Зонд НАСА «Психея», отправившийся 13 октября 2023 года на тяжелом корабле Falcon Heavy к одноименному астероиду в Главном поясе, недавно завершил свое полугодовое путешествие и пересек орбиту Марса. Теперь его ионные двигатели запущены, что позволяет ему продолжить космический полет.
В течение всего следующего года двигатели будут продвигать аппарат к Главному поясу. Электрические двигатели работают за счет выброса ионов ксенона, излучающих яркое голубое свечение.
Сейчас Психея находится на расстоянии более 300 млн км, двигаясь со скоростью 37 км/с относительно Земли (или около 135 000 км/ч). С течением времени, при отсутствии атмосферного сопротивления, способного замедлить его движение, Психея разгонится до скорости 200 тысяч км/ч.
Зонд с электрическим двигателем
«Психея» — первая межпланетная миссия, в которой используются двигатели на эффекте Холла с подобными характеристиками: SPT-140 (Stationary Plasma Thruster-140), использующие солнечную энергию: электричество, вырабатываемое солнечными панелями, используется для создания магнитного поля, ионизирующего газ. Номинальная рабочая мощность двигателя составляет 4,5 кВт, но в течение длительного времени он может работать и при мощности около 900 Вт.
Ионное подруливающее устройство создает облако положительных ионов из нейтрального газа, ионизируя его, чтобы извлечь электроны из его атомов. Затем ионы ускоряются и выбрасываются, создавая тягу.
Фотография работающего электрического двигателя, идентичного тому, который используется для управления зондом Психея. Голубое свечение исходит от ионов ксенона. Предоставлено: NASA/JPL-Caltech
Использование электрических двигателей позволит зонду гораздо быстрее достичь металлического астероида 16 Psyche, расположенного в 3,3 астрономических единицах от Земли (где 1 АЕ равна 150 млн км, расстояние между Землей и Солнцем). При этом будет израсходовано менее 10 % топлива, которое потребовалось бы при использовании традиционной химической двигательной установки.
Пока все хорошо для «Психеи»
Первые 100 дней пребывания аппарата «Психея» в космосе были использованы летной группой для полной проверки всех систем аппарата. Похоже, что все работает точно по плану, и три научных прибора пока работают без сбоев. Магнитометр работает настолько хорошо, что ему удалось обнаружить извержение заряженных частиц от Солнца, как и гамма- и нейтронному спектрометру. А в декабре прошлого года сдвоенные камеры прибора для формирования изображений сделали первые снимки.
Продвигаясь в направлении одноименного астероида, «Психея» прокладывает траекторию, которая приведет ее к Марсу весной 2026 года. Во время полета над Красной планетой он отключит свои двигатели и будет разгоняться за счет силы тяжести. После этого ионные двигатели «Психеи» вернутся в крейсерский режим, готовые доставить зонд к месту назначения.
