Anija kozmike Psyche: Çfarë nuk zbulon NASA?


Në këtë moment, anija kozmike Psyche e NASA-s po përparon përtej orbitës së Marsit, duke u nisur drejt asteroidit metalik 16 Psyche. Në kundërshtim me nocionin e shtytjes me avull, anija kozmike në fakt përdor shtytje elektrike diellore.

Konkretisht është i pajisur me shtytës Hall, të cilët janë një lloj motori plazma.

Anija kozmike Psyche, e nisur më 13 tetor 2023, përshkoi sistemin e brendshëm diellor pa asnjë manovër lundrimi, duke mbuluar mbi 300 milionë kilometra në gjashtë muaj. Gjatë kësaj periudhe, Qendra e Kontrollit të Misionit kreu kontrolle dhe rregullime në sistemet dhe instrumentet e anijes. Ekipi tani ka vendosur të aktivizojë motorët e tij jonikë.

Teknikisht, këta nuk janë motorë jonikë, por shtytës me efekt Hall, të njohur gjithashtu si motorë plazma. Parimet e tyre të funksionimit janë mjaft të ngjashme; motorët plazma, për shembull, nuk përdorin rrjete për të përshpejtuar jonet dhe ofrojnë shtytje pak më të lartë se motorët jonikë, megjithëse me një efikasitet pak më të ulët ose impuls specifik.

Në të vërtetë, shtytësit me efekt jon dhe Hall prodhojnë shtytje minimale. Megjithatë, avantazhi i tyre qëndron në aftësinë e tyre për të vepruar vazhdimisht për periudha të gjata – muaj apo edhe vite – me efikasitet të jashtëzakonshëm. Impulsi i tyre specifik mund të arrijë mijëra sekonda, në kontrast të plotë me shtytësit kimikë më efikasë, të cilët kapin rreth 400 sekonda.

Të dy llojet e shtytësve zakonisht quhen “elektrikë” pasi kërkojnë një ndryshim potencial elektrik për të përshpejtuar jonet, shpesh anionet e gazit fisnik si ksenoni, kriptoni ose argoni.

Anija kozmike Psyche mbart 1085 kg ksenon si shtytës, të përmbajtur në 45 ºC në shtatë tanke, secili me një kapacitet prej 82 litrash.

Në të vërtetë, anija kozmike Psyche mburret me rezervat më të mëdha të ksenonit të përdorur ndonjëherë në eksplorimin e hapësirës.

Secili nga katër motorët e tij plazma është i aftë të prodhojë afërsisht 240 milinewton shtytje, me vetëm një motor aktiv në çdo moment të caktuar. Konsumi ditor i ksenonit varion nga 0,35 në 1,3 kilogramë, duke ndryshuar me shtytjen e nevojshme.

Psyche është planifikuar të arrijë objektivin e saj në gusht 2029 dhe për ta arritur këtë, do të kryejë një manovër të ndihmës së gravitetit duke kryer një fluturim pranë Marsit në maj 2026.

Motorët e Psyche përdorin energji elektrike të prodhuar nga panele të mëdha diellore të aftë për të prodhuar 21 kilovat në orbitën e Tokës dhe një minimum prej 2.3 deri në 3.4 kilovat në orbitën e Psyche (distanca e asteroidit nga Dielli është 2.7 njësi astronomike).

Panelet diellore kanë një sipërfaqe totale prej 75 metrash katrorë dhe përbëhen nga 22,730 qeliza fotovoltaike. Çdo panel është 11.3 metra i gjatë.

Dhe tani pjesa më interesante: motorët e sondës. Për disa arsye, shumica e njoftimeve zyrtare për shtyp të NASA-s nuk përmendin se çfarë modeli motorësh përdoren ose kush është prodhuesi i tyre.

Anija kozmike Psychey mundësohet nga katër motorë SPD-140 të prodhuar nga kompania ruse OKB Fakel.

Kjo kompani ka furnizuar prej kohësh motorë plazma Maxar (i njohur më parë si SSL), i cili i instalon ato në sistemet e korrigjimit të orbitës së satelitëve gjeostacionarë. Kjo është thelbësore për ruajtjen e pozicionit të saktë të anijes. Meqenëse Maxar është kontraktori kryesor për anijen kozmike Psyche, ai zgjodhi të mos “rishpikte rrotën”. Pavarësisht se e ashtuquajtura “bota e lirë” na ktheu shpinën nën ndikimin e Xha Semit, Maxar zgjodhi motorët rusë SPD-140. Ato janë dukshëm më të përballueshme dhe po aq të besueshme sa ekuivalentët e tyre amerikanë.

Anija kozmike Psyche, natyrisht, nuk është e para që përdor motorët jonikë; të tjerët, si Deep Space 1 dhe Dawn, ishin pionierë. Megjithatë, Psyche është anija e parë kozmike amerikane që përshkon Sistemin Diellor të mundësuar nga motorë plazma ruse.

SPD-140 (Stationary Plasma Engine-140) u zhvillua në fund të viteve 1980 nga Byroja e Dizajnit Fakel. Pas shpërbërjes së BRSS, Shtetet e Bashkuara treguan një interes të madh për këta motorë. Në vitin 1997, ata iu nënshtruan testimit në Universitetin e Miçiganit PEPL (Laboratori i Dinamikave dhe Elektromotive të Plazmës).

Që atëherë, këta motorë, së bashku me të tjerë si SPD-100, janë përdorur në prodhimin e satelitëve gjeostacionarë, duke përfshirë Eutelsat 172B.