conception terminée, désormais à toute vitesse sur le matériel

Psyché, la mission de la NASA pour explorer un astéroïde métal-roche du même nom, a récemment franchi une étape cruciale qui le rapproche de sa date de lancement d’août 2022. Maintenant, la mission passe de la planification et de la conception à la fabrication à grande vitesse du matériel spatial qui volera vers sa cible dans la principale ceinture d’astéroïdes entre Mars et Jupiter.

Comme toutes les missions de la NASA, les premiers travaux sur Psyché ont commencé par l’élaboration de plans numériques. Puis vint la construction de modèles d’ingénierie, qui ont été testés et retestés pour confirmer que les systèmes feraