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Psyche: completato il design della missione, ora inizia la fase di costruzione

10 luglio 2020
Psyche, la missione della NASA che avrà il compito di esplorare l'asteroide metallico che porta lo stesso nome, ha recentemente superato un traguardo cruciale che lo avvicina alla data di lancio dell'agosto 2022. Ora la missione si sta spostando dalla pianificazione e progettazione alla produzione dell'hardware del veicolo spaziale che volerà verso il suo obiettivo nella cintura degli asteroidi tra Marte e Giove.

Come tutte le missioni della NASA, i primi lavori su Psyche sono iniziati con l'elaborazione di progetti digitali. Poi è seguita la costruzione di modelli ingegneristici che sono stati testati e ritestati nuovamente per confermare che i sistemi avrebbero fatto il loro lavoro nello spazio profondo facendo funzionare il veicolo spaziale, ricavando dati scientifici e comunicandoli sulla Terra.
Ora il team ha appena superato una fase chiave di questo processo, la revisione critica del progetto. In questa fase la NASA esamina i progetti per tutti i sistemi della missione, compresi i tre strumenti scientifici e tutti i sottosistemi di ingegneria dei veicoli spaziali, dalle telecomunicazioni, alla propulsione e potenza, all'avionica e al computer di volo.
"È una delle revisioni più importanti che una missione attraversa nel suo intero ciclo di vita", ha dichiarato Lindy Elkins-Tanton, che in qualità di investigatore principale di Psyche guida la missione generale. "E siamo passati a pieni voti. Le sfide non sono finite e non siamo al traguardo, ma stiamo correndo forte."

Studiare un mondo di rocce e metalli

Gli scienziati e gli ingegneri della missione hanno lavorato insieme per pianificare le indagini che determineranno ciò che costituisce l'asteroide Psyche, uno degli obiettivi più intriganti nella Fascia principale degli asteroidi. Gli scienziati pensano che, a differenza della maggior parte degli altri asteroidi che sono corpi rocciosi o ghiacciati, Psyche sia in gran parte composto di ferro metallico e nichel - molto simile al nucleo terrestre - e potrebbe essere il cuore di un pianeta primordiale che ha perso i suoi strati esterni.
Dato che non possiamo esaminare da vicino il nucleo della Terra, esplorare l'asteroide Psyche (del diametro di 226 chilometri) potrebbe fornire preziose informazioni su come si sono formati il nostro pianeta e altri simili.
A tal fine, la sonda spaziale Psiche utilizzerà un magnetometro per misurare il campo magnetico dell'asteroide. Un riproduttore d'immagini multispettrale acquisirà immagini della superficie, nonché dati sulla composizione e sulla sua topografia. Gli spettrometri analizzeranno i neutroni e i raggi gamma provenienti dalla superficie per rivelare gli elementi che compongono l'asteroide stesso.
Il team di missione ha realizzato prototipi e modelli di ingegneria degli strumenti scientifici e molti sottosistemi di ingegneria del veicolo spaziale. Questi modelli sono realizzati con materiali meno costosi di quelli che voleranno in missione; in questo modo possono essere testati accuratamente prima che venga costruito l'hardware di volo effettivo.
"Questa è la pianificazione necessaria per un asteroide" ha affermato Elkins-Tanton. "E include il tentativo di comprendere fino a sette o otto livelli di dettaglio come tutto sul veicolo spaziale deve lavorare insieme per garantire che si possano effettuare le rilevazioni scientifiche, si raccolgano i dati e vengano inviati sulla Terra. La complessità è da capogiro."

Costruire il veicolo spaziale

Ora che Psyche può procedere spedito nella costruzione di hardware, non c'è tempo da perdere. L'assemblaggio e il collaudo dell'intero veicolo spaziale inizieranno nel febbraio del 2021 e ogni strumento - inclusa una dimostrazione di tecnologia laser chiamata Deep Space Optical Communications, guidata dal Jet Propulsion Laboratory della NASA - ha una scadenza massima di aprile 2021 per essere consegnata alla camera bianca del JPL.
Il corpo principale del veicolo spaziale, chiamato telaio a propulsione elettrica solare (SEP), è già in costruzione presso la Maxar Technologies a Palo Alto, in California. Osservando i requisiti di distanziamento sociale per la prevenzione COVID-19, gli ingegneri stanno lavorando per collegare i serbatoi di propulsione. Nel febbraio 2021, Maxar consegnerà il telaio SEP al JPL nel sud della California e quindi consegnerà gli array solari che forniranno tutta l'energia ai sistemi del veicolo spaziale, pochi mesi dopo.
Nel frattempo, anche il lavoro su Psyche al JPL, che gestisce la missione, è in atto. Gli ingegneri, che sono essenziali per eseguire lavori pratici, stanno costruendo e testando componenti elettronici nel rispetto dei requisiti di sicurezza COVID-19 mentre il resto del team JPL lavora da remoto.
JPL fornirà il sottosistema avionico, che include il computer di volo di Psyche - il cervello del veicolo spaziale. Con le attrezzature distribuite su rack in una stanza asettica, gli ingegneri verificano ogni pezzo prima di integrarlo con il successivo. Una volta che tutto è collegato, testeranno l'intero sistema con il software, facendo funzionare l'elettronica esattamente come accadrà durante il volo.
"Una delle cose di cui andiamo orgogliosi in queste missioni nello spazio profondo è l'affidabilità dell'hardware", ha dichiarato Henry Stone, responsabile del progetto Psyche di JPL. "Il sistema integrato è così sofisticato che i test completi sono fondamentali. Vengono effettuate prove di robustezza, prove di stress, tutte le prove possibili e anche oltre. Devi trovare e correggere tutti i problemi in questo momento perché, dopo il lancio, non potrai andare a riparare l'hardware."

Il prossimo per Psiche è la scadenza di febbraio 2021 per iniziare l'operazione di assemblaggio, test e lancio, chiamata anche ATLO (Assembling Testing Launch Operations).
"Mi viene la pelle d'oca, assolutamente", ha detto Stone. "Quando arriviamo a quel punto, hai superato una fase enorme, perché sai di aver fatto prototipi e test sufficienti. Avrai un veicolo spaziale che dovrebbe funzionare molto bene."

Psyche verrà lanciata nell'agosto del 2022 e passerà da Marte per una fionda gravitazionale nel maggio del 2023 per arrivare all'asteroide all'inizio del 2026.

fonti: NASA Jet Propulsion Laboratory

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