Psyche-Mission auf Falcon Heavy (B1064.4/B1079.1/B1065.4)

2026?! Sehr schön! Freut mich sehr - noch einmal mehr weil Psyche hier meine lieblings Mission ist

Dann wird es wohl langsam Zeit die Missionen eigene Threads zu spendieren?!

https://forum.raumfahrer.net/index.php?topic=13392.msg394612#msg394612

Ja! 

Der Hauptgürtel-Asteroid (16) Psyche umrundet die Sonne im Abstand zwischen ca. 2,5 und 3,3 AE. Die Umlaufzeit beträgt knapp 5 Jahre, die Rotationsperiode 4 h 12 min. Beobachtungen zeigten, dass Psyche zum größten Teil aus metallischem Eisen und Nickel bestehen muss. Bei ihm dürfte es sich damit um den Eisenkern eines ursprünglich viel größeren Himmelskörpers handeln, der in der Frühzeit des Sonnensystems durch eine heftige Kollision zerstört wurde.

Im Rahmen des Discovery-Programms der NASA  wurde der Asteroid Psyche für eine gleichnamige Mission ausgewählt. Der Start ist für das Jahr 2022 geplant, die Ankunft für 2026. Die Raumsonde soll den Asteroiden dann 21 Monate lang aus einer zunehmend niedrigeren Umlaufbahn erforschen.
https://www.jpl.nasa.gov/missions/psyche/

Das aus Radarbildern abgeleitete Formmodell ergibt eine Größe für Psyche von etwa 279 x 232 x 189 km. Die unterschiedlichen Farben zeigen die Abweichung vom durchschnittlichen Höhenniveau. Oben links sind jeweils die Breiten- und Längengrade bezogen auf die Bildmitte angegeben. In Südpolnähe  (Bild unten rechts) sind zwei große kraterartige Vertiefungen sichtbar.
http://outreach.naic.edu/ao/blog/radar-observations-and-shape-model-asteroid-16-psyche


Credit: Courtesy of NAIC - Arecibo Observatory

Das Raumfahrzeug soll folgende wissenschaftliche Instrumente mitführen:

2 Multispektralkameras für hochauflösende Bilder mit verschiedenen Filtern, um zwischen den Metall- und Silikatbestandteilen von Psyche zu unterscheiden.

Gammastrahlen- und Neutronenspektrometer, um die elementare Zusammensetzung von Psyche zu erkennen, zu messen und abzubilden. Das Instrument wird auf einen 2-m-Ausleger montiert. Damit sollen die Sensoren vor Hintergrundstrahlung geschützt werden, die durch energetische Teilchen erzeugt wird, die mit dem Raumfahrzeug interagieren und um ein ungehindertes Sichtfeld zu haben.

Magnetometer, um das Restmagnetfeld des Asteroiden zu erkennen und zu messen. Es besteht aus zwei identischen hochempfindlichen Magnetfeldsensoren, die sich am mittleren und äußeren Ende eines 2 Meter langen Auslegers befinden werden.

Radio- und Schwerkraftexperiment, bei dem mittels des X-Band-Funktelekommunikationssystem das Schwerkraftfeld von Psyche mit hoher Präzision vermessen wird. In Kombination mit der Topographie aus Onboard-Bildern wird dies Informationen über die Innenstruktur von Psyche liefern.

Zur Kommunikation wird eine neue Lasertechnologie (Deep Space Optical Communication) getestet, die Daten in Photonen (anstatt Radiowellen) kodiert, um zwischen der Sonde und der Erde zu kommunizieren. Licht anstelle von Radiowellen ermöglicht es mehr Daten in einer bestimmten Zeit zu kommunizieren.

