Солнечный парус НАСА будет преследовать небольшой астероид после запуска Артемиды I

Иллюстрация разведчика НАСА NEA с развернутым солнечным парусом, когда он пролетает близко к месту назначения астероида. кредит: НАСА

Скаут NEA посетит астероид, который, по оценкам, меньше школьного автобуса — самый маленький астероид, который когда-либо изучался с помощью космического корабля.

Запуск с беспилотным испытательным полетом Artemis I, НАСАОколоземный астероид размером с обувную коробку будет преследовать то, что станет самым маленьким астероидом, когда-либо посещаемым космическим кораблем. Он доберется туда, запустив солнечный парус, чтобы использовать солнечное излучение для движения, что сделает его первой космической миссией агентства в своем роде.

Целью является 2020 GE, околоземный астероид (NEA) размером менее 60 футов (18 метров). Астероиды шириной менее 330 футов (100 метров) ранее не обнаруживались вблизи. Космический корабль будет использовать свою научную камеру для более пристального изучения, измерения размера объекта, формы, вращения и свойств поверхности при поиске любой пыли и мусора, которые могут окружать GE 2020.

Поскольку разрешение камеры составляет менее 4 дюймов (10 сантиметров) на пиксель, научная группа миссии сможет определить, является ли GE 2020 твердым, как камень, или же он состоит из более мелких камней и пыли, слипшихся вместе. как некоторые из его более крупных родственников-астероидов, например, астероид Бенну.

Благодаря открытиям NEA наземными обсерваториями, для NEA Scout было определено несколько целей, все на расстоянии от 16 до 100 футов. [5-to-30-meter] «Масштабный размер», — сказала Джули Кастильо-Рогес, главный научный исследователь миссии в Лаборатории реактивного движения НАСА в Южной Калифорнии. «2020 GE представляет собой класс астероидов, о котором мы в настоящее время знаем очень мало».

NEA Scout состоит из небольшого CubeSat размером с обувную коробку (вверху слева) и тонкого алюминиевого солнечного паруса размером с теннисный корт (внизу слева). После запуска космического корабля на борту Artemis I парус будет использовать солнечный свет, чтобы отправить CubeSat в небольшой астероид (показан на иллюстрации справа). кредит: НАСА

GE 2020 был впервые замечен 12 марта 2020 года Аризонским университетом. Каталина Sky Survey В рамках поиска околоземных объектов для НАСА Координационный офис планетарной обороны.

Разработано под руководством НАСА. Отдел перспективных исследовательских систем Центром космических полетов им. Маршалла в Хантсвилле, Алабама, и Лаборатория реактивного движения, NEA Scout — это миссия по обзору науки и техники, которая поможет агентству лучше понять малый и средний бизнес. используя шесть единиц Форм-фактор CubeSat, вы будете ездить как один из 10 Вторичная полезная нагрузка на борту мощной системы космического запуска (SLS), который не будет запущен до марта 2022 года в Космическом центре Кеннеди НАСА во Флориде. Затем NEA Scout будет развернут от распределителя, прикрепленного к переходному кольцу, соединяющему ракету и космический корабль Orion.

Миссия послужит интеллектуальным разведчиком для будущих миссий человека и роботов, которые могут использовать ресурсы астероидов, и позволит получить важные сведения о планетарной защите этого класса NEA.

«Хотя большие астероиды вызывают наибольшую озабоченность с точки зрения планетарной защиты, такие объекты, как 2020 GE, более распространены и могут представлять угрозу для нашей планеты, несмотря на их небольшой размер», — сказал Кастильо Роугес. в Челябинский метеорит Он был вызван небольшим астероидом диаметром около 65 футов (20 метров), который взорвался над российским городом 15 февраля 2013 года, вызвав землетрясение, выбившее окна по всему городу и ранившее более 1600 человек. Это был тот же класс NEA, что и у GE 2020 года.

Малая масса, высокая производительность

Узнать больше об астероиде 2020 GE — это только часть работы NEA Scout. Он также продемонстрирует технологию солнечного паруса для встреч в дальнем космосе. При запуске из дозатора после запуска космический корабль будет использовать нержавеющую сталь. слиток Чтобы очистить солнечный парус, который расширяется от небольшого луча до паруса размером с теннисный корт или 925 квадратных футов (86 квадратных метров).

Изготовленный из алюминия с пластиковым покрытием, который тоньше человеческого волоса, этот легкий зеркальный парус будет создавать тягу, отражая солнечные фотоны — квантовые частицы света, излучаемого солнцем. Парус обеспечит большую часть тяги NEA Scout, но небольшие тяги холодного газа с ограниченным запасом топлива также помогут при маневрировании и управлении.

«В основе этого проекта лежал вопрос: можем ли мы действительно использовать небольшой космический корабль для выполнения миссий в дальнем космосе и производства полезных научных данных с низкими затратами?» сказал Лес Джонсон, главный исследователь миссии по технологиям в Marshall. «Это довольно сложная задача. Для миссий по определению характеристик астероидов на CubeSat просто недостаточно места для крупных двигательных установок и необходимого топлива».

Солнечный свет действует как постоянная сила, поэтому небольшой космический корабль, оснащенный большим солнечным парусом, может в конечном итоге двигаться со скоростью несколько миль в секунду. По словам Джонсона, солнечные паруса — это высокопроизводительная двигательная установка для космических кораблей малой массы и малого объема. NEA Scout будет маневрировать, наклоняя и наклоняя свой парус, чтобы изменить угол солнечного света, изменяя силу тяги и направление движения, подобно тому, как лодка использует ветер для движения.

В сентябре 2023 года к Земле приблизится астероид GE 2020, и с помощью гравитации Луны NEA Scout наберет достаточную скорость, чтобы догнать его. Навигаторы миссии скорректируют курс NEA Scout до того, как космический корабль приблизится к астероиду на расстояние менее одной мили.

«Разведчик NEA, вероятно, достигнет самого медленного полета среди астероидов — относительная скорость менее 100 футов. [30 meters] — сказал Кастильо Роугес. «Это даст нам несколько часов, чтобы собрать ценные научные данные и увидеть, как выглядят астероиды этого класса вблизи».

NEA Scout прокладывает путь для будущих солнечных парусов: НАСА Усовершенствованная композитная система солнечного паруса Он продемонстрирует новый легкий солнечный парус CubeSat, который развернет руки после запуска в 2022 году. Далее, солнечный крейсерТехнология солнечного паруса площадью 18 000 квадратных футов (почти 1700 квадратных метров) будет использовать солнечный свет для движения к Солнцу в 2025 году, что позволит будущим миссиям лучше отслеживать космическую погоду.