W lutym NASA przyznała SpaceX kontrakty na wystrzelenie dwóch należących do agencji ładunków. Pierwszy z nich, satelita PACE, ma trafić na niską orbitę okołoziemską na szczycie Falcona 9. Drugi, sonda Psyche, zostanie wystrzelony przy pomocy Falcona Heavy w kierunku planetoidy Psyche, znajdującej się w głównym pasie planetoid.

PACE

4 lutego NASA ogłosiła, że kontrakt na wyniesienie na orbitę satelity PACE (ang. Plankton, Aerosol, Cloud, ocean Ecosystem) został przyznany firmie SpaceX. Rakieta Falcon 9 ma dostarczyć satelitę o masie około 1700 kg na orbitę polarną o wysokości 676,5 km nad Ziemią oraz inklinacji 98 stopni. Planowo start ma odbyć się w grudniu 2022 roku z Cape Canaveral na Florydzie, a satelita ma pracować na orbicie przez co najmniej trzy lata. Wartość kontraktu to około 80,4 miliona dolarów.

Celem PACE jest zebranie danych, które pozwolą lepiej poznać procesy wymiany dwutlenku węgla pomiędzy oceanami i atmosferą. Dodatkowo satelita pomoże w zrozumieniu, w jaki sposób aerozole mogą wpływać na rozwój fitoplanktonu przy powierzchni oceanu. Jednym z głównych instrumentów naukowych satelity ma być spektrometr OCI (ang. Ocean Color Instrument), służący do mierzenia natężenia światła w zakresie fal od ultrafioletu do podczerwieni. Instrument umożliwi ciągłe pomiary tzw. koloru oceanu przy dużo lepszej zdolności rozdzielczej niż poprzednie misje NASA. Kolor oceanu determinowany jest przez interakcję światła słonecznego z substancjami znajdującymi się w wodzie morskiej, w tym fitoplanktonem, który może przybierać zróżnicowane kształty i rozmiary i zawierać różne barwniki, takie jak chlorofil. Pomiary koloru oceanu na różnych długościach fal pozwolą na ustalenie, jaki typ fitoplanktonu występuje w danej części oceanu.

Satelita będzie także wyposażony w polarymetry, mające badać, jak zmienia się polaryzacja światła słonecznego po przejściu przez chmury, aerozole i oceany. Pomiary stanów polaryzacji pod różnymi kątami dostarczą szczegółowych informacji na temat atmosfery i oceanów, w tym ich składu.

Psyche

28 lutego podano informację, że NASA przyznała SpaceX kontrakt na wystrzelenie kolejnej misji. W lipcu 2022 roku rakieta Falcon Heavy ma umieścić sondę Psychę na trajektorii zmierzającej w kierunku planetoidy Psyche, jednego z najbardziej masywnych obiektów w głównym pasie planetoid, pomiędzy orbitami Marsa i Jowisza. Start ma odbyć się z platformy LC-39A w Centrum Kosmicznym im. Kennedy’ego (KSC) na Florydzie. Wartość kontraktu to około 117 milionów dolarów.

Będzie to pierwsza misja dla NASA, podczas której wykorzystany zostanie Falcon Heavy. Podczas tego startu mają zostać użyte trzy nowe boostery. Do tej pory odbyły się trzy loty Falcona Heavy, a przed startem z Psyche zaplanowane są kolejne trzy, m.in. dla Sił Powietrznych USA (USAF).

Planetoida Psyche, którą ma zbadać sonda, jest bardzo intrygującym obiektem, ponieważ w odróżnieniu od większości planetoid, składających się ze skał i lodu, jest ona prawdopodobnie zbudowana głównie z żelaza i niklu, podobnie jak jądro Ziemi. Naukowcy przypuszczają, że Psyche, której średnica wynosi około 226 km, może być odsłoniętą pozostałością po istniejącej w początkach Układu Słonecznego planecie, przypuszczalnie nawet wielkości Marsa, która straciła warstwy zewnętrzne poprzez kolizje z innymi obiektami miliardy lat temu.

Misja może pomóc zrozumieć, w jaki sposób w planetach oraz innych obiektach Układu Słonecznego kształtowały się warstwy – jądra, płaszcze, skorupy – w początkach ich istnienia. Na jej pokładzie znajdzie się kamera wielospektralna, mająca pozyskiwać dane geologiczne, topograficzne oraz dotyczące składu planetoidy. Spektroskop promieniowania gamma oraz neutronów ma wykrywać, mierzyć i mapować pierwiastki występujące na planetoidzie, magnetometr natomiast zbadać pozostałości pola magnetycznego. Do dokładnego pomiaru pola grawitacyjnego wykorzystany zostanie system radiowy, co razem z danymi topograficznymi pozwoli na ustalenie wewnętrznej struktury Psyche.

Niecały rok po starcie, w maju 2023 roku, sonda ma planowo przelecieć w pobliżu Marsa, wykonując manewr asysty grawitacyjnej. Do planetoidy dotrze ona w styczniu 2026 roku i wejdzie na orbitę o wysokości 700 km nad powierzchnią. Sonda ma prowadzić badania przez 21 miesięcy, obniżając stopniowo orbitę do wysokości 85 km. Główna konstrukcja sondy, wraz z panelami słonecznymi, zostanie zbudowana przez firmę Maxar w oparciu o platformę SSL-1300, wykorzystywaną przede wszystkim przy budowie satelitów geostacjonarnych. Zastosowany zostanie napęd elektryczny o małym ciągu. Dodatkowo ma zostać przetestowana nowa technologia komunikacji laserowej pomiędzy sondą, a Ziemią, mająca pozwalać na szybszą transmisję danych. Masa satelity ma wynieść około 2800 kg.

Wraz z Psyche w kosmos wyniesione zostaną dwa dodatkowe ładunki w ramach programu NASA SIMPLEx, którego celem jest przeprowadzenie przy niewielkich kosztach misji planetarnych za pomocą małych sond. Pierwszy ładunek, EscaPADE (ang. Escape and Plasma Acceleration and Dynamics Explorers), ma scharakteryzować procesy napędzające utratę atmosfery przez Marsa, a także zbadać działanie wiatru słonecznego na atmosferę Czerwonej Planety. Drugi z nich, o nazwie Janus, ma zbadać układy podwójne planetoid, aby pomóc zrozumieć procesy formowania się i ewolucji obiektów w Układzie Słonecznym.

Źródła: NASA (1), (2), (3), (4), (5), (6), Arizona State University, University of Colorado Boulder, Gunter's Space Page (1), (2), Stephen Clark (1), (2), IEPC 2017