Eine künstlerische Darstellung des Raumfahrzeugs Psyche. Die „Flügel“ sind Solarzellen, die aus Sonnenlicht Strom erzeugen (Bildnachweis: NASA/JPL-Caltech/ASU)
Die NASA-Mission zum metallreichen Asteroiden 16 Psyche hat ihre Ionentriebwerke gezündet und kreuzt nun mit solar-elektrischem Antrieb durch das Sonnensystem.
Der Start der Sonde, die auch Psyche genannt wird, am 13. Oktober 2023 gab ihr einen ausreichenden Anfangsschub, um sie über mehr als 190 Millionen Meilen (300 Millionen Kilometer) des Weltraums zu bringen, also über die Umlaufbahn des Mars hinaus.
Jetzt jedoch haben die Ionentriebwerke an Bord die Aufgabe der Beschleunigung übernommen. Sie funktionieren, indem sie das Sonnenlicht über die Solarzellen, die die „Flügel“ des Raumfahrzeugs bilden, in Strom umwandeln. Der daraus resultierende elektrische Strom versorgt ein elektromagnetisches Feld, das Ionen, also geladene Teilchen, aus Xenon-Gas beschleunigt und ausstößt. Wenn die Ionen aus den vier Triebwerken heraus beschleunigt werden und ein unheimliches blaues Leuchten erzeugen, geben sie dem Raumfahrzeug einen Impuls, der es in die entgegengesetzte Richtung schiebt.
Die von den ausgestoßenen Ionen ausgeübte Kraft ist gering; jedes Triebwerk übt einen Druck aus, der dem Druck von drei Münzen entspricht, die durch die Schwerkraft in die Hand gedrückt werden. Da es im Weltraum jedoch keine atmosphärische Reibung gibt, kann sich diese sanfte Schubkraft aufbauen und schnell akkumulieren, um das Raumschiff immer stärker zu beschleunigen. Psyche rast derzeit mit einer Geschwindigkeit von 135.000 Kilometern pro Stunde durch den Weltraum, und es ist geplant, die Geschwindigkeit auf 200.000 Kilometer pro Stunde zu erhöhen.
Die Ionentriebwerke des Raumschiffs feuern derzeit fast ununterbrochen und bringen es vorwärts, aber als Teil der Reise von Psyche zu seinem gleichnamigen Asteroiden wird es eine Schleife zurück fliegen und im Mai 2026 auf den Mars treffen. Bei der Annäherung an den Roten Planeten wird Psyche seine Ionentriebwerke abschalten und sich von der Schwerkraft des Mars einfangen und um den Planeten herumschleudern lassen.
Ein Aerojet-Hall-Triebwerk wird in Betrieb gezeigt. (Bildnachweis: Aerojet)
Nach dieser Schwerkraftunterstützung werden die Ionentriebwerke wieder hochgefahren, und die nächste Station des Raumfahrzeugs wird der Asteroid 16 Psyche im Jahr 2029 sein, den es mindestens zwei Jahre lang umkreisen wird. Der Asteroid 16 Psyche ist für die Wissenschaftler von Interesse, da es sich um ein großes, 173 Meilen (280 Kilometer) breites Fragment des metallischen Kerns eines alten Planeten handelt, das aus der Zeit der Planetenbildung in unserem Sonnensystem vor etwa 4,5 Milliarden Jahren übrig geblieben ist. Die Planetenforscher hoffen, durch die Entdeckung von 16 Psyche mehr über das Innere von Gesteinsplaneten wie der Erde und über die Entstehung dieser Welten zu erfahren.
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Die Raumsonde Psyche war während ihrer gesamten Reise nicht untätig. Sie hat ihre Zeit mit verschiedenen Instrumenten verbracht, um wissenschaftliche Daten zu sammeln. So haben beispielsweise das Magnetometer sowie das Gammastrahlen- und Neutronenspektrometer geladene Teilchen aufgespürt, die von koronalen Massenauswürfen der Sonne stammen. In der Zwischenzeit testet die Sonde auch eine neue optische Tiefseekommunikationstechnologie, die auf der Verwendung von Lasern anstelle von Funk basiert, um Daten über interplanetare Entfernungen zu übertragen. Ein Test des Systems im April übertraf die Erwartungen, indem es Daten mit 267 Megabit pro Sekunde aus einer Entfernung von 226 Millionen Kilometern (140 Millionen Meilen) zurücksendete. Diese Bitrate ist vergleichbar mit der Geschwindigkeit von Breitband-Downloads bei Ihnen zu Hause.
„Bis zu diesem Zeitpunkt haben wir die verschiedenen Ausrüstungsgegenstände, die für die Durchführung der Mission benötigt werden, eingeschaltet und überprüft, und wir können berichten, dass sie einwandfrei funktionieren“, sagte Henry Stone, der Psyche-Projektleiter am Jet Propulsion Laboratory der NASA, in einer Erklärung.
Psyche ist nicht die erste Mission zum Asteroidengürtel, die Ionentriebwerke einsetzt. Zuvor besuchte die Dawn-Mission der NASA sowohl Ceres als auch Vesta mit Hilfe eines solarelektrischen Antriebs. In Star Wars steht der Name der TIE-Jäger des Imperiums für „Twin Ion Engine“ (Zwillings-Ionen-Motor), aber wie Dawn und nun auch Psyche zeigen, ist diese Technologie keine Science-Fiction mehr.
