует меньше топлива, чем более традиционный химический двигатель. Благодаря этому на борту космического корабля останется больше места для грузов, научных инструментов, а в дальнейшем – и космонавтов. В настоящее время ионные двигатели применяются для небольших спутников, вращающихся на орбите Земли. Однако ранее эта технология не позволяла создать достаточно мощный двигатель, который мог бы служить альтернативой химическим приводам и использоваться для миссий в дальнем космосе. Исправить ситуацию позволили достижения в области солнечной электрической тяги.

Технология, лежащая в основе Psyche, прошла первое серьёзное испытание в исследовательском космическом корабле Dawn. Но в случае Psyche двигатели могут создавать в 3 раза большую тягу, чем предшественники, а примерно через год после запуска аппарат под воздействием гравитационного поля Марса изменит свою траекторию движения. По плану, Psyche достигнет своей цели в 2026 году. После этого аппарата проведёт почти 2 года на орбите астероида, где будет заниматься изучением его железного ядра. Исследователи надеются выяснить, есть ли в ядре астероида те же элементы, которые были обнаружены в ядре Земли. Это может помочь исследователям больше узнать о том, как формируются планеты.

Источник