Nueva fase de la travesía de la nave Psyche hacia un asteroide metálico
ASTRONÁUTICA.
Habiendo sobrevolado Marte en mayo pasado, la sonda espacial Psyche de la NASA, que partió de la Tierra el 13 de octubre de 2023, está ahora inmersa de lleno en una nueva etapa de su viaje hacia el asteroide del mismo nombre (Psyche o Psique), un astro rico en metales y que plantea intrigantes preguntas.
Recreación artística de la sonda espacial Psyche volando por el espacio con sus paneles solares desplegados totalmente. Ilustración: NASA JPL / Caltech / ASU.
Ese sobrevuelo de Marte le permitió a la nave servirse de la atracción gravitatoria del planeta con el fin de realizar una maniobra clave para lograr llegar a su destino. Al hacerlo de este modo en vez de mediante su propio sistema de propulsión, se ahorró una importante cantidad de combustible. Las maniobras de esta clase, pasando muy cerca de un astro con suficiente fuerza de gravedad y empleándolo a modo de catapulta, se denominan asistencias gravitacionales. Mediante una asistencia gravitacional, una nave puede cambiar de rumbo, aumentar su velocidad o disminuirla.
La nave Psyche posee un revolucionario sistema de propulsión iónica que ha venido utilizando durante buena parte de su travesía interplanetaria. La nave, que obtiene su energía eléctrica de su gran conjunto de paneles solares, ioniza xenón en su sistema de propulsión iónica. El empuje se logra expulsando átomos cargados, o iones, de ese xenón. El empuje generado por los iones de xenón es muy débil. La presión que ejerce no supera la que sentimos en la palma de una mano cuando sostenemos en ella una pila eléctrica de tipo AA. La gran ventaja, sin embargo, es que ese empuje no cesa en unos minutos de funcionamiento constante como sí le ocurre a la propulsión química, sino que puede mantenerse meses o años, y con un uso muy inferior de combustible. Gracias a ello, una nave puede aumentar poco a poco su velocidad hasta lograr que esta sea más elevada que la conseguible mediante los métodos tradicionales. La propulsión iónica no es apta para despegues, ni aterrizajes, ni otras maniobras que requieran mucha fuerza concentrada en poco tiempo, pero sí para travesías interplanetarias y hasta interestelares que no requieran maniobras bruscas.
Habiendo dejado ya Marte atrás, la nave ha vuelto a activar su propulsión iónica, que había mantenido apagada temporalmente.
En la parte inicial de su viaje, la nave usó intermitentemente su sistema de propulsión iónica para maniobrar y ajustar así con precisión su trayectoria a fin de poder pasar a corta distancia de Marte y ejecutar la asistencia gravitacional.
El paso por Marte le dio un empuje extra y cambió su trayectoria, tal como se pretendía.
Desde el pasado 28 de septiembre, la Psyche está empleando su sistema de propulsión iónica de manera casi continua, deteniéndose solo una vez por semana para comunicarse con los controladores de la misión en la Tierra. Esto mantiene a la sonda espacial en la trayectoria correcta para alcanzar a Psique el verano de 2029.
A partir de ahora y hasta la llegada al asteroide, los propulsores iónicos estarán en marcha casi el 90 por ciento del tiempo.
El sistema de propulsión de la nave Psyche, alimentado por energía solar, utiliza campos electromagnéticos para generar, de manera constante, una fuerza de empuje de hasta 250 milinewtons. Este sistema de alta eficiencia se basa en un mecanismo conocido como “efecto Hall”, mediante el cual se expulsan átomos cargados (iones) del gas inerte xenón para generar empuje, lo que produce, además, un intenso resplandor azul.
Cada uno de los cuatro propulsores funciona de forma individual. Aunque el empuje es muy reducido, este se acumula a lo largo del trayecto, permitiendo que la nave gane velocidad mientras viaja por el espacio interplanetario. A su velocidad máxima, la nave Psyche puede desplazarse a más de 160 000 kilómetros por hora con respecto a un observador en la Tierra. A esa velocidad tan solo tardaría un poco más de dos horas en cubrir la distancia que separa a la Tierra de la Luna.
Los paneles solares de la nave tienen una superficie de captación de luz solar de 75 metros cuadrados. Con la electricidad que generan, recargan las baterías de la nave y energizan los diversos sistemas de esta, incluyendo el propulsivo. Al partir de la Tierra, la nave transportaba aproximadamente una tonelada de xenón, distribuida en siete tanques de combustible. En los tres años transcurridos desde el inicio de su viaje, solo ha consumido cerca de un tercio de esa reserva, lo que deja una cantidad suficiente para alcanzar su destino y permitirle maniobrar en torno al asteroide Psique durante su misión científica principal, la cual tendrá una duración de dos años.
El hecho de que el sistema de propulsión iónica de esta nave dependa de la energía solar llevará a cambios y ajustes en el modo de usar esos propulsores. Durante los próximos tres meses, se usarán a plena potencia pero luego se procederá a reducir esta poco a poco, hasta aproximadamente la mitad de potencia a medida, que la nave se aleja del Sol y sus paneles solares reciben menos luz solar y por consiguiente generan menos energía eléctrica.
Cuando la sonda espacial llegue al asteroide Psique en 2029, entrará en órbita a él. Desde la órbita, cartografiará la superficie del asteroide y recolectará otros datos científicos.
Psique, que mide unos 280 kilómetros de extremo a extremo y está ubicado en el cinturón principal de asteroides, situado entre las órbitas de Marte y Júpiter, fue descubierto en 1852 por el astrónomo italiano Annibale de Gasparis, quien le dio este nombre tomándolo del de una diosa de la mitología griega. Fue uno de los primeros asteroides descubiertos, teniendo asignado el número 16 del catálogo oficial de asteroides.
Psique es un mundo mucho más rico en metales que cualquier otro asteroide visitado previamente. Será el primer asteroide metálico en ser visitado por una nave espacial. Por su peculiar composición, el astro podría revelar algunos de los entresijos de la formación de planetas como la Tierra, cuyo interior profundo también es rico en metales.
De hecho, se cree que Psique es el núcleo (o parte de él) de un planetesimal, los “cimientos” de un planeta rocoso que nunca se formó. Es posible que Psique chocase con otros cuerpos celestes de gran tamaño durante su infancia, perdiendo su corteza rocosa exterior. Dado que no podemos visitar el núcleo metálico de la Tierra, visitar Psique podría ofrecer una ventana única a la historia de las colisiones violentas y la acumulación de materia que crearon la Tierra, Marte y Venus. Mientras que las rocas de Marte, Venus y la Tierra son ricas en óxidos de hierro, la superficie de Psique no parece contener muchos de estos compuestos químicos. Esto sugiere que la historia de la formación de Psique difiere de las de de esos tres planetas. Si se demuestra que el asteroide es material sobrante de los cimientos de un planeta, será posible averiguar en qué se parece y en qué se diferencia la historia de su formación y evolución de la de los planetas de tipo rocoso como la Tierra.
Por: Redacción.
Sitio Fuente: NCYT de Amazings