Ars Technica tuvo la oportunidad de recorrer el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en California esta semana, vistiéndose para un descripción general de la sala limpia en la nave espacial Psyche que está a punto de completarse. Esta ambiciosa misión, que lleva el nombre del asteroide homónimo que explorará, se lanzará en agosto en un cohete Falcon Heavy. Los científicos esperan que aprender más sobre este asteroide inusual avance en nuestra comprensión de la formación de planetas y los primeros días de nuestro sistema solar.

Descubierto en marzo de 1852 por el astrónomo italiano Aníbal de Gasparis16 Psique es un asteroide tipo M (lo que significa que tiene un alto contenido de metal) orbitando el Sol en el cinturón principal de asteroides, con una forma de patata inusual. La hipótesis preferida desde hace mucho tiempo es que Psyche es el núcleo metálico expuesto de un protoplaneta (planetsimal) de los primeros días de nuestro sistema solar, con la corteza y el manto despojados por la colisión (o colisiones) con otros objetos. En años recientes, los científicos han concluido que las estimaciones de masa y densidad no son consistentes con un núcleo residual totalmente metálico. Más bien, es una mezcla compleja de metales y silicatos.

Alternativamente, el asteroide podría haber sido una vez el cuerpo principal de una clase particular de meteoritos pétreos de hierro, uno que se fragmentó y volvió a acumularse en una mezcla de metal y silicato. O tal vez es un objeto como 1 cerezaun planeta enano en el cinturón de asteroides entre las órbitas de Marte y Júpiter, con la excepción de 16 Psyche, puede haber experimentado un período de vulcanismo de hierro durante el enfriamiento, dejando metales altamente enriquecidos en estos centros volcánicos.

Los científicos han sospechado durante mucho tiempo que los núcleos metálicos se esconden en las profundidades de los planetas terrestres como la Tierra. Pero esos núcleos están demasiado enterrados bajo mantos rocosos y costras para que los investigadores los encuentren. Como el único cuerpo similar a un núcleo metálico descubierto, Psyche ofrece la oportunidad perfecta para arrojar luz sobre cómo se pueden haber formado los planetas rocosos de nuestro sistema solar (la Tierra, Mercurio, Venus y Marte). Aprobado por la NASA la mision psique en 2017, con la intención de enviar una nave espacial en órbita alrededor del asteroide y recopilar datos cruciales sobre sus características.

«Nuestra comprensión de lo que podría ser Psyche no ha cambiado mucho en los últimos años», dijo a Ars Linda Elkins-Tanton, de la Universidad Estatal de Arizona, investigadora principal de la misión Psyche. «Debe tener un alto contenido de metal, pero nunca supimos realmente cuánto. Podría ser parte de un núcleo de metal de un pequeño planeta en el sistema solar primitivo, o podría ser algo que nunca se fundió y formó un núcleo, pero contiene una mezcla de metales, como guijarros con roca. Realmente no lo sabremos hasta que lleguemos allí.

Varios instrumentos estarán a bordo de la nave espacial Psyche para recopilar estos valiosos datos científicos. Hay un generador de imágenes multiespectrales capaz de producir imágenes de resolución suficientemente alta para que los científicos puedan diferenciar entre los constituyentes metálicos y de silicato (mineral) del asteroide. La tarea de mapear la composición del asteroide e identificar todos los elementos recae en un espectrómetro de rayos gamma y neutrones. También hay un magnetómetro que medirá y mapeará cualquier campo magnético residual. Finalmente, un sistema de telecomunicaciones por radio de microondas también podrá medir el campo de gravedad del asteroide, obteniendo pistas sobre su estructura interior.

El chasis, construido por una empresa de satélites llamada Maxar Technologies, se entregó el pasado mes de abril. Tiene aproximadamente el tamaño de una minivan y está construido en gran parte con tecnología comercial lista para usar. «Una vez en el espacio, la nave espacial utilizará un medio innovador de propulsión, conocido como propulsores Hall, para alcanzar el asteroide», dijo el editor espacial sénior de Ars. Eric Berger escribió el año pasado. «Esta será la primera vez que una nave espacial se aventura en el espacio profundo usando propulsores Hall, y sin esta tecnología la misión Psyche probablemente no se llevaría a cabo, ciertamente no a su costo de poco menos de mil millones de dólares». Aquí está un poco mas de pastor en este enfoque innovador:

Los motores de propulsión química son perfectos para lanzar cohetes desde la superficie de la Tierra cuando se necesita una gran cantidad de energía para salir del pozo gravitatorio del planeta. Pero los motores de cohetes químicos no son las máquinas más eficientes en combustible del mundo, porque consumen propulsor. Y una vez que una nave espacial está en el espacio, existen medios de viaje más eficientes en combustible. La NASA está experimentando [solar electric propulsion] tecnología por un tiempo. La agencia espacial probó por primera vez la tecnología de propulsión eléctrica en su misión Deep Space 1, que se lanzó en 1998, y luego en la misión Dawn en 2007, que visitó Vesta y Ceres en el cinturón de asteroides.

Estas naves espaciales usaban propulsores de iones. Los propulsores Hall, por otro lado, utilizan un diseño más simple, con un campo magnético para limitar el flujo de propulsor. Estos propulsores fueron inventados en la Unión Soviética y luego adaptados para uso comercial por Maxar y otras compañías. Muchos de los satélites de comunicaciones más grandes en órbita geoestacionaria en la actualidad, como los que proporcionan DirecTV, utilizan propulsores Hall para el mantenimiento de la estación.

El uso de tecnología basada en propulsores Hall permitió a los científicos e ingenieros de la misión diseñar una nave espacial más pequeña y asequible. Cada uno de los propulsores de Psyche’s Hall generará tres veces el empuje de los propulsores de iones de la nave espacial Dawn y puede manejar el doble de energía. Esto permitirá que la nave espacial alcance el asteroide Psyche del cinturón principal en enero de 2026 después de un viaje de 3,5 años.

El equipo de Psique paneles solares gemelos probados en marzo, adjuntando las matrices al cuerpo de la nave espacial y desplegándolas a lo largo, antes de almacenar los paneles hasta el lanzamiento en agosto. Los paneles solares en forma de cruz de cinco paneles son los más grandes instalados en el JPL y miden 800 pies cuadrados (75 metros cuadrados). Están especialmente diseñados para trabajar en condiciones de poca luz lejos de la luz solar directa.