Die Psyche der NASA wird unter weltraumähnlichen Bedingungen getestet

Zur Vorbereitung auf seinen Start im August wurde die Raumsonde Psyche getestet, um sicherzustellen, dass sie unter den extremen Bedingungen funktionieren kann, denen sie auf ihrer Reise zu einem metallreichen Asteroiden ausgesetzt sein wird.

Die Bedingungen, denen ein NASA-Raumschiff ausgesetzt ist, sind extrem: das heftige Schütteln und die Kakophonie eines Raketenstarts, der Ruck bei der Trennung von der Trägerrakete, die extremen Temperaturschwankungen in und aus den Sonnenstrahlen, das unerbittliche Vakuum des Weltraums.

Vor dem Start tun die Ingenieure ihr Bestes, um diese rauen Bedingungen in einer strengen Reihe von Tests nachzubilden, um sicherzustellen, dass das Raumschiff ihnen standhält. Die NASA-Raumsonde Psyche hat gerade ihren eigenen Spießrutenlauf mit elektromagnetischen, thermischen Vakuum-, Vibrations-, Stoß- und akustischen Tests im Jet Propulsion Laboratory der Agentur in Südkalifornien abgeschlossen. Psyche wurde als gesund und bereit für den Start angesehen.

„Das ist der Beweis dafür, dass alle ihre Arbeit richtig gemacht haben. Nicht nur diejenigen, die Flughardware in den Montage-, Test- und Startbetrieb gebracht haben [ATLO] sondern auch das ATLO-Team bei der Zusammenstellung“, sagte Randy Lindemann, der JPL-Ingenieur, der die dynamischen Tests von Psyche beaufsichtigte, die Vibrations-, Trennstoß- und Akustiktests umfassen. „Die Tests zeigen, dass das Raumschiff flugfähig ist.“

In diesem Frühjahr wird das Raumschiff vom JPL zum Kennedy Space Center der NASA in Florida verschifft, wo es für den Start von Cape Canaveral vorbereitet wird. Die Startphase beginnt am 1. August, und neun Monate nach dem Verlassen der Erdatmosphäre wird Psyche am Mars vorbeisegeln. Es wird die Gravitationskraft des Roten Planeten nutzen, um ihn auf sein Ziel zu schleudern, einen metallreichen Asteroiden, auch Psyche genannt, der im Haupt-Asteroidengürtel liegt.

Es ist eine Reise von etwa 1,5 Milliarden Meilen (2,4 Milliarden Kilometer). Das Raumschiff wird den Asteroiden im Jahr 2026 erreichen und 21 Monate damit verbringen, wissenschaftliche Daten in immer niedrigeren Umlaufbahnen zu sammeln. Wissenschaftler glauben, dass der Asteroid größtenteils aus Metall aus dem Kern eines Planetesimals besteht, einem Baustein der Gesteinsplaneten in unserem Sonnensystem. Wenn wir mehr darüber erfahren, können wir mehr darüber erfahren, wie sich unser eigener Planet gebildet hat.

Auf Herz und Nieren prüfen

Aber um etwas über den Asteroiden zu erfahren, muss der Orbiter zuerst dorthin gelangen, weshalb Tests so wichtig sind. Ingenieure nennen dieses spezielle Regime „Umwelttests“, da das Raumschiff einer Simulation der rauen Umgebung ausgesetzt wird, die es überleben muss.

Die Kampagne begann im Dezember mit elektromagnetischen Tests, um sicherzustellen, dass das Raumfahrzeug unter den elektrischen und magnetischen Bedingungen des Weltraums korrekt funktioniert – und dass die elektrischen und magnetischen Komponenten, aus denen das Raumfahrzeug besteht, kompatibel sind und sich nicht gegenseitig stören.

Das Team rollte das Raumschiff dann in die 85 Fuß hohe, 25 Fuß breite (26 Meter mal 8 Meter) ultra-robuste Vakuumkammer des JPL für thermische Vakuumtests (TVAC). Die gesamte Luft wurde aus der Kammer gesaugt, um das luftlose Vakuum des Weltraums nachzubilden. Dieser Test stellt sicher, dass das Raumfahrzeug das Vakuum des Weltraums überstehen kann, und hilft den Ingenieuren zu sehen, wie sich das Raumfahrzeug ohne Luftbewegung erwärmt und abkühlt, um ihm zu helfen, die Temperatur zu regulieren.

„Hier auf der Erde, wenn Sie Luft um das Raumschiff herum haben, ändert das, wie sich Wärme um es herum bewegt. Stellen Sie sich vor, Sie würden einen Ventilator anblasen, der Ihre Temperatur ändert. Im Weltraum haben wir diese Art von Wärmebewegung nicht“, sagte JPL Kristina Hogstrom, eine Flugsystemingenieurin, die an der Leitung der TVAC-Tests von Psyche beteiligt war.

Die Temperaturen um das Raumschiff herum werden stark schwanken. Die Hardware wird in den Stunden nach dem Start heiß sein, wenn sie sich noch in Erdnähe befindet und der Sonne zugewandt ist, insbesondere wenn die Elektronik läuft. Später, wenn sich das Raumschiff weiter von der Sonne entfernt, ist es intensiver Kälte ausgesetzt, besonders wenn es im Schatten des Asteroiden fliegt.

In 18 Tagen TVAC-Tests setzten die Ingenieure das Raumschiff den kältesten und wärmsten Bedingungen aus, die es im Flug erleben wird, um zu beweisen, dass es in der Lage ist, seine eigene Temperatur zu regulieren. Der Orbiter hat Jalousien, die sich öffnen und schließen, Isolierdecken, elektrische Heizungen und ein Rohrnetz, das Flüssigkeit transportiert, um Wärme zu transportieren; Alle diese Geräte werden getestet, um sicherzustellen, dass sie im Flug funktionieren.

TVAC ist nicht nur ein Dauertest. Die Daten über die Leistung des Raumfahrzeugs helfen den Ingenieuren, Modelle zu verfeinern, die sie verwenden werden, wenn Psyche im Flug ist, damit sie die Leistung des Raumfahrzeugs besser verstehen können.

Nach Psyches Tortur in der TVAC-Kammer folgten Dynamiktests, die Vibration, Schock und Akustik umfassten. Bei Vibrationstests wird das Raumschiff wiederholt geschüttelt – auf und ab und von einer Seite zur anderen. Schocktests stellen sicher, dass das Raumschiff nicht durch den plötzlichen Stoß beschädigt wird, den der Orbiter bekommt, wenn er sich nach dem Start von der Rakete trennt.

Schließlich stellen akustische Tests sicher, dass Psyche dem Startgeräusch standhalten kann, wenn das Rumpeln der Rakete so laut ist, dass es die Hardware tatsächlich beschädigen kann, wenn ein Raumschiff nicht robust genug ist. In der Akustikkammer des JPL wurde das Raumschiff festgeschnallt und mit Lärm beschallt, der hundertmal lauter war als bei einem typischen Rockkonzert.