Geplante Wissenschaftsorbits:

Orbit A "Characterization" für 56 Tage (41 Orbits), Höhe ca. 700 km, Orbitperiode = 32,4 h

Orbit B  "Topograhy" für 76 Tage (162 Orbits), Höhe ca. 290 km, Orbitperiode = 11,2 h

Orbit C "Gravity Science" für 100 Tage (369 Orbits), Höhe ca. 170 km, Orbitperiode = 6,5 h

Orbit D "Elemental Mapping" für 100 Tage (585 Orbits), Höhe ca. 85 km, Orbitperiode = 4,1 h

Quelle: https://sese.asu.edu/research/psyche

Was mich etwas stutzig macht ist, dass man bei Addition der Tage, selbst wenn man noch die 100 Tage der Annäherungsphase hinzurechnet, nicht auf die erwähnten 21 Monate = 630 Tage  Missionszeit nach Ankunft bei Psyche kommt. 

Derzeit befiindet sich die Mission lt. PI Lindy Elkins-Tanton in Phase B "Preliminary Design & Technology Completion", Phase C "Final Design and Fabrication" soll im Mai 2019 beginnen, Phase D "System Assembly, Integration and Test" im Januar 2021, Start ist (hoffentlich) im August 2022. Da liegt also noch jede Menge Arbeit vor dem Team um Lindy Elkins-Tanton, hoffentlich wird alles rechtzeitig fertig, 5 Jahre sind nicht so sehr viel Zeit. Daumen drücken!
https://medium.com/the-nasa-psyche-mission-journey-to-a-metal-world/what-in-the-world-is-phase-b-6ee6738aab44

Diese Trojanermission soll ja auch bei diesem Asteroiden vorbei fliegen. Ist die etwa noch vor Psyche bei Psyche?^^

Zur Kommunikation wird eine neue Lasertechnologie (Deep Space Optical Communication) getestet, die Daten in Photonen (anstatt Radiowellen) kodiert, um zwischen der Sonde und der Erde zu kommunizieren. Licht anstelle von Radiowellen ermöglicht es mehr Daten in einer bestimmten Zeit zu kommunizieren.

... Da muss ich kurz klugscheißen: Radiowellen sind auch Photonen bzw Licht.

Da ich aber auch gerade nicht prägnant den Unterschied zwischen Laserkommunikation zur klassischen Radiotransmittern darlegen kann, könnte das jemand erklären?

Diese Trojanermission soll ja auch bei diesem Asteroiden vorbei fliegen. Ist die etwa noch vor Psyche bei Psyche?^^

Ich bin mir ziemlich sicher, dass der Vorbeiflug von Lucy erst nach dem Ende der Psyche-Mission erfolgen wird. Frau Lindy Elkins-Tanton sagte ja, dass das zum Ende der Lucy-Mission hin erfolgen wird und deren letztes Ziel 617 Patroclus wird ja erst 2033 angesteuert. Ich habe nochmal das entsprechende Zitat herausgekramt:

Your mission came as a twin, next to Lucy mission, that will go and visit several Jupiter Trojans, and also visit Psyche…
Yeah, it’s gonna drive by Psyche in the end, they say around 1,000 km from it.

https://medium.com/the-lunarians/psyche-mission-journey-to-a-metal-world-b998432f4b6d

Danke für die ausführliche Antwort.

"Was mich etwas stutzig macht ist, dass man bei Addition der Tage, selbst wenn man noch die 100 Tage der Annäherungsphase hinzurechnet, nicht auf die erwähnten 21 Monate = 630 Tage  Missionszeit nach Ankunft bei Psyche kommt."

Das Einfliegen in eine stabile tiefere Bahn in der Nähe einer kleinen aber schweren Masse ist wohl "nicht trivial". Man hat dafür vermutlich auch noch weitere Reservezeit eingerechnet, da die Verteilung der Masse in dem Körper noch ziemlich unklar ist. Aber wenn alles gut läuft, erhält man dadurch zusätzliche Messzeit in einem Orbit, der sich nachträglich (also nach der Ankunft) als interessant herausstellt.

Robert

Welcher Träger ist eigentlich vorgesehen? Fliegt man weiterhin auf Atlas 5, nutzt man schon die Vulcan oder zieht man auch die Falcon 9 in Erwägung?

Über die Trägerrakete ist lt. Spaceflight Now (Stand 26.05.17) noch nicht entschieden, Atlas 5 und Falcon 9 werden aber wohl darum konkurrieren.

NASA has not selected a launcher for Psyche, but United Launch Alliance’s Atlas 5 rocket and SpaceX’s Falcon 9 booster will compete for the mission’s launch contract.

https://spaceflightnow.com/2017/05/26/earlier-launch-of-nasas-psyche-mission-touted-as-cost-saving-measure/

@rok: Danke, daran hatte ich gar nicht gedacht, klingt logisch.

Als Antriebssystem wird Psyche ein SPT-140 Hall-Effekt-Triebwerk nutzen, welches nun im "NASA Glenn Research Center" eingehend getestet wird.
https://www.nasa.gov/feature/nasa-glenn-tests-thruster-bound-for-metal-world

This mission will be the first to use a Hall effect thruster system beyond lunar orbit, so the tests here at Glenn, which had never been conducted before, were needed to ensure the thruster could perform and operate as expected in the deep space environment

Nur noch 4 Jahre und 201 Tage bis zum Start...   

Die neue Website zur Psyche-Mission ist jetzt online: https://psyche.asu.edu/

...und ein neues Video, warum sich die NASA den Asteroiden näher ansehen will:

Nur noch 4 Jahre und 201 Tage bis zum Start...   

Wenn ich mal so drüber nachdenke, kommt mir das rekordverdächtig kurz vor . Sonst brauchen die doch immer so 10 Jahre, bis die den Eimer geplant, entwickelt, gebaut, getestet und schließlich die Rakete finanziert haben und alles bereit ist. Man denke nur mal an die unendliche Geschichte von Exomars . Können sie sich bei Psyche evtl. auf schon bestehende Entwicklung oder gar vorhandene Hardware stützen? Oder ist die Mission gar nicht so aufwändig?

Können sie sich bei Psyche evtl. auf schon bestehende Entwicklung oder gar vorhandene Hardware stützen? Oder ist die Mission gar nicht so aufwändig?

Mir kommt gerade Dawn in den Sinn. Alles schon mal da gewesen 

Nicht vergessen: Das ist eine Discovery-Mission. Da gelten enge Kostengrenzen. Da weicht man oft auf bereits vorhandene Systeme aus.

Offizieller Trailer der NASA zur Psyche-Mission:

[ Invalid YouTube link ]

Es gibt eine neue anschauliche Graphik zur Trajektorie:


https://twitter.com/ltelkins/status/996792311773200386

Der Asteroid Psyche ist mit einer Dichte von nur 3,99 g/cm³ (+/- 0,26 g/cm³) eher mit einem Mesosiderit (Stein-Eisen-Meteoriten) als mir einem reinen Eisenmeteoriten vergleichbar. Das ergaben unlängst spektrale Messungen mit dem VLT der ESO. Die Messungen dienten auch der Verfeinerung des Formmodells und zur Suche nach möglicherweise vorhandenen Monden um Psyche. Zumindest Monde größer als 1460 m (+/- 200 m) konnten um Psyche ausgeschlossen werden. https://arxiv.org/abs/1810.02771

Mit dem Sphere-Instrument des Very Large Teleskopes wurde der Zielasteroid der Mission abgebildet, um mehr über dessen Oberflächenmerkmale in Erfahrung zu bringen. Als auffällige Merkmale von Psyche, dessen Durchmesser nun mit 226 km angegeben wird, wurde ein heller Fleck (Panthia) und ein besonders großer Krater (Meroe) entdeckt.
https://www.eso.org/public/blog/true-nature-of-asteroids/

Bilder von Psyche aus der "HARISSA-Umfrage" mit den Oberflächenmerkmalen Meroe (M) und Panthia (P). (Die Aufnahme ist 4x schärfer als mit Hubble möglich!)

Credit: ESO/LAM

Es gibt ein paar Probleme. Der Orbiter nutzt dasselbe Kameradesign wie Curiosity. Allerdings nutzt der Orbiter die Kamera logischerweise anders als der Rover. Man geht davon aus, dass die Kamera dann beim Start höheren Belastungen ausgesetzt ist, wofür sie nicht designt wurde. Bei dem Gamma-ray und Neutron Spectrometer trat dasselbe Problem auf. Hier sind weitere Tests und Analysen erforderlich. Ebenfalls Probleme gibt es mit dem Arbeitskräftemangel am JPL. Einige Arbeiten mussten daher nach hinten geschoben werden. Zahlreiche der besten Leute dort sind mit der Fertigstellung von Mars 2020 beschäftigt, außerdem steht ja auch noch der Europa Clipper an. Mit Letzterem kann es zu einem Konflikt in der Nutzung der Räumlichkeiten kommen, weil Europa Clipper eine höhere Sauberkeit verlangt. Man muss daher u.U. auf andere Orte ausweichen. Die genaue Höhe des Endbudgets der Mission steht daher noch nicht fest, es soll zwischen 907 und 957 Millionen US-Dollar liegen. Für das FJ 2020 will NASA 213,2 Millionen Dollar. FJ 2020 wäre dann der Höhepunkt in der Finanzierung.

Es gibt bei der NASA erhebliche Widerstände am JPL mehr Leute einzustellen. Das Problem wird daher noch eine Weile bestehen bleiben.

https://spacenews.com/psyche-mission-clears-review/

Psyche wird wohl auf Falcon Heavy starten. Die Nasa zahlt SpaceX 117 MIO USD für den Start.

https://spacenews.com/falcon-heavy-to-launch-nasa-psyche-asteroid-mission/

https://amp.flipboard.com/article/spacex-wins-the-117-million-launch-contract-to-explore-psyche-s-heavy-metal-ast/f-2a04b4c1ea%2Ftechcrunch.com

Psyche wird wohl auf Falcon Heavy starten.

Wow. Eine erstaunlich schnelle Karriere, von der Spaßrakete mit einem alten Auto als Nutzlast, zum absolut ernstzunehmenden Deep-Space-Träger, dem man eine 850 Mio. Dollar teure "one-of-its-kind"-Sonde anvertraut . Bisher ist die Falcon Heavy meines Wissens doch erst zweimal gestartet, oder habe ich was verpasst? Wie viele Starts dieser Rakete kommen noch, bis es bei Psyche ernst wird?

Es gab bisher 3 Starts.

Min 2 kommen bis da hin noch. Aber man kann eher von ~5 Starts ausgehen.

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Über die extrem interessanten ride-shaes wurde hier bisher noch nichts geschrieben?

Das ist doch genau das, wofür die Falcon Heavy ideal geeignet ist: Tiefraummissionen mit großer Nutzlast.
Da spielt der relativ kleine Nutzlastraum auch keine Rolle.
Und jetzt , als nächstes, Orbitermissionen zum Neptun und Pluto und Landung auf Europa ! (Traum-Modus ausgeschaltet)

Naja. Aufgrund des niedrigen ISP der Oberstufe ist die FH für BEO Missionen sehr ineffizient. Primär ist FB gut darin schwere Dinge in den LEO zu bringen..

Nur nebenbei und als korrektur

@sensei:
Laut SpaceX- Homepage schafft die Falcon Heavy 16.800 kg zum Mars und 3500 kg zum Pluto.
Offen gesagt, ist der ISP da völlig egal und die Effizienz spielt auch keine Rolle.
63.800 kg in den Erdorbit sind dagegen ein rein rechnerischer Wert, weil dafür die Nutzlastverkleidung viel zu klein ist.
Damit genug zur Falcon Heavy.
Ich halte sie für Psyche für eine sehr gute Wahl, obwohl ich kein Space X Fan bin !