Psyché, la mission de la NASA pour explorer un astéroïde métal-rock du même nom, a récemment franchi une étape cruciale qui le rapproche de sa date de lancement en août 2022. Maintenant, la mission passe de la planification et de la conception à la fabrication à grande vitesse du matériel du vaisseau spatial qui volera vers sa cible dans la ceinture d'astéroïdes principale entre Mars et Jupiter.

Comme toutes les missions de la NASA, les premiers travaux sur Psyché ont commencé par l'élaboration de plans numériques. Puis vint la construction de modèles d'ingénierie, qui ont été testés et retestés pour confirmer que les systèmes feraient leur travail dans l'espace lointain - en faisant fonctionner le vaisseau spatial, prendre des données scientifiques et les communiquer à la Terre.

Et l'équipe vient de traverser une étape clé de ce processus, la revue critique de conception. C'est alors que la NASA examine les conceptions de tous les systèmes du projet, y compris les trois instruments scientifiques et tous les sous-systèmes d'ingénierie du vaisseau spatial, des télécommunications, propulsion, et l'alimentation de l'avionique et de l'ordinateur de vol.

« C'est l'un des examens les plus intenses qu'une mission effectue au cours de son cycle de vie, " a déclaré Lindy Elkins-Tanton, qui, en tant que chercheur principal de Psyche, dirige la mission globale. « Et nous avons réussi avec brio. Les défis ne sont pas terminés, et nous ne sommes pas à la ligne d'arrivée, mais nous courons fort."

Étudier un monde Metal-Rock

Les scientifiques et les ingénieurs de la mission ont travaillé ensemble pour planifier les investigations qui détermineront ce qui compose l'astéroïde Psyche, l'une des cibles les plus intrigantes de la principale ceinture d'astéroïdes. Les scientifiques pensent que, contrairement à la plupart des autres astéroïdes qui sont des corps rocheux ou glacés, La psyché est constituée en grande partie de fer et de nickel métalliques, similaires au noyau de la Terre, et pourrait être le cœur d'une planète primitive qui a perdu ses couches externes.

Comme nous ne pouvons pas examiner de près le noyau de la Terre, explorer l'astéroïde Psyché (environ 140 miles, ou 226 kilomètres, large) pourrait donner un aperçu précieux de la formation de notre propre planète et des autres.

À cette fin, le vaisseau spatial Psyche utilisera un magnétomètre pour mesurer le champ magnétique de l'astéroïde. Un imageur multispectral capturera des images de la surface, ainsi que des données sur la composition et la topographie. Des spectromètres analyseront les neutrons et les rayons gamma provenant de la surface pour révéler les éléments qui composent l'astéroïde lui-même.

L'équipe de la mission a réalisé des prototypes et des modèles d'ingénierie des instruments scientifiques et de nombreux sous-systèmes d'ingénierie du vaisseau spatial. Ces modèles sont fabriqués avec des matériaux moins chers que ceux qui voleront en mission; de cette façon, ils peuvent être testés de manière approfondie avant que le matériel de vol réel ne soit construit.

"C'est une planification sous stéroïdes", a déclaré Elkins-Tanton, qui est également directeur général et coprésident de l'Initiative interplanétaire à l'Université d'État de l'Arizona à Tempe. "Et cela inclut d'essayer de comprendre jusqu'à sept ou huit niveaux de détail exactement comment tout sur le vaisseau spatial doit fonctionner ensemble pour garantir que nous pouvons mesurer notre science, rassembler nos données et renvoyer toutes les données sur Terre. La complexité est ahurissante."

Construire le vaisseau spatial

Maintenant que Psyche a une longueur d'avance sur la construction de matériel, il n'y a pas de temps à perdre. L'assemblage et les tests de l'engin spatial complet commencent en février 2021, et chaque instrument, y compris une démonstration de technologie laser appelée Deep Space Optical Communications, dirigé par le Jet Propulsion Laboratory de la NASA - a une date limite d'avril 2021 pour être livré à la salle blanche principale du JPL.

Le corps principal du vaisseau spatial, appelé châssis de propulsion électrique solaire (SEP), est déjà en construction chez Maxar Technologies à Palo Alto, Californie. Tout en respectant les exigences de distanciation sociale pour la prévention du COVID-19, les ingénieurs y travaillent pour attacher les réservoirs de propulsion. En février 2021, Maxar livrera le châssis SEP au JPL en Californie du Sud, puis livrera les panneaux solaires qui fourniront toute l'énergie nécessaire aux systèmes de l'engin spatial quelques mois plus tard.

Pendant ce temps, Le travail de psyché est aussi en effervescence au JPL, qui gère la mission. Les ingénieurs qui sont essentiels pour effectuer des travaux pratiques construisent et testent des composants électroniques tout en respectant les exigences de sécurité COVID-19. Le reste de l'équipe JPL travaille à distance.

JPL fournit le sous-système avionique, qui comprend l'ordinateur de vol de Psyche, le cerveau du vaisseau spatial. Avec des équipements répartis sur racks en salle blanche, les ingénieurs testent chaque pièce avant de l'intégrer à la suivante. Une fois que tout est connecté, ils testent le système complet avec le logiciel, faire fonctionner l'électronique exactement comme elle sera utilisée en vol.

"L'une des choses dont nous sommes fiers dans ces missions dans l'espace lointain est la fiabilité du matériel, " a déclaré Henry Stone, chef de projet de Psyche du JPL. " Le système intégré est si sophistiqué que des tests complets sont essentiels. Vous faites des tests de robustesse, tests de résistance, autant de tests que possible, en plus.

"Vous voulez exposer et corriger chaque problème et bogue maintenant. Parce qu'après le lancement, vous ne pouvez pas aller réparer le matériel."

Prochaine étape pour Psyche :cette date limite de février 2021 pour commencer l'assemblage, tests et lancement des opérations, alias ATLO.

"J'ai la chair de poule, absolument, " Stone a dit. " Quand nous arrivons à ce point, vous avez traversé une phase énorme, parce que vous savez que vous avez fait suffisamment de prototypage et de tests. Vous allez avoir un vaisseau spatial qui devrait fonctionner."

Psyche devrait être lancé en août 2022, et volera par Mars pour une assistance gravitationnelle en mai 2023 avant d'arriver sur l'astéroïde au début de 2026.