Kendaraan berlayar surya NASA mengejar asteroid kecil setelah peluncuran pertama Artemis

Ilustrasi NEA Scout NASA dengan layar surya menyebar saat terbang dekat dengan tujuan asteroid. kredit: NASA

NEA Scout akan mengunjungi asteroid yang diperkirakan lebih kecil dari bus sekolah – asteroid terkecil yang pernah dipelajari oleh pesawat ruang angkasa.

Diluncurkan dengan uji terbang tak berawak Artemis I, NASASebuah asteroid dekat Bumi seukuran kotak sepatu akan mengejar apa yang akan menjadi asteroid terkecil yang pernah dikunjungi oleh pesawat ruang angkasa. Itu akan sampai di sana dengan meluncurkan layar surya untuk memanfaatkan radiasi matahari untuk propulsi, menjadikannya misi luar angkasa pertama dari jenisnya.

Targetnya adalah 2020 GE, asteroid dekat Bumi (NEA) berukuran kurang dari 60 kaki (18 meter). Asteroid dengan lebar kurang dari 330 kaki (100 meter) belum pernah terdeteksi dari dekat sebelumnya. Pesawat ruang angkasa akan menggunakan kamera sainsnya untuk melihat lebih dekat, mengukur ukuran, bentuk, rotasi, dan sifat permukaan objek sambil mencari debu dan puing yang mungkin mengelilingi GE 2020.

Karena resolusi kamera kurang dari 4 inci (10 sentimeter) per piksel, tim sains misi akan dapat menentukan apakah GE 2020 padat — seperti batu — atau terdiri dari batu kecil dan gumpalan debu. seperti beberapa sepupu asteroidnya yang lebih besar, seperti asteroid Bennu.

Berkat penemuan NEA oleh observatorium berbasis darat, beberapa target telah diidentifikasi untuk NEA Scout, semuanya dalam jarak 16 hingga 100 kaki. [5-to-30-meter] “Ukuran skala,” kata Julie Castillo-Rogues, peneliti ilmiah utama misi di Laboratorium Propulsi Jet NASA di California Selatan. “2020 GE mewakili kelas asteroid yang saat ini hanya sedikit kita ketahui.”

NEA Scout terdiri dari CubeSat kecil seukuran kotak sepatu (kiri atas) dan layar surya berbalut aluminium tipis seukuran lapangan tenis (kiri bawah). Setelah pesawat ruang angkasa di atas Artemis I diluncurkan, layarnya akan menggunakan sinar matahari untuk mendorong CubeSat ke asteroid kecil (ditunjukkan dalam ilustrasi, kanan). kredit: NASA

GE 2020 pertama kali terlihat pada 12 Maret 2020 oleh University of Arizona Survei Langit Catalina Sebagai bagian dari pencarian objek dekat Bumi untuk NASA Kantor Koordinasi Pertahanan Planet.

Dikembangkan di bawah pengawasan NASA Divisi Sistem Eksplorasi Lanjut oleh Pusat Penerbangan Luar Angkasa Marshall di Huntsville, Alabama, dan Laboratorium Propulsi Jet, NEA Scout adalah misi peninjauan sains dan teknologi yang akan memajukan pemahaman agensi tentang usaha kecil dan menengah. menggunakan enam unit Faktor bentuk CubeSatAnda akan naik sebagai salah satu dari 10 Muatan sekunder di atas Sistem Peluncuran Luar Angkasa yang kuat (SLS), yang tidak akan diluncurkan sebelum Maret 2022 di Kennedy Space Center NASA di Florida. NEA Scout kemudian akan dikerahkan dari distributor yang terpasang pada cincin adaptor yang menghubungkan roket dan pesawat ruang angkasa Orion.

Misi ini akan berfungsi sebagai pengintai cerdas untuk misi manusia dan robot di masa depan yang mungkin menggunakan sumber daya asteroid — dan akan mendapatkan wawasan pertahanan planet yang penting ke dalam kelas NEA ini.

