Металлическая миссия: следующим летом НАСА отправляет аппарат с двигателями Холла к железному астероиду ценой $10¹⁹

Металлическая миссия: следующим летом НАСА отправляет аппарат с двигателями Холла к железному астероиду ценой $10¹⁹

Астероид «Психея» внимательно смотрит на тебя, %username%

О некоторых научных проектах можно писать романы, настолько они интересны. Ну а фактуру для этих романов стоит брать прямо здесь, на «Хабре». Отличный пример — миссия «Психея» (Psyche), история которой началась в 2014 году, когда группа ученых предложила НАСА отправить роботизированную станцию на очень необычный металлический астероид Psyche.

Почему необычный? Ну, его диаметр составляет 250 км, и это один из самых больших астероидов в нашей Солнечной системе. А состоит он, как выяснилось, почти полностью из железа. Скорее всего, астероид является металлическим ядром протопланеты, каменная оболочка которой была разрушена из-за катаклизма или целой их серии.

Где он находится и кто его открыл?

Не так далеко, как могло бы быть — в основном поясе астероидов между Марсом и Юпитером. Орбита — каких-то 2,5-3,3 АЕ от Солнца, т.е. примерно 370 млн км.

Открыли его не вчера, не год и даже не десять лет назад. Впервые обнаружил это космическое тело итальянский астроном Аннибале де Гаспарис. Название «Психея» астероид получил в честь греческой богини Психеи, жены Купидона-Эрота. Открыть-открыли, но особого значения небесному телу никто не придавал. Телескоп «Хаббл» помог узнать состав астероида — группа ученых обнаружила, что он состоит почти полностью из железа и никеля.

Кто-то в НАСА подсчитал, что если продать все это железо и никель по рыночной стоимости, то можно получить 10 квинтиллионов долларов США. Это в несколько тысяч раз больше, чем объем экономики нашей планеты. На текущий момент «Психея» — единственный подобный астероид в нашей Солнечной системе.

Ну железно-никелевый он, и чего?

Дело в том, что и НАСА, и другие научно-исследовательские организации, а также бизнес поддерживают идею добычи полезных ископаемых в космосе. И как раз этот астероид — идеальный вариант для того, чтобы начать. Находится он не так далеко от Земли, так что регулярные полеты к нему будут стоить не совсем уж безумных денег. А если учесть удешевление полетов за счет идей инженеров SpaceX, то и вообще перспективы открываются самые радужные.

Читать еще:  Лунный календарь садовода и огородника на 24 сентябрь 2022 года

По мнению ряда экспертов, являющихся приверженцами космической добычи металлов, одного небольшого железного астероида хватит, чтобы окупить все текущие и будущие миссии НАСА. Ну а тут огромный железно-никелевый объект, который могут разрабатывать дети, внуки и прочие потомки космических шахтеров.

Ну окей, убедили. Давайте о миссии теперь

Компания Maxar недавно доставила часть космического аппарата, который полетит к «Психее». Это основа станции, часть, которая будет приводить в движение весь аппарат. В космос систему отправят уже следующим летом — конечно, если все испытания пройдут без сучка и задоринки.

Аппарат выделяется среди ряда себе подобных не только потому, что летит к такому необычному объекту, но и потому, что на нем установлены не совсем обычные двигатели. Речь идет о двигателях на эффекте Холла, которые представляют собой разновидность электростатических ракетных движков. По сравнению с тем же ионным двигателем у такой системы бОльшая тяга.

Холловский двигатель состоит из кольцевой камеры между анодом и катодом, вокруг которой расположены магниты. С одной стороны в камеру подаётся рабочее тело, с другой стороны происходит истекание плазмы. Нейтрализация положительного заряда плазмы производится электронами, эмитируемыми с катода.

Сами по себе холловские двигатели не новинка для космической индустрии, их используют с начала 70-х. Но вот астероидная станция станет первым космическим аппаратом с подобным двигателем, которая отправится в дальний космос, а не на орбиту Земли.

НАСА экспериментировало с электрическими ионными двигателями уже два раза — в 1998 году, в миссии Deep Space 1 и в 2007 году, в миссии Dawn. Но то были ионные двигатели, а теперь — более простые и одновременно эффективные двигатели Холла. Они, кстати, установлены на многих крупнейших спутниках связи на геостационарной орбите.

Если бы НАСА разрабатывало «Психею» с химическим двигателем, для этого потребовалось бы большое количество топлива. В этом случае масса станции превысила бы массу зонда «Кассини», исследовавший Сатурн и его окрестности с 2004 по 2017 год. Здесь еще важен вопрос цены — аппараты типа «Кассини» стоят несколько миллиардов долларов США. Настолько крупные суммы НАСА выделяет нечасто — раз или два в десятилетие.

Организаторы миссии «Психея» знали, что не получат такой большой транш, так что решили максимально удешевить миссию, не делая ее при этом менее эффективной. И как раз холловские двигатели позволили это сделать. Изготовлением базы с ними занималась компания Maxar, о чем уже говорилось выше. У нее уже были наработки, поэтому изготовление обошлось гораздо дешевле, чем если бы этим всем занималось само агентство.

Читать еще:  Лунный календарь стрижек на 5 февраль 2022 года

Каждый из двигателей Холла на «Психее» будет генерировать в три раза более сильную тягу, чем ионные двигатели на станции Dawn. Плюс они мощнее в два раза, так что станция достигнет своей металлической цели в январе 2026 года. Общая продолжительность полета — 3,5 года.

