Hasta la fecha, son sólo dieciocho asteroides los que hemos visitado. Más grandes, como Ceres, más pequeños, como Dimorphos... También en variedad: de silicatos, basálticos, carbonáceos... pero sólo uno metálico. Y, en verdad, fue una visita breve, no viendo más que su forma de diamante y diversos cráteres. Decididos a compensar esta escasez, una propuesta Discovery apuntaba a indagar en el mayor de todos ellos.
¿Qué razones pueden haber para una visita se este tipo? Al menos, una de peso: bien podría ser el núcleo de un planetesimal de lo que sólo queda este asteroide. Si fuera así, una misión de este tipo sería como visitar el núcleo de un planeta terrestre.
¿Cómo plantear una misión hasta allí? En vista que, por medios convencionales (a la Rosetta, vamos) se tardaría más de una década, se ha optado por otra forma más económica, directa y avanzada tecnológicamente hablando. La de Dawn.
Para facilitar las cosas, mejor entender a Psyche como una prima de Dawn en muchas cosas: un bus central, grandes paneles solares, impulsión iónica, antena principal fija y cuatro investigaciones. Sí el núcleo de la sonda es, también, producto de una firma constructora. El bus se basa en la plataforma de satélite geoestacionario SSL 1300 de la actual firma Maxar (anteriormente Space Systems Loral), con decenas de unidades en órbita con éxito. Esta será, sin embargo, su primera incursión en el espacio profundo. La plataforma, conocida por la misión como chasis SEP, incorpora todo lo necesario para
funcionar. El chasis SEP, de 3.1 metros de largo, 2.2 de ancho y 2.4 de profundidad, fue construido y probado por Maxar, pero el resto de hardware fue instalado en el JPL. Al bus hay que añadirle, además de sus paneles solares, dos mástiles de dos metros cada uno, proyectándose de la parte superior del bus, y muy cerca se sitúa su antena principal, así que su altura total es de 4.9 metros. Prácticamente todo es herencia de misiones previas. Como decimos, lo básico para funcionar proviene del JPL, en su mayoría, como el ordenador, que cuenta con el procesador típico, el RAD750, que gestionará todo el funcionamiento de a bordo, y cuenta con un grabador de datos de estado sólido de 4 GB para telemetría de ingeniería y datos científicos. Su sistema de comunicaciones es, también, clásico, al usar una antena de alta ganancia, de dos metros de diámetro, situada en la parte superior, e inclinada, y tres antenas de baja ganancia. Todas las antenas son fijas, por lo que se requiere de maniobrar la sonda para apuntarlas a la Tierra, si bien con las de baja esto no es necesario. Hay que decir una cosa: Psyche será la última misión, que sepamos, que confiará el el extraordinario transpondedor SDST, cuyo origen proviene de la misión Deep Space 1, y que gran parte de misiones de espacio profundo hasta la fecha han llevado y llevan en la actualidad. Es una sonda que exige grandes demandas de consumo eléctrico, por ello se ha dotado a la misión de unos paneles solares nada despreciables. Es la segunda misión de espacio profundo en lanzarse con esta configuración en forma de signo más. Cada panel cuenta con cinco secciones y, una vez desplegados, otorgan una envergadura a la sonda de 24.76 metros, más una altura de 7.34 metros. Todo, para alimentar los sistemas de a bordo, y cargar una única batería de ión-litio de trece células. Su sistema de orientación garantizará un control de actitud triaxial, con lo típico en estos casos: unidad de medición inercial (en miniatura), sensores solares, dos escáneres estelares, cuatro ruedas de reacción y su propulsión que, en este caso, es un sistema de gas frío, empleando gas de nitrógeno, cuyo uso será, por lo general, auxiliar. Lo que realmente importa es su sistema de impulsión iónica. Sin embargo, no usa el motor iónico NSTAR, ya anticuado, ni el NEXT-C
que empleó DART (con resultados, para este cronista, desconocidos), sino que emplea un sistema comercial que tiene su miga: se llama SPT-140, es un motor de efecto Hall, y tiene sus orígenes en un diseño desarrollado en la Unión Soviética. Esta familia de motores iónicos lleva volando en satélites soviéticos desde 1971 (SPT significa Propulsor de Plasma Estacionario), y llegaron a occidente tras la caída del régimen soviético. Por lo general, este tipo de motores se usa, en la actualidad, en satélites geoestacionarios como forma de mantener su posición orbital con un gasto mínimo de combustible. Es cierto que un motor de estas características empujó la misión europea SMART-1 a la Luna, pero esta será su primera