“Meskipun asteroid besar adalah yang paling mengkhawatirkan dari perspektif pertahanan planet, objek seperti 2020 GE lebih umum dan dapat menimbulkan ancaman bagi planet kita, meskipun ukurannya kecil,” kata Castillo Rogues. itu Meteorit Chelyabinsk Itu disebabkan oleh asteroid kecil – berdiameter sekitar 65 kaki (20 meter) – yang meledak di atas kota Rusia pada 15 Februari 2013, menyebabkan gempa bumi yang menghancurkan jendela di seluruh kota dan melukai lebih dari 1.600 orang. Itu adalah kelas NEA yang sama dengan GE 2020.

Massa rendah, kinerja tinggi

Mempelajari lebih lanjut tentang asteroid 2020 GE hanyalah sebagian dari tugas NEA Scout. Ini juga akan menampilkan teknologi layar surya untuk pertemuan luar angkasa. Saat diluncurkan dari dispensernya setelah peluncuran, pesawat ruang angkasa akan menggunakan baja tahan karat batangan Untuk membersihkan layar surya yang melebar dari balok kecil menjadi layar seukuran lapangan tenis, atau 925 kaki persegi (86 meter persegi).

Terbuat dari aluminium berlapis plastik yang lebih tipis dari rambut manusia, layar ringan seperti cermin ini akan menghasilkan daya dorong dengan memantulkan foton surya – partikel kuantum cahaya yang memancar dari matahari. Layar akan memberikan sebagian besar dorongan NEA Scout, tetapi dorongan gas dingin kecil dengan pasokan bahan bakar terbatas juga akan membantu manuver dan kemudi.

“Asal usul proyek ini adalah sebuah pertanyaan: Bisakah kita benar-benar menggunakan pesawat ruang angkasa kecil untuk melakukan misi di luar angkasa dan menghasilkan ilmu yang berguna dengan biaya rendah?” kata Les Johnson, kepala penyelidik teknologi misi di Marshall. “Ini cukup menantang. Untuk misi karakterisasi asteroid, tidak ada cukup ruang di CubeSat untuk sistem propulsi besar dan bahan bakar yang Anda butuhkan.”

Sinar matahari bertindak sebagai gaya konstan, sehingga pesawat ruang angkasa kecil yang dilengkapi dengan layar surya besar akhirnya dapat melakukan perjalanan beberapa mil per detik. Layar surya adalah sistem propulsi berkinerja tinggi untuk pesawat ruang angkasa bermassa rendah dan bervolume rendah, menurut Johnson. NEA Scout akan bermanuver dengan memiringkan dan memiringkan layarnya untuk mengubah sudut sinar matahari, mengubah jumlah daya dorong dan arah perjalanan, mirip dengan bagaimana perahu menggunakan angin untuk berlayar.

Pada bulan September 2023, asteroid GE 2020 akan mendekati Bumi, dan dengan bantuan gravitasi dari Bulan, NEA Scout akan mengumpulkan kecepatan yang cukup untuk mengejar. Navigator misi akan menyesuaikan arah NEA Scout sebelum pesawat ruang angkasa mendekat dalam jarak satu mil dari asteroid.

“NEA Scout akan mencapai penerbangan paling lambat ke asteroid – dengan kecepatan relatif kurang dari 100 kaki [30 meters] kata Castillo Rogues. “Ini akan memberi kita beberapa jam untuk mengumpulkan ilmu pengetahuan yang berharga dan memungkinkan kita untuk melihat seperti apa asteroid di kelas ini dari dekat.”

NEA Scout membuka jalan bagi layar surya masa depan: NASA Sistem Layar Surya Komposit Canggih Ini akan memamerkan senjata layar surya CubeSat yang baru dan ringan setelah diluncurkan pada tahun 2022. Selanjutnya, kapal penjelajah suryaTeknologi layar surya seluas 18.000 kaki persegi (hampir 1.700 meter persegi) akan menggunakan sinar matahari untuk melakukan perjalanan menuju matahari pada tahun 2025, yang akan memungkinkan misi masa depan untuk memantau cuaca luar angkasa dengan lebih baik.