А что потом?

После сближения с астероидом станция постарается выйти на стабильную орбиту — это не так просто, учитывая форму астероида и неоднородное гравитационное поле.

В итоге планируется, что станция приблизится на расстояние 100 км от поверхности астероида. На финальной орбите станция задействует спектрометр, чтобы уж точно выяснить из чего состоит объект.

Если подтвердится предположение, что астероид — металлическое ядро несформировавшейся планеты, то ученым удастся понять, что собой представляют ядра землеподобных планет. Кроме того, система дает возможность выяснить перспективность добычи ресурсов в космосе. А эти данные крайне важны в вопросе освоения ближнего и дальнего космоса в будущем.

Немного о Психее и программе Discovery

Психея – металлический астероид, который вращается вокруг Солнца и находится между Юпитером и Марсом. Основной состав объекта – никель-железная руда. И вот тут планируемая миссия нашла прикрытие для объяснения полета: вроде как изучение астероида поможет узнать больше о формировании Земли и прочих планет и как на процесс влияли жесточайшие столкновения с различными объектами.

Получается, что никому сам металл не нужен. Но вот благородная миссия по изучению состава блоков, составляющих астероид – как раз то, ради чего стоит тратить миллионы. Как утверждают ученые, миссия позволит понять, не является ли Психея ядром бывшей планеты, сколько ей лет, как формировалась, есть ли сходство с земным ядром.

Начало космической «золотой лихорадки». NASA готовит космический корабль к полету на астероид Психея 16, состоящий из драгметаллов

Будущий корабль получил название Psyche — в честь своей цели.

Инженеры космического агентства NASA завершили этап проектирования автоматической межпланетной станции Psyche.

Теперь проект будет запущен в производство. Также начинается сборка научного оборудования, которое будет работать на борту корабля.

Запуск Psyche в космос намечен на август 2022 года, а к астероиду Психея 16 корабль должен прибыть в начале 2026 года.

Psyche — уникальный космический корабль

Миссия Psyche стартует в августе 2022 года. Его будут приводить в движение двигатели на эффекте Холла (иногда их еще называют плазменными двигателями).

Здесь используются анод и катод, между которыми существует разность потенциалов. Когда в рабочую камеру подается ксенон, происходит истекание плазмы. Ее положительный заряд нейтрализуется ионами катода.

Что касается бортовых систем Psyche, то их будут обеспечивать энергией солнечные батареи.

Читать еще:  Значение имени Елисей

Время полета составит примерно 3,5 года. Прибытие корабля к Psyche 16 намечено на конец января 2026 года, сообщает NASA.

На борту Psyche будут работать магнитометр, мультиспектральная камера и микроволновые инструменты. Это позволит изучить гравитационное поле астероида и его внутреннюю структуру.

Общаться с Землей Psyche 16 будет при помощи инновационной системы лазерной связи. Она получила название Deep Space Optical Communications, и будет использоваться впервые.

Психея 16 — что за астероид?

Психея 16 находится в Главном поясе астероидов между орбитами Марса и Юпитера. Это металлический астероид — возможно, являющийся фрагментом ядра протопланеты из ранней эпохи формирования Солнечной системы.

Он имеет чуть больше 200 км в диаметре и состоит преимущественно из железа, золота, никеля и платины. По крайней мере, так предполагают исследователи. Собственно, задачей Psyche станет изучение астероида. Перед учеными стоит задача больше узнать о строении астероида. Это поможет узнать о механизмах формирования ядер планет.

Однако, это — не единственная задача Psyche.

Космические рудники

Вторая задача носит намного более практический характер и, безусловно, представляет намного больший интерес для широкого обывателя.

Миссия Psyche может войти в историю как первый этап развития технологий добычи полезных ископаемых в космосе.

По предварительным оценкам, астероид Психея 16 может содержать драгметаллов примерно на $10 тысяч квадриллионов по нынешним земным расценкам. Это в разы больше, чем стоит вся современная экономика.

В NASA официально не подтверждают наличие такого интереса к миссии. Однако несколько лет назад Линди Элкинс-Тантон, руководитель проекта Psyche, говорила о том, что у добычи в космосе есть лишь два варианта развития.

Первый предполагает централизованный контроль за рынком металлов — вроде того, как это сейчас делается с алмазами.

Но второй вариант намного радикальнее. По словам ученых, достаточно привезти из космоса существенную долю ежегодного объема добычи некоего металла, чтобы цена на него рухнула.

Какими могут быть в целом последствия для мировой экономики, пока не ясно. Некоторые крупные компании обанкротятся, а их бизнес станет бессмысленным. Однако, такой поворот событий может привести к революции в некоторых видах промышленности — например, в микроэлектронике, где самыми дорогими компонентами являются как раз драгоценные металлы.

И дело не только в Психее 16 (просто это самый крупный из известных металлических астероидов). В космосе есть множество других объектов, способных сделать земные месторождения драгметаллов жалким посмешищем.

Согласно отчету NASA, опубликованному несколько лет назад, добыча и доставка на Землю ресурсов с астероидов не потребует никакой промышленной революции и доступна даже с имеющимися сегодня технологиями.

Из этого следует, что начала космической «золотой лихорадки» можно ожидать уже в ближайшие десятилетия.

Ссылка на основную публикацию
Статьи на тему:

Adblock
detector