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

Bei so einer relativ leichten Sonde müsste eigentlich eine Rückführung des Center Core zu einem
Droneschip im Atlantik möglich gewesen sein.

Auf welchem Drohnenschiff hätte man landen sollen? Es gab leider zu dem Zeitpunkt kein verfügbares Schiff. ASOG war für Starlink 6-22 geplant und JRTI war vorher für 6-21 und nachher für 6-23 geplant. Für eine Falcon Heavy, welche extrem weit draußen landet, müsste man vermutlich mindestens 2 Starlink-Starts absagen, da das Schiff so weit draußen sehr lange benötigt, bis es da ist. Vermutlich würde man dann aber auch die Seitenbooster auf einem Drohnenschiff landen müssen, aber bedeutet, dass man 3 Drohnenschiffe benötigen würde.

Zur Erinnerung: Auf der SpaceX Webseite wird die Nutzlast der Falcon Haevy zum Mars mit 16 800 kg

Das ist für "Ohne Wiederverwendung". Mit sinkt die Payload überproportional, man kann die Zahlen somit nicht vergleichen. Man muss auch beachten, die Booster sind sogar zurückgeflogen an Land. Das kostet Treibstoff und Nutzlast.

Die Flugbahn der Sonde Psyche kann in Echtzeit verfolgt werden.

https://eyes.nasa.gov/apps/solar-system/#/sc_psyche

Beste Grüße Gertrud

Die einwöchige Startverzögerung von Psyche (siehe Post von roger50 / #83 in diesem Thread) war darauf zurückzuführen, dass bei Bodentests festgestellt wurde, dass die Kaltgas-Lageregelungsdüsen bei den eingestellten Parametern im Betrieb überhitzen würden. Es wurde dann entschieden, diese Düsen während der Mission nun mit 30% (statt der eingestellten 80%) des Maximalschubs zu betreiben:

https://spaceflightnow.com/2023/10/02/simple-settings-tweak-should-save-psyche-asteroid-mission-from-overheating-thrusters/

Woher kommt dann eigentlich der Name "Kaltgas", wenn die Düsen überhitzen können?

Kaltgas wird im Artikel erwähnt ("cold gas thrusters"), das bedeutet i.d.R. ein inertes Gas aus einem Hochdrucktank, das durch Düsen dosiert ausströmt, ohne chemische Umsetzung (Verbrennung mit einem Oxidator  oder katalytische Zersetzung). Eigentlich sollte man erwarten, das ein expandierendes Gas sich abkühlt (siehe Kühlschrank; Joule-Thomson-Effekt). Reibungshitze der Strömung ?
"Unter Normalbedingungen gilt für die meisten Gase und Gasgemische, z. B. für Luft, dass die Temperatur bei der Entspannung sinkt. Dagegen steigt sie z. B. bei Wasserstoff, Helium, Neon"(Wikipedia zu Joule-Thomson-Effekt).
Zum Treibgas ist im Artikel nichts gesagt.
   edit: Treibgas ist Stickstoff (GN-2). War ursprünglich mal Xenon, aus gemeinsamem Tank mit den Ionentriebwerken; Konzept wurde geändert. Details zur Designgeschichte hier: https://space.stackexchange.com/questions/64432/why-does-the-psyche-spacecraft-use-cold-gas-thrusters

Wenn man ein Gas durch eine Düse presst entsteht Hitze.

Beispiel: Nimm deine Fahrradluftpumpe, halte den Daumen auf die Austrittsöffnung und pumpe schnell. Die kalte Luft wird dabei an deinem Daumen schnell sehr warm. Wenn man langsamer pumpt ist die Wärmeentstehung geringer.

Deshalb verringert man sicherlich den Druck des Gases von 80% auf 30%.

In der Hoffnung richtig zu liegen grüßt
RonB

Stimmt wohl nur zum Teil.
Die Luft in der Fahrradpumpe wird beim Pumpen komprimiert und dadurch erhitzt!
Beim Durchströmen der kleinen Öffnung möglicherweise noch zusätzlich?

