Psyche gaza bastı: metal asteroide kadar iticiler zamanın yüzde 90'ında çalışacak

NASA'nın Psyche aracı, asteroit kuşağındaki hedefine giden yolun en uzun bölümüne girdi. Jet İtki Laboratuvarı'nın (JPL) 22 Ekim'deki açıklamasına göre araç, 28 Eylül'den bu yana iticilerini neredeyse kesintisiz çalıştırıyor. Haftada yalnız bir kez durup Dünya'daki uçuş ekibiyle haberleşiyor. Bu tempo, aracın 2029 yazına kadar aynı adı taşıyan metal zengini asteroide varmasını sağlayacak.

Ekim 2023'te fırlatılan Psyche, yolculuğun ilk bölümünde iticilerini aralıklı kullandı. Amaç, aracı Mars'ın kütleçekiminden yararlanabileceği noktaya götürmekti. Bu manevraya kütleçekim desteği deniyor: Araç gezegenin yakınından geçerken yakıt harcamadan hız kazanıyor ve rotası biraz değişiyor. Psyche, Mars'ın yanından geçerken bu desteği aldı. Artık önünde yalnız asteroit kuşağına uzanan sürüş var.

"Artık gaza sonuna kadar basıyoruz"

Görevin JPL'deki navigasyon sorumlusu Don Han, yeni evreyi "Artık Psyche asteroidine gaza sonuna kadar basıyoruz" sözleriyle anlatıyor. Han'a göre itki sistemi, yalnız zorunlu mühendislik işleri için durdurulacak. İticiler, asteroide varana kadar zamanın yaklaşık yüzde 90'ında çalışacak.

Bu, alışılmış roket motorlarından çok farklı bir yöntem. Kimyasal motorlar büyük miktarda yakıtı kısa sürede yakarak güçlü bir itme üretir. Psyche'nin güneş enerjili sistemi ise elektromanyetik alanlarla en fazla 250 milinewtonluk bir kuvvet veriyor. JPL'in benzetmesiyle bu, elinizde tek bir kalem pil tutarken hissettiğiniz ağırlık kadar. Kuvvet küçük ama hiç kesilmediği için aylar boyunca birikiyor. JPL'e göre araç, yolculuğun en hızlı anında Dünya'daki bir gözlemciye göre saatte 160.900 kilometreyi aşan bir hıza ulaşacak.

Ksenon, Hall etkisi ve mavi ışık

Sistem, Hall etkisi denen ilkeye dayanıyor. Soy gaz ksenonun elektrik yüklü atomları, yani iyonları, elektromanyetik alanla hızlandırılıp araçtan dışarı atılıyor. Bu da hem itme hem de parlak mavi bir ışıma üretiyor. Araçta dört itici var ve her seferinde yalnız biri çalışıyor.

Elektriği, beşer panelden oluşan çarpı biçimli iki güneş paneli sağlıyor. Panellerin ışık toplayan alanı 75 metrekare. Psyche, yedi tanka dolu yaklaşık 1.090 kilogram ksenonla fırlatıldı. Fırlatmadan bu yana geçen üç yılda bu yakıtın aşağı yukarı üçte biri harcandı. Kalan miktar, hem hedefe ulaşmaya hem de asteroidin çevresindeki iki yıllık ana bilim görevine yetecek.

Güneş enerjisine dayanmanın bir bedeli de var. JPL'de itki operasyonlarının baş mühendisi Steve Snyder, önümüzdeki üç ay boyunca tam güçle itiş yapacaklarını anlatıyor. Araç Güneş'ten uzaklaştıkça paneller daha az ışık alacak ve daha az elektrik üretecek. Bu yüzden güç, zamanla yavaş yavaş yaklaşık yarıya indirilecek.

Uzayda ilk kez ölçülen küçük bir burulma

Hall iticileri ne kadar yumuşak çalışsa da sürekli gözetim istiyor. İticinin manyetik alanı, dışarı atılan iyonların girdap gibi dönmesine yol açıyor. Bu dönen iyonlar araca küçük bir burulma kuvveti, yani tork uyguluyor. Önlem alınmazsa aracın yönelimi bozulabilir.

Psyche bunu tepki tekerlekleriyle dengeliyor. Bunlar, dönüş hızları değiştirilerek aracın açısını koruyan iç çarklar. Ancak tekerleklerde biriken dönme momentumunun da boşaltılması gerekiyor. Mühendisler bunun için birkaç saatte bir çalışan iticiyi kapatıyor ve aracı döndürüyor. Ardından başka bir iticiyi farklı bir yönde, düşük güçte birkaç dakika çalıştırıyorlar.

Snyder'a göre bu tork o kadar küçük ki yalnız uzayda ölçülebiliyor, Dünya'da ölçülemiyor. Mühendis, bu etkinin bir Hall iticisinde güç düzeyine ve çalışma süresine bağlı olarak ilk kez ölçüldüğünü söylüyor. Böylesine uzun süreli bir ölçüm de uzayda ilk kez yapılıyor. Yani Psyche, hedefine varmadan önce bile elektrikli itki üzerine çalışanlar için bir deney laboratuvarı işlevi görüyor.

Hedef: bir gezegen taslağının metal çekirdeği

Psyche asteroidi, en geniş yerinde yaklaşık 280 kilometre. Bilim insanları onun, erken bir gezegenin yapı taşı olan bir gezegenciğin çekirdeğinden kalan bir parça olduğunu düşünüyor. Bu doğruysa, Dünya gibi kayalık gezegenlerin iç yapısını doğrudan görmek için eşsiz bir fırsat sunacak. Çünkü Dünya'nın kendi metal çekirdeği kalın kaya katmanlarının altında kalıyor ve oraya ulaşmanın yolu yok.

Ancak bu henüz bir varsayım. Asteroidin gerçekten eski bir çekirdek olup olmadığı, aracın yerinde yapacağı ölçümlerle sınanacak. Psyche 2029'da asteroidin yörüngesine girdikten sonra yüzeyin haritasını çıkaracak. Araç, önce alçalan sonra yeniden yükselen bir dizi yörüngede veri toplayacak.

Görevin baş araştırmacısı, Kaliforniya Üniversitesi Berkeley'den Lindy Elkins-Tanton, Mars geçişinin ekip için büyük bir fırsat olduğunu söylüyor. Ekip bu geçişte cihazlarını ayarladı ve gezegen yakınından geçiş işlemlerini prova etti. Elkins-Tanton'a göre araç artık güneş ışığıyla, Güneş Sistemi'nin derinliklerine güvenle ilerliyor. Sırada, 2029 yazına kadar sürecek sessiz ama aralıksız bir itiş evresi var.