incursión en el espacio profundo. ¿Qué características tiene? Posee un impulso específico de 1800 segundos, consume energía entre 900 vatios (mínimo) y 4.500 vatios (a plena potencia) proporcionando un empuje de 280 milinewtons, si bien el sistema es graduable. El sistema completo cuenta con cuatro unidades del SPT-140, dos por cada mástil que les alberga, móvil en dos ejes, más dos Unidades de Procesado de Energía, así como un complicado aparataje de interconexiones más todo el subsistema del manejo del combustible, que es xenón. En pura teoría, cualquier PPU puede controlar cualquiera de los motores, si bien la misión sólo puede usar uno cada vez. Un total de siete tanques de combustible almacenarán todo el xenón para la misión, totalizando 1085 kg. En cuanto al control termal, nada nuevo, con mantas multicapa, calentadores eléctricos, radiadores, además de pequeñas ventanillas de apertura mecánica, accionadas por calor. Puesto que el sistema de impulsión iónica generará mucha temperatura, hace falta su rápida disipación. Su programa científico lo conseguirá gracias a cuatro investigaciones. El principal es el Espectrómetro de Rayos Gamma y Neutrones de 
Psyche. Se trata, en realidad, de dos sistemas separados. El espectrómetro de rayos gamma es un diseño virtualmente idéntico al usado en MESSENGER, es decir, que cuenta con un cristal de germanio de alta pureza de cinco centímetros de diámetro y otros tantos de alto como detector, acoplado a un tubo fotomultiplicador. Dentro de un criostato, y refrigerado por un criorefrigerador tipo Stirling de una sola etapa, permitirá mediciones de una estupenda resolución. Para protegerle de los rayos gamma de fondo, cuenta con un escudo anticoincidencia plástico. Por su ubicación, y experiencia en Mercurio, se ha eliminado la ventana que tenía en la parte superior, para ver la superficie del asteroide a través del escudo anticoincidencia. Un aspecto particular del sistema es una forma de recuperar la sensibilidad casi total del cristal. Puesto que se verá sometido a un bombardeo continuo de protones de alta velocidad, éstos dañarán inevitablemente el cristal. La experiencia ha demostrado que, al calentar el cristal a altas temperaturas (105ºC) durante aproximadamente diez días. Está instalado en uno de los mástiles, justo en su extremo. Su acompañamiento, el espectrómetro de neutrones, también tiene pedigrí, porque se basa, ni más ni menos que en el que voló en Lunar Prospector, es decir, el primero de todos. Por supuesto, viene con
cambios. Se trata de dos cilindros rellenos de helio-3 que se proyectan, paralelos, de su placa de montaje, mientras que se añade un tercero que está instalado perpendicular a los otros dos y montado a lo largo de la placa. Uno de ellos carece de cobertura, un segundo posee una cobertura de cadmio en los sensores, mientras que el tercero cuenta con un recubrimiento de un centímetro de poliuretano. Este diseño es significativamente más sencillo de ensamblar y adaptar al montaje en la sonda, que se sitúa en la mitad de la longitud del mástil en el que se sitúa su hermano de rayos gamma. La intención es estudiar y compilar un mapa de composición elemental de Psyche, hasta una profundidad aproximada de un metro. Puesto que es un asteroide metálico, se espera detectar hierro y níquel, y además podrá medir otros elementos como el silicio, potasio, aluminio, calcio, torio y uranio, entre otros, siendo capaz de hacer, con los datos recopilados, la diferenciación entre elementos metálicos y los de silicatos. Otros parámetros que estudiará será el flujo de rayos gamma de alta energía en el entorno del asteroide, buscará hidrógeno o cobalto, medirá el contenido isotópico del elemento Hierro-54, así como medir el flujo de partículas energéticas. El segundo en importancia es el Magnetómetro de Psyche. Otro 
instrumento con alta herencia, el sistema cuenta con dos sensores de flujo saturado triaxiales, típicos de misiones de espacio profundo. El primer sensor está en el extremo del segundo mástil; el segundo está 0.7 metros por detrás. Como siempre, la configuración de dos sensores permitirá diferenciar entre el entorno magnético ambiente (en el entorno de la sonda, en una tan "magnética" como Psyche por su impulsión iónica) y el del exterior. Puesto que se cree que el asteroide es, o fue, un núcleo propoplanetario, es muy probable que aún esté magnetizado o, en caso de que no, conservar un magnetismo remanente. De menor importancia, pero básica, es la Cámara Multiespectral de Psyche. No es un sistema nuevo; se trata de la combinación de dos elementos conocidos. Desarrollado por la Malin Space
Science Systems, combina una versión modificada del sistema óptico desarrollado para la cámara de media resolución del sistema MARCI de Mars Climate Orbiter con el tipo de sensor, rueda de filtros y electrónicas que el sistema Mastcam-Z de Perseverance. Así, cuenta con un sistema refractor de 148 milímetros de longitud focal (f/1.8) que entrega la luz a un sensor CCD de 1600 x 1200 pixels, sin filtro bayer en este caso. Con la rueda de filtros de ocho posiciones podrá hacer diversas tareas. La principal será la de navegación óptica, para lo que cuenta con un filtro claro de banda ancha. Los otros siete, además de servir para la construcción de imágenes a casi color real y falso color, buscarán elementos de silicatos como el piroxeno o la olivina, los restos de impactos de asteroides contra Psyche. En torno al asteroide, no sólo servirá para crear un mapa de su superficie, también hará un mapa de minerales más bien general. Por supuesto, al ser un lugar nuevo que visitar, esperamos que nos enseñe algunos rasgos geológicos de lo más interesantes. En realidad cuenta con dos unidades, como redundancia, una apunta directamente hacia abajo, la segunda lo hace levemente desviada 3.7º a un lado. ¿Podría usar ambas para construir un mapa topográfico? Puede. Ah, y cada cámara contará con su propio almacenaje de imágenes. También realizará una investigación de Radio Ciencia. Para ello contará con lo de siempre: su propia señal enviada a casa, donde se verá, según el efecto doppler, cómo se altera por la gravedad del asteroide, creando así una visión de cómo es Psyche por dentro. A esto, hay que añadir una 
investigación tecnológica: DSOC, Comunicaciones Ópticas de Espacio Profundo. Esta es una nueva prueba de comunicaciones basadas en láser, como el sistema LLCD en la misión LADEE. Psyche llevará la prueba más lejos, con un sistema bastante complicado, la verdad. DSOC cuenta con una sección fija, o Estacionaria, y una sección más móvil, o Flotante. Puesto que se trata de transmitir y recibir emisiones láser para transmitir información entre dos puntos, la sonda cuenta con un gran telescopio, la parte Flotante del diseño. Visto en las fotos, casi parece un cañón, pero no. Es un complejo sistema que combina un telescopio afocal tipo gregoriano más un sistema reflector tipo Cassegrain, con una apertura de 22 cm. En total son cuatro espejos más su estructura de soporte, todo de carburo de silicio, más un potente blafle para rechazar la luz no deseada. Al final del telescopio doble se encuentra un ensamblaje de divisor de haz dicrótico, que separa o combina los canales emisores y receptores, un retro-espejo, hasta llegar a la cámara de conteo de fotones. Puesto que se trata de haces muy estrechos, hay que afinar mucho el apuntamiento del sistema, por ello primero hay que establecer el alineamiento entre el transmisor (en la sonda o en Tierra) y el receptor, antes de proceder a la transferencia de datos. Por lo general, será la terminal terrestre la que busque iniciar el contacto con una emisión láser de baliza. Será DSOC quien se fije, estabilice la señal, y se prepare para enviar. Un transmisor láser conectado a una variante del transmisor será quien envíe los datos. En Tierra, serán dos telescopios los que formen parte del experimento: el Telescopio de Comunicaciones Ópticas instalado en Table Mountain, California, y el gran telescopio Hale del observatorio del Monte Palomar, como receptor. DSOC será capaz de detectar luz laser entre 1064 y 1550 nm. Existe la posibilidad, remota, además, de usar DSOC como altímetro láser en Psyche, pero es eso, posibilidad. Una vez repostada y lista, dará un peso en báscula de 2747 kg. Poca broma.
Toda la etapa de crucero de Psyche será un calco a la usada con Dawn, en lo que al uso de su impulsión iónica se refiere: por lo general, se impulsará durante toda una semana, en cuyo final, apagará el motor en uso para reorientarse hacia la Tierra, ofreciendo su antena principal para así transmitir los sucesos acaecidos a bordo. Terminada la sesión, la sonda, de forma automática, regresará a la actitud de impulsión más beneficiosa y reanudará la tarea. El motor iónico se usará incluso para desaturar las ruedas de reacción, conservando así el precioso gas de nitrógeno de sus propulsores de gas frío. Ah, y será durante este crucero cuando se harán las pruebas con la terminal de comunicaciones por láser, DSOC, empezando poco después del lanzamiento y terminando semanas antes del sobrevuelo marciano.
Cien días antes de llegar, la sonda iniciará la primera de muchas campañas de navegación óptica con su cámara primaria. Eso permitirá localizarlo ante el fondo de estrellas y ayudar a llegar. Cada vez más cerca, las imágenes proporcionarán parámetros como una rotación más precisa, ver si tiene satélites, si expulsa restos o gases... Luego, llegará la inserción orbital que, como Dawn, será como otro día en la oficina, pero un evento importante. Desde ahí su impulsión iónica le llevará hasta la primera órbita científica.
¿Qué pretende conseguír la misión? Tres metas: estudiar un elemento primordial de la formación planetaria, un núcleo de hierro; estudiar el interior de un cuerpo diferenciado, normalmente inaccesible; y estudiar, por vez primera, un cuerpo no de roca, sino de metal. Y para ello, posee los siguientes objetivos: determinar si es un núcleo o material no fundido; determinar la edad relativa de cada región en el asteroide; ver si cuerpos pequeños como Psyche poseen los mismos elementos ligeros que, por ejemplo, la Tierra y en su núcleo a alta presión; determinar si se formó en condiciones más oxidantes o más reductoras que el núcleo terrestre; y caracterizar su topografía. Casi nada, como se dice.
No hay comentarios:
Publicar un comentario