Kaltgastriebwerke erklärt:
Danach könnten sie nicht "überhitzen", da sie gar nich wärmer werden!

https://de.m.wikipedia.org/wiki/Kaltgastriebwerk

Es bleibt ein Rätsel.

Da das Gas aber durch eine sich verengende Düse strömt, bevor es expandiert ("convergent-divergent"), wird es möglicherweise dort erhitzt. Immerhin wird es dadurch bis auf Schallgeschwindigkeit beschleunigt.
Möglicherweise liegt das Problem aber auch bei den elektrisch betriebenen Ventilen?
Die "30% statt 80%" beziehen sich wohl auf die Ausströmgeschwindigkeit. Jedenfalls müssen die Triebwerke dadurch jedesmal deutlich länger arbeiten und die Lageänderungen sind entsprechend langsamer.

Der Fehler lag übrigens bei der Herstellerfirma, welche falsche Daten übermittelte.

Ob sich ein Gas beim Ausdehnen abkühlt oder erwärmt hängt davon ab, ob die inneren Anziehungs- oder die Abstoßungskräfte überwiegen.

Bei Luftgasen unter Normalbedingungen herrschen die Anziehungskräfte vor; wenn man also das Volumen vergrößert d. h. die Gasmoleküle auseinanderzieht, muss man Arbeit verrichten und die Energie dafür stammt aus der Bewegungsenergie der Moleküle. Das Gas kühlt also ab. Bei Gasen mit einer überwiegenden Abstoßung ist das umgekehrt, d. h. hier werden die Moleküle bei der Ausdehnung beschleunigt, das Gas wird heißer.

http://www.pci.tu-bs.de/aggericke/PC1/Kap_II/JT-Effekt.htm

Das Verhältnis der beiden Kräfte hängt nicht nur von der Gasart, sondern auch von Druck und Temperatur ab (Joule-Thomsen-Diagramme), sie können also bei unterschiedlichen Umgebungsbedingungen auch unterschiedlich reagieren.

https://de.wikipedia.org/wiki/Van-der-Waals-Gleichung

Die beiden JANUS-Asteroidensonden (Serenity und Mayhem) auf dem ursprünglichen Startmanifest von Psyche, die aufgrund der Startverschiebung von Psyche ihre geplanten Ziele nicht mehr erreicht hätten und deshalb auf unbestimmte Zeit "eingemottet" wurden, könnten evtl. zu einer zusätzlichen* Mission zum Asteroiden Apophis umgewidmet werden. Dies lässt NASA derzeit in einem workshop prüfen:  https://spacenews.com/nasa-workshop-to-examine-options-for-apophis-asteroid-mission/
* : ergänzend zu OSIRIS-ApEx .
Das "Entmotten" der JANUS-Sonden würde etwa 18 Monate in Anspruch nehmen, da die beiden Sonden für die Langzeitlagerung teilweise zerlegt wurden (Akkumulatoren, Sonnenzellen, Antriebssystem, Instrumente). Ob die notwendigen Mittel hierfür in der derzeitigen Finanzsituation der NASA bereitgestellt werden könnten, ist unklar.

https://en.wikipedia.org/wiki/Janus_(spacecraft)

Läuft ...

https://twitter.com/_mgde_/status/1712841540937089180

Hallo allerseits,

leider habe ich erst jetzt Euren Psyche-Thread entdeckt und kann aber dafür aus erster Hand berichten, wie ich diesen denkwürdigen Tag des zweimal verschobenen Starts während meines Floridaurlaubs zusammen mit meinen Freunden Mike Robel aus Merritt Island und James MacLaren aus Cocoa Beach auf der Tribüne des Apollo Saturn V Centers erlebt habe, über den ich in meinem Reisebericht Reise nach Florida und Besuch des KSC 2023 berichtet habe.

Am 29. Juli haben JPL und Psyche mit 460 Millionen Kilometern (entspricht der größten Entfernung zwischen Erde und Mars) einen neuen Rekord für Laser-Kommunikation aufgestellt. Das System hat eine maximale Datenübertragungsrate von 267 Mbit/s (entspricht Breitband-Internet), die bis 53 Millionen Kilometer (die engste Entfernung zwischen Erde und Mars) aufrechterhalten werden konnte. Danach wurde es deutlich langsamer, z. B. bei 390 Millionen Kilometer 6,25 Mbit/s, aber immer noch 100 mal schneller als auf dem Ka-Band:
https://www.jpl.nasa.gov/news/nasas-laser-comms-demo-makes-deep-space-record-completes-first-phase/

Am 1. April 2025 fiel der Druck in den Xenon-Zuleitungen zu den Ionentriebwerken von Psyche von 36 psi auf 26 psi, woraufhin die Triebwerke  abschalteten. Die Suche nach der Ursache brachte bisher keine Ergebnisse. Das Zuleitungssystem ist redundant vorhanden; man erwägt jetzt, auf das zweite Leitungssystem umzuschalten. Bis Mitte Juni kann die Schubunterbrechung kompensiert werden, danach hätte sie Auswirkungen auf die geplante Flugtrajektorie:

https://science.nasa.gov/blogs/psyche/2025/04/29/nasas-psyche-mission-looking-into-propulsion-system/

https://spacenews.com/nasa-investigating-problem-with-psyche-electric-thrusters/

   edit: Link ergänzt

NASA hat jetzt entschieden, dass der Weiterbetrieb der Ionentriebwerke ab Mitte Juni mit dem Reserve-Leitungssystem erfolgen soll. Offenbar hat ein Ventil im Hauptsystem eine mechanische Fehlfunktion, die den maximalen Durchfluss drosselt. Das entprechende Ventil im Reservesystem soll dauerhaft offen gehalten werden, um eine ähnliche Fehlfunktion zu vermeiden:

https://science.nasa.gov/blogs/psyche/2025/05/28/nasas-psyche-spacecraft-using-backup-fuel-line/

Das entprechende Ventil im Reservesystem soll dauerhaft offen gehalten werden, um eine ähnliche Fehlfunktion zu vermeiden:

Das heißt die Zuflussmenge an Treibstoff wird nun nicht mehr gesteuert und Psyche ist dauerhaft mit "Vollgas" unterwegs, das Ventil also eigentlich überflüssig?

Ich verstehe das so, dass es sich nicht um ein Druck- bzw Mengenregelventil handelt, sondern um ein Absperrventil, mit dem man den entsprechenden Abschnitt im Leitungssystem unter Druck setzen kann (oder nicht), um den Durchfluß überhaupt zu ermöglichen.
"The spacecraft was designed with a redundant backup propellant line that is identical to the primary propellant line. Engineers plan to keep the backup line’s valve in the open position to ensure propellant flow and avoid any potential mechanical issues in the future."

Siehe auch:  https://spacenews.com/nasa-switches-to-backup-propellant-line-on-psyche-spacecraft/

  Ventile, die "Zicken" machen, scheinen ein andauerndes Problem bei vielen Missionen zu sein ...

Ergänzung:
wer sich in die Details des Xenon-Druck- und Durchflussregelungssystems von Psyche vertiefen möchte, wird hier fündig:
"Versatile Xenon Flow Controller for Extended Hall-Effect Thruster Power Range"
https://electricrocket.org/2019/303.pdf
Das Ventlsystem wurde von den Firmen Maxar und Moog entwickelt.

Hallo zusammen 
es gibt eine sehr schöne Nachricht von Psyche.
die Ingeniere konnten erfolreich die Ersatz-Treibstoffleitung für das Xenongas in Betrieb nehmen.

https://science.nasa.gov/blogs/psyche/2025/06/20/nasas-psyche-spacecraft-resumes-full-time-propulsion/

Aus Sicherheitgründen will die NASA das Treibstoffsystem der Sonde jetzt nur noch im Dauerbetrieb betreiben.
  Man kann sich also weiter auf das Erreichen von Psyche im Jahr 2029 freuen. 

