Artemis’i fırlattıktan sonra küçük asteroidi kovalamak için NASA güneş yelken misyonu

Artemis I mürettebatsız test uçuşunu başlatarak, NASA’nın ayakkabı kutusu büyüklüğündeki Dünyaya Yakın Asteroit İzcisi, bir uzay aracı tarafından ziyaret edilecek en küçük asteroit olacak şeyi kovalayacak. Tahrik için güneş radyasyonunu kullanmak için bir güneş yelkeni açarak oraya ulaşacak ve bu, ajansın türünün ilk derin uzay görevi olacak.

Hedef, boyutu 18 metreden az olan, Dünya’ya yakın bir asteroit (NEA) olan 2020 GE’dir. 330 fitten (100 metre) daha küçük asteroitler daha önce hiç bu kadar yakından keşfedilmemişti. Uzay aracı, 2020 GE’yi çevreleyen toz ve döküntüleri ararken nesnenin boyutunu, şeklini, dönüşünü ve yüzey özelliklerini ölçerek daha yakından bakmak için bilim kamerasını kullanacak.

Kamera piksel başına 4 inçten (10 santimetre) daha az çözünürlüğe sahip olduğundan, görevin bilim ekibi 2020 GE’nin bir kaya gibi katı olup olmadığını veya bazıları gibi bir araya toplanmış daha küçük kayalar ve tozlardan oluşup oluşmadığını belirleyebilecek. asteroit Bennu gibi daha büyük asteroit kuzenlerinden.

“Dünya merkezli gözlemevleri tarafından NEA’ların keşifleri sayesinde, NEA Scout için tümü 16 ila 100 fit arasında çeşitli hedefler belirlendi. [5-to-30-meter] NASA’nın Güney Kaliforniya’daki Jet Propulsion Laboratuvarı’nda görevin baş bilim araştırmacısı Julie Castillo-Rogez, “2020 GE, şu anda hakkında çok az şey bildiğimiz bir asteroit sınıfını temsil ediyor.”

2020 GE ilk olarak 12 Mart 2020’de Arizona Üniversitesi’nin Catalina Gökyüzü Araştırması tarafından NASA’nın Gezegensel Savunma Koordinasyon Ofisi için Dünya’ya yakın nesneler arayışının bir parçası olarak gözlemlendi.

Huntsville, Alabama ve JPL’deki Marshall Uzay Uçuş Merkezi tarafından NASA’nın Gelişmiş Keşif Sistemleri Bölümü altında geliştirilen NEA Scout, ajansın küçük NEA’lara ilişkin anlayışını geliştirecek bir bilim ve teknoloji gösterim görevidir. Altı üniteli bir CubeSat form faktörü kullanarak, NASA’nın Florida’daki Kennedy Uzay Merkezi’nde Mart 2022’den önce fırlatılacak olan güçlü Space Launch System (SLS) roketindeki 10 ikincil yükten biri olarak sürecek. NEA Scout daha sonra roket ve Orion uzay aracını birbirine bağlayan adaptör halkasına bağlı bir dağıtıcıdan konuşlandırılacak.

Görev, asteroit kaynaklarını kullanabilecek gelecekteki insan ve robot misyonları için çevik bir keşif görevi görecek ve bu NEA sınıfı hakkında önemli gezegen savunması içgörüleri kazanacak.

Castillo-Rogez, “Gezegen savunması açısından en çok büyük asteroitler endişe kaynağı olsa da, 2020 GE gibi nesneler çok daha yaygındır ve daha küçük boyutlarına rağmen gezegenimiz için tehlike oluşturabilir” dedi. Chelyabinsk meteoruna yaklaşık 20 metre çapında küçük bir asteroid neden oldu – 15 Şubat 2013’te Rus şehrinin üzerinde patladı ve şehrin her yerinde camları kıran ve 1.600’den fazla insanı yaralayan bir şok dalgası yarattı. Bu, 2020 GE ile aynı NEA sınıfıydı.

Düşük kütle, yüksek performans

Asteroit 2020 GE hakkında daha fazla bilgi edinmek, NEA Scout’un işinin yalnızca bir parçası. Ayrıca derin uzay karşılaşmaları için güneş yelken teknolojisini gösterecek. Uzay aracı, fırlatıldıktan sonra dağıtıcısından serbest bırakıldığında, küçük bir paketten yaklaşık bir raketbol sahası büyüklüğünde veya 925 fit kare (86 metrekare) büyüklüğünde bir yelkene genişleyecek bir güneş yelkenini açmak için paslanmaz çelik alaşımlı bomlar kullanacak.

İnsan saçından daha ince plastik kaplı alüminyumdan yapılmış bu hafif, ayna benzeri yelken, güneşten yayılan kuantum ışık parçacıkları olan güneş fotonlarını yansıtarak itiş gücü üretecek. Yelken NEA Scout’un itici gücünün çoğunu sağlayacak, ancak sınırlı bir itici beslemeye sahip küçük soğuk gaz iticileri de manevralara ve oryantasyona yardımcı olacak.

“Bu projenin doğuşu bir soruydu: Derin uzay görevleri yapmak ve düşük maliyetle faydalı bilim üretmek için gerçekten küçük bir uzay aracı kullanabilir miyiz?” Marshall’daki misyonun baş teknoloji araştırmacısı Les Johnson, dedi. “Bu çok büyük bir zorluk. Asteroit karakterizasyon misyonları için, CubeSat’ta büyük tahrik sistemleri ve ihtiyaç duydukları yakıt için yeterli alan yok.”

Güneş ışığı sabit bir kuvvet gibi davranır, bu nedenle büyük bir güneş yelkeniyle donatılmış küçük bir uzay aracı sonunda saniyede birçok mil yol kat edebilir. Johnson’a göre güneş yelkenleri, düşük kütleli ve düşük hacimli uzay araçları için yüksek performanslı bir tahrik sistemidir. NEA Scout, bir teknenin yelken açmak için rüzgarı kullanmasına benzer şekilde, güneş ışığının açısını değiştirmek için yelkenini yana yatırıp yatırarak, itme miktarını ve seyir yönünü değiştirerek manevra yapacak.

Eylül 2023’te asteroit 2020 GE, Dünya’ya yakın bir yaklaşım yapacak ve aydan gelen yerçekimi yardımı ile NEA Scout, yetişmek için yeterli hızı toplamış olacak. Görev gezginleri, uzay aracı asteroitin bir mil yakınına yaklaşmadan önce NEA Scout’un yörüngesinde ince ayar yapacak.

“NEA Scout, muhtemelen bir asteroitin şimdiye kadarki en yavaş uçuşunu gerçekleştirecek – 100 fitten daha düşük bir nispi hızda [30 meters] Saniyede,” dedi Castillo-Rogez. “Bu bize paha biçilmez bilim toplamak için birkaç saat verecek ve bu sınıftaki asteroitlerin nasıl göründüğünü yakından görmemizi sağlayacak.”

NEA Scout, gelecekteki güneş yelkenleri için zemin hazırlıyor: NASA’nın Gelişmiş Kompozit Güneş Yelken Sistemi, 2022 lansmanından sonra bir CubeSat’tan bir güneş yelkeni yerleştirmek için yeni, hafif bomlar gösterecek. Bundan sonra, 18.000 fit kare (yaklaşık 1.700 metrekare) güneş yelkeni teknolojisi gösterimi olan Solar Cruiser, 2025’te güneşe doğru seyahat etmek için güneş ışığını kullanacak ve gelecekteki misyonların uzay havasını daha iyi izlemesini sağlayacak.