Ein Frachtflugzeug des US-Militärs hat letzte Woche die Psyche-Raumsonde der NASA von Kalifornien zum Kennedy Space Center gebracht und damit eine dreimonatige Kampagne gestartet, um den Asteroidenforscher für den Start auf einer Falcon Heavy-Rakete von SpaceX im August vorzubereiten.
Die Startvorbereitungen bei Kennedy umfassen das Laden von mehr als einer Tonne Xenongas in das Psyche-Raumschiff, gefolgt von der Einkapselung der Sonde in die Nutzlastverkleidung von SpaceX, bevor sie zur Integration mit einem Falcon Heavy-Trägerraketen auf Pad 39A ausgerollt wird.
„Der Versand zum Startplatz fühlt sich an, als würde die Zielgerade kommen, und auf Psyche fühlt es sich auf jeden Fall so an“, sagte Brian Bone, der leitende Ingenieur des Montage-, Test- und Startbetriebsteams von Psyche.
Das Xenon wird das elektrische Antriebssystem des Raumfahrzeugs antreiben, ein Satz von vier hocheffizienten elektrischen Triebwerken, um Psyche von der Erde zu seinem gleichnamigen Asteroidenziel zu führen.
Die Robotermission wird den Asteroiden Psyche im Januar 2026 erreichen und dann in eine Reihe von Umlaufbahnen in unterschiedlichen Entfernungen eintreten, um die unerforschte Welt zu kartieren. Psyche, der Asteroid, hat eine unregelmäßige Form und einen durchschnittlichen Durchmesser von etwa 140 Kilometern. Es befindet sich zwischen den Umlaufbahnen von Mars und Jupiter und besteht hauptsächlich aus Nickel- und Eisenmetallen.
Die Startperiode des Psyche-Raumfahrzeugs beginnt am 1. August, mit dem Start von Pad 39A an diesem Tag, der für 2:26 Uhr EDT (1826 GMT) geplant ist. Der Start wird der erste Flug der leistungsstarken Triple-Core Falcon Heavy-Rakete von SpaceX für die NASA sein.
Die Startzeit der Mission erstreckt sich über mehrere Wochen und soll es der Raumsonde Psyche ermöglichen, den Mars im Mai 2023 für ein Vorbeiflugmanöver zu erreichen, wobei die Schwerkraft des Planeten genutzt wird, um in Richtung des Asteroidengürtels zu schleudern.
Die Lieferung des Psyche-Raumfahrzeugs an die Startbasis in Florida folgt auf monatelange Tests im Jet Propulsion Laboratory der NASA in Pasadena, Kalifornien. Die Tests setzten die Sonde den extrem kalten Temperaturen und der luftleeren Umgebung des Weltraums aus und stellten sicher, dass das Raumschiff den Erschütterungen, der Akustik und den Stoßkräften standhalten kann, denen es während des Starts ausgesetzt sein wird.
Nachdem diese Tests abgeschlossen waren, platzierten die Ingenieure das Raumschiff in einem umgebungskontrollierten Versandcontainer und fuhren es vom JPL zur March Air Reserve Base in Riverside, Kalifornien, wo eine militärische Flugbesatzung es für die Überlandreise in ein C-17-Transportflugzeug lud nach Florida.
Nach der Landung auf der Launch and Landing Facility in Kennedy am Freitagnachmittag wurde Psyche in die Payload Hazardous Servicing Facility verlegt, wo Ingenieure das Raumschiff Anfang dieser Woche aus seiner Versandkiste entfernten.
Der Transport der Raumsonde Psyche nach Florida verlief „außerordentlich reibungslos“, sagte Bone in einem Interview mit Spaceflight Now.
Psyche wurde am JPL zusammengebaut und getestet, und Maxar Technologies, ein Hersteller von kommerziellen Kommunikationssatelliten, lieferte das Chassis, das Antriebssystem und die Solarmodule des Raumfahrzeugs. JPL, mit umfassender Erfahrung im Weltraumbetrieb, stellte Psyches Flugcomputer, Software und Teile der Kommunikations- und Stromversorgungssysteme zur Verfügung.
Eine der ersten Aufgaben für das Psyche-Team wird es sein, zu testen, ob das Raumschiff während des Transports nach Florida nicht beschädigt wurde.
„Parallel zu den Basistests führen wir Ausrichtungen durch und stellen sicher, dass sich während der gesamten Dynamik nichts verschoben oder bewegt hat Testkampagne und den Transit hierher zum KSC“, sagte Bone.
Das Raumfahrzeug-Verarbeitungsteam wird auch neue Software auf den Flugcomputer von Psyche laden und einen End-to-End-Verifizierungstest mit dem Deep Space Network der NASA durchführen, das die Sonde nach dem Start verfolgen und mit ihr kommunizieren wird.
Die Ingenieure werden die stromerzeugenden Sonnenkollektoren des Raumfahrzeugs installieren und dann die sieben Xenon-Tanks von Psyche mit mehr als 2,200 Pfund (1,000 Kilogramm) Treibstoff füllen, sagte Bone. Stickstoffgas wird auch in das Raumfahrzeug für Kaltgasdüsen geladen, die zum Ausrichten oder zur Lagekontrolle verwendet werden.
Das Xenongas wird laut Bone im Laufe von etwa drei Wochen ab Anfang Juni in das Raumschiff geladen. Xenon wird die vier Plasmatriebwerke von Psyche antreiben, die Elektrizität mit Xenon kombinieren, um einen geringen Schub zu erzeugen. Der elektrische Antrieb ist effizienter als herkömmliche Raketentriebwerke und benötigt weniger Treibstoff für große Geschwindigkeitsänderungen – daher Bahnanpassungen – als andere übliche Treibstoffe für Raumfahrzeuge, wie Hydrazin und Stickstofftetroxid, hochgiftige, aber stabile Flüssigkeiten, die eine hypergolische Mischung bilden und sich bei Kontakt damit entzünden einander.
Elektrische Triebwerke können wochen- oder monatelang laufen, während weniger effiziente Raketentriebwerke mit höherem Schub sekunden- oder minutenlang zünden.
Aus Sicht des Raumfahrzeug-Verarbeitungsteams gibt es noch einen weiteren Vorteil des Elektroantriebs.
"Es beseitigt eine große Gefahr", sagte Bone. „Der größte Vorteil ist, dass wir uns einfach keine Gedanken über die gefährlichen Vorgänge beim Betanken mit den Hypergolen machen müssen. Es ist einfach. Wenn es ein Leck gibt, ist es inert. Es reicht nicht aus, dass es erstickend wäre. Wir haben einen großen Volumenbereich, also befinden wir uns in einer sehr sicheren Umgebung. Das macht das Leben also enorm einfacher.
„Wir können andere Dinge auf dem Raumschiff tun, während wir den Treibstoff laden, wenn nötig, kleinere Dinge. Es gibt keine Sperrzonen. Sie müssen nicht speziell ausgebildet sein. Sie benötigen keine ärztliche Bescheinigung, da Sie keinen SCAPE-Anzug (Self Contained Atmospheric Protective Ensemble) verwenden.“
Die Teams von Kennedy werden auch den Deep-Space-Transponder von Psyche installieren, der Teil seines Kommunikationssystems ist, nachdem er zur Fehlerbehebung aus dem Raumschiff am JPL entfernt werden musste.
Zwei kleine Raumschiffe werden mit Psyche per Anhalter in den Weltraum fliegen. Die Zwillings-Janus-Sonden der NASA, die jeweils nur 80 Kilogramm wiegen, werden mit derselben Falcon Heavy-Rakete wie Psyche starten, aber in das Sonnensystem fliegen, um an separaten Asteroiden vorbeizufliegen.
Die Janus-Kleinsatelliten werden von Lockheed Martin gebaut und sollten Ende Juni im Kennedy Space Center eintreffen, um mit einem Adapterring integriert zu werden, der Psyche mit seiner Trägerrakete Falcon Heavy verbindet. Dann wird der gesamte Stapel des Raumfahrzeugs innerhalb der Nutzlastverkleidung der Falcon Heavy in der Nutzlast-Wartungsanlage für Gefahrengüter eingekapselt.
Das Startteam von SpaceX wird derweil die drei Booster-Kerne der ersten Stufe der Falcon Heavy mit der Oberstufe der Rakete verbinden. Die Rakete wird auf Pad 39A einen Testschuss durchlaufen und dann zum Hangar zurückkehren, um sich mit den Raumschiffen Psyche und Janus innerhalb der Nutzlasthülle zu verbinden.
Psyche trägt drei wissenschaftliche Instrumente: ein Paar hochauflösender Farbkameras für 3D-Bilder des Asteroiden, ein Gammastrahlen- und Neutronenspektrometer zur Messung der Zusammensetzung des Asteroiden und ein Magnetometer zur Messung des Magnetfelds des Asteroiden.
Die dreieinhalbjährige Reise zum Asteroiden Psyche wird 1.5 Milliarden Meilen (2.4 Milliarden Kilometer) umfassen, und das Raumschiff soll nach seiner Ankunft im Jahr 21 mindestens 2026 Monate damit verbringen, den Asteroiden zu untersuchen.
Die NASA wählte Psyche 2017 neben dem Asteroidenforscher Lucy, der letztes Jahr gestartet wurde, als interplanetare Mission der Discovery-Klasse aus. Die Gesamtkosten der Psyche-Mission belaufen sich auf fast 1 Milliarde US-Dollar, einschließlich Entwicklung, Startdienste und Betrieb.
Lieferkettenschwierigkeiten und die COVID-19-Pandemie verstärkten den Druck auf das Entwicklungsteam von Psyche, die Mission bis zum Start in diesem Jahr auf Kurs zu halten.
„Es hat nur dazu geführt, dass sich die Dinge länger hingezogen haben, dass Dinge zu Zeiten auftauchten, in denen sie vielleicht nicht optimal für den Zeitplan waren“, sagte Bone. „Also haben wir viel nachgearbeitet und viele Umplanungen vorgenommen und viele Gelegenheiten gefunden, Artikel in der zweiten Schicht zu testen, um sicherzustellen, dass wir unseren Zeitplan intakt halten, und wir waren damit sehr erfolgreich.“
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- Quelle: https://spaceflightnow.com/2022/05/05/psyche-asteroid-explorer-arrives-at-kennedy-space-center-for-final-launch-preps/
