NASA-ina letjelica Psyche sada gotovo neprekidno koristi električni pogon za ubrzavanje prema istoimenom asteroidu bogatom metalima. Potisnici bi trebali raditi približno 90 posto vremena preostalog do dolaska, planiranog za ljeto 2029.
Takav način rada počeo je 28. rujna, objavio je NASA-in Laboratorij za mlazni pogon (JPL) u izvješću od 22. listopada. Letjelica je prethodno iskoristila gravitaciju Marsa za povećanje brzine i promjenu putanje. Sada joj dugotrajno ubrzavanje električnim pogonom omogućuje nastavak putovanja prema glavnom asteroidnom pojasu između Marsa i Jupitera.
Psyche ne ubrzava snažnim, kratkim paljenjima motora kakva povezujemo s lansiranjem raketa. Njezini potisnici stvaraju vrlo malu silu, ali mogu raditi mjesecima. Upravo trajanje rada omogućuje veliku promjenu brzine uz razmjerno malu potrošnju pogonskog sredstva.
Potisak usporediv s težinom jedne baterije
Najveći potisak iznosi oko 250 milinjutna, odnosno četvrtinu njutna. NASA tu silu uspoređuje s težinom jedne AA baterije koju držimo na dlanu. I tako slab potisak postupno mijenja brzinu letjelice ako djeluje dovoljno dugo.
Letjelica ima četiri potisnika s Hallovim učinkom, od kojih istodobno radi samo jedan. Oni izbacuju ubrzane ione ksenona, električki nabijene atome tog plemenitog plina. Izbacivanjem čestica u jednom smjeru nastaje sila koja potiskuje letjelicu u suprotnom smjeru. Pri radu se pojavljuje prepoznatljiv plavi sjaj.
Za takav pogon potrebni su i ksenon i električna energija. Ksenon je pogonsko sredstvo koje letjelica izbacuje, a energiju za rad sustava dobiva iz Sunčeve svjetlosti. Dva velika sklopa solarnih panela u obliku križa imaju ukupno oko 75 četvornih metara površine za prikupljanje svjetlosti.
Pri lansiranju u listopadu 2023. Psyche je u sedam spremnika nosila približno 1.090 kilograma ksenona. Tijekom prve tri godine puta potrošila je otprilike trećinu zalihe. Ostatak je predviđen za dolazak do asteroida i manevre tijekom dvogodišnjeg znanstvenog istraživanja iz orbite.
Manje Sunčeve svjetlosti znači i manje raspoložive snage
Potisnici neće cijelim putem raditi jednakom snagom. Prema Steveu Snyderu, glavnom inženjeru zaduženom za rad pogonskog sustava, nakon listopadske objave slijede približno tri mjeseca rada punom snagom. Zatim će se snaga postupno smanjivati na otprilike polovinu.
Razlog je udaljavanje od Sunca. Solarni paneli dobivat će manje svjetlosti i proizvoditi manje električne energije, pa će se tome morati prilagoditi i potrošnja pogonskog sustava.
Rad će se prekidati radi redovite tjedne komunikacije sa Zemljom i potrebnih tehničkih postupaka. Voditelj navigacije Don Han navodi da će potisnici raditi kad god to ostale aktivnosti misije budu dopuštale.
I blag potisak može poremetiti usmjerenje letjelice
Dugotrajan rad donosi i manje očit problem. Ioni ksenona pri izlasku iz potisnika pod utjecajem magnetskog polja dobivaju i vrtložno gibanje. Time nastaje malen zakretni moment koji bi, bez korekcija, utjecao na usmjerenje letjelice.
Psyche ga kompenzira reakcijskim kotačima, uređajima koji promjenom brzine vrtnje upravljaju orijentacijom letjelice. Nakon nekoliko sati rada inženjeri gase aktivni potisnik, zakreću letjelicu i nakratko uključuju drugi potisnik, slabijom snagom i u drugom smjeru. Tim postupkom smanjuju kutnu količinu gibanja nakupljenu u reakcijskim kotačima.
Je li Psyche ostatak planetarne jezgre?
Prelet Marsa poslužio je i za provjeru znanstvenih instrumenata te uvježbavanje postupaka za susret s asteroidom. Psyche bi 2029. trebala ući u njegovu orbitu, kartirati površinu i prikupljati podatke s različitih visina.
Asteroid na najširem dijelu ima oko 280 kilometara. Prema jednoj od glavnih pretpostavki, mogao bi biti ostatak metalne jezgre planetesimala, tijela iz kojeg se u ranom Sunčevu sustavu mogao razviti planet. Podrijetlo asteroida još nije razjašnjeno, a građa velikih kratera također bi mogla pomoći u provjeri te pretpostavke.
Ako se takvo podrijetlo potvrdi, mjerenja bi omogućila proučavanje materijala sličnog onome koji se nalazi duboko u stjenovitim planetima. Prije toga letjelica mora dovršiti gotovo tri godine putovanja, uz sve manje Sunčeve energije dostupne za pogon.
