Veículo de vela solar da NASA para perseguir um pequeno asteróide após o primeiro lançamento do Artemis

Ilustração do NEA Scout da NASA com uma vela solar espalhada enquanto voa perto do destino do asteroide. crédito: NASA

A NEA Scout visitará um asteroide estimado em menor que um ônibus escolar – o menor asteroide já estudado por uma espaçonave.

Lançamento com um voo de teste não tripulado Artemis I, NASAUm asteroide próximo da Terra do tamanho de uma caixa de sapatos perseguirá o que se tornaria o menor asteroide já visitado por uma espaçonave. Ele chegará lá lançando uma vela solar para aproveitar a radiação solar para propulsão, tornando-se a primeira missão espacial da agência desse tipo.

O alvo é 2020 GE, um asteroide próximo da Terra (NEA) com menos de 18 metros de tamanho. Asteróides com menos de 100 metros de largura não foram detectados de perto antes. A espaçonave usará sua câmera científica para dar uma olhada mais de perto, medindo o tamanho, a forma, a rotação e as propriedades da superfície de um objeto enquanto procura qualquer poeira e detritos que possam cercar o GE 2020.

Como a resolução da câmera é inferior a 4 polegadas (10 centímetros) por pixel, a equipe científica da missão poderá determinar se o GE 2020 é sólido – como uma rocha – ou se é composto de rochas menores e poeira aglomerada. como alguns de seus maiores primos asteróides, como o asteróide Bennu.

Graças às descobertas dos NEAs por observatórios terrestres, vários alvos foram identificados para o NEA Scout, todos a uma distância de 16 a 100 pés. [5-to-30-meter] “Tamanho da escala”, disse Julie Castillo-Rogues, principal investigadora científica da missão no Jet Propulsion Laboratory da NASA no sul da Califórnia. “2020 GE representa uma classe de asteroides sobre os quais atualmente sabemos muito pouco”.

O NEA Scout consiste em um pequeno CubeSat do tamanho de uma caixa de sapatos (canto superior esquerdo) e uma vela solar fina revestida de alumínio do tamanho de uma quadra de tênis (canto inferior esquerdo). Depois que a espaçonave a bordo do Artemis I for lançada, a vela usará a luz do sol para impulsionar o CubeSat em um pequeno asteroide (mostrado na ilustração à direita). crédito: NASA

O GE 2020 foi visto pela primeira vez em 12 de março de 2020 pela Universidade do Arizona Catalina Sky Survey Como parte de sua busca por objetos próximos da Terra para a NASA Escritório de Coordenação de Defesa Planetária.

Desenvolvido sob a supervisão da NASA Divisão de Sistemas Avançados de Exploração pelo Marshall Space Flight Center em Huntsville, Alabama, e Laboratório de Propulsão a Jato, NEA Scout é uma missão de revisão de ciência e tecnologia que irá avançar a compreensão da agência sobre pequenas e médias empresas. usando seis unidades Fator de forma CubeSat, você vai montar como um dos 10 Cargas secundárias a bordo do poderoso Sistema de Lançamento Espacial (SLS), que não será lançado antes de março de 2022 no Centro Espacial Kennedy da NASA, na Flórida. O NEA Scout será então implantado a partir de um distribuidor conectado ao anel adaptador que conecta o foguete e a espaçonave Orion.

A missão servirá como um batedor inteligente para futuras missões humanas e robóticas que podem usar recursos de asteroides – e obterá importantes insights de defesa planetária nessa classe de NEA.

“Embora os grandes asteroides sejam os mais preocupantes do ponto de vista da defesa planetária, objetos como 2020 GE são mais comuns e podem representar uma ameaça ao nosso planeta, apesar de seu pequeno tamanho”, disse Castillo Rogues. a meteorito de Chelyabinsk Foi causado por um pequeno asteróide – cerca de 20 metros de diâmetro – que explodiu sobre a cidade russa em 15 de fevereiro de 2013, causando um terremoto que quebrou janelas em toda a cidade e feriu mais de 1.600 pessoas. Essa foi a mesma classe NEA que a GE 2020.

Baixa massa, alto desempenho

Aprender mais sobre o asteroide 2020 GE é apenas parte do trabalho do NEA Scout. Também mostrará a tecnologia de vela solar para encontros no espaço profundo. Quando lançada de seu dispensador após o lançamento, a espaçonave usará aço inoxidável lingote Para limpar uma vela solar que se expande de um pequeno feixe para uma vela do tamanho de uma quadra de tênis, ou 925 pés quadrados (86 metros quadrados).

Feita de alumínio revestido de plástico que é mais fino que um fio de cabelo humano, esta vela leve e espelhada gerará impulso refletindo fótons solares – partículas quânticas de luz que irradiam do sol. A vela fornecerá a maior parte do impulso do NEA Scout, mas pequenos impulsos de gás frio com um suprimento limitado de combustível também ajudarão nas manobras e na direção.

“A gênese deste projeto foi uma pergunta: podemos realmente usar uma pequena espaçonave para realizar missões no espaço profundo e produzir ciência útil a baixo custo?” disse Les Johnson, investigador-chefe de tecnologia da missão na Marshall. “Este é um grande desafio. Para missões de caracterização de asteróides, simplesmente não há espaço suficiente no CubeSat para os grandes sistemas de propulsão e combustível que você precisa.”

A luz do sol atua como uma força constante, de modo que uma pequena espaçonave equipada com uma grande vela solar pode eventualmente viajar vários quilômetros por segundo. As velas solares são um sistema de propulsão de alto desempenho para naves espaciais de baixa massa e baixo volume, de acordo com Johnson. O NEA Scout manobrará inclinando e inclinando sua vela para alterar o ângulo da luz do sol, alterando a quantidade de empuxo e a direção da viagem, semelhante à forma como um barco usa o vento para navegar.

Em setembro de 2023, o asteroide GE de 2020 se aproximará da Terra e, com a ajuda da gravidade da Lua, o NEA Scout terá reunido velocidade suficiente para alcançá-lo. Os navegadores da missão ajustarão o curso do NEA Scout antes que a espaçonave se aproxime a menos de uma milha do asteroide.

“NEA Scout alcançará o voo mais lento de todos os tempos para um asteroide – com uma velocidade relativa de menos de 100 pés [30 meters] Castillo Rogues disse. “Isso nos dará algumas horas para reunir ciência valiosa e nos permitir ver de perto como são os asteroides nesta classe”.

NEA Scout abre caminho para futuras velas solares: NASA Sistema de vela solar composto avançado Ele mostrará novos e leves braços de implantação de vela solar CubeSat após o lançamento em 2022. Em seguida, cruzador solarA tecnologia de vela solar de 18.000 pés quadrados (quase 1.700 metros quadrados) usará a luz solar para viajar em direção ao sol em 2025, o que permitirá que futuras missões monitorem melhor o clima espacial.