Gruß Rocke

ESA hat erfolgreich die optische Datenübertragung von/zu PSYCHE über eine Entfernung von derzeit 265 Mio km demonstriert. Die Sendestation befindet sich am Kryoneri-Observatorium in der Nähe von Athen, die Empfangsanlage am Helmos-Observatorium 37 km entfernt. Aus Sicherheitsgründen wurden während des Betriebs des Sendelasers Teile des griechischen Luftraums gesperrt:

https://www.esa.int/Enabling_Support/Operations/Europe_s_first_deep-space_optical_communication_link#msdynmkt_trackingcontext=a8334ff5-6c17-49dc-8946-8443f6f30200

Nur zur Klarstellung:
Entfernung Athen/Kryoneri-Observatorium auf dem Mount Kyllini beträgt knapp 100 km.

"In der Nähe von Athen" ist natürlich relativ, aber zu nah darfs dann doch nicht sein, wenn da nicht Lichtverschmutzung u.ä. behindern darf.

https://en.m.wikipedia.org/wiki/Kryoneri_Observatory

https://en.m.wikipedia.org/wiki/Chelmos_Observatory

Alle beide befinden sich also auf der Peloponnes-Halbinsel

Auf ihrem Weg zum Zielasteroiden "Psyche" hat Psyche jetzt sozusagen in den Rückspiegel geschaut und aus 290 Mio km Entfernung eine Aufnahme von Erde und Mond übermittelt (die Hintergrundsterne gehören zum Sternbild "Widder"):


   Bild: NASA/JPL-Caltech/ASU

Sinn dieser Übung war, Objekte in reflektiertem Sonnenlicht aufzunehmen, also unter ähnlichen Lichtverhältnissen wie es später auch am Asteroiden geplant ist.

https://www.jpl.nasa.gov/news/nasas-psyche-captures-images-of-earth-moon/

ESA hat erfolgreich die optische Datenübertragung von/zu PSYCHE über eine Entfernung von derzeit 265 Mio km demonstriert. Die Sendestation befindet sich am Kryoneri-Observatorium in der Nähe von Athen, die Empfangsanlage am Helmos-Observatorium 37 km entfernt. Aus Sicherheitsgründen wurden während des Betriebs des Sendelasers Teile des griechischen Luftraums gesperrt:

https://www.esa.int/Enabling_Support/Operations/Europe_s_first_deep-space_optical_communication_link#msdynmkt_trackingcontext=a8334ff5-6c17-49dc-8946-8443f6f30200

Nach dieser ersten Demonstration der Laser-Kommunikation mit Psyche, wurden noch drei weitere Übertragungskampagnen mit erweiterten Anforderungen erfolgreich durchgeführt.
Dabei wurde ein Katzenvideo mit einer Übertragungsrate von 1.3 Mbps über die Entfernung von 300 Mio. Kilometer gesendet.
In der vierten Kampagne wurde Psyche nur knapp über dem Horizont verfolgt, was bedeutet, dass der Laser durch die turbulente Atmosphäre strahlen muss. Dabei konnte überraschenderweise das Video sogar mit 1.8 Mbps übertragen werden, über eine Entfernung von mehr als 2 AU.

https://www.esa.int/Enabling_Support/Operations/ESA_wraps_up_300-million-kilometre_optical_communication_campaign

NASA hat jetzt die Tests zur Laser-Datenübertragung von und zu PSYCHE erfolgreich abgeschlossen: zwei Jahre nach dem Start wurde eine Übertragung über 494 Mio km (307 Mio Meilen) (weiter als vom/zum Mars) nachgewiesen. Für das Uplink wurde dabei das Table Mountain Observatory mit einem 3 kW Lasersystem genutzt; das Downlink lief über das 5m-Teleskop des Palomar-Observatoriums. Insgesamt wurden bei den Tests 13,6 Terabits übertragen:

https://www.nasa.gov/directorates/stmd/tech-demo-missions-program/deep-space-optical-communications-dsoc/nasas-deep-space-communications-demo-exceeds-project-expectations/

https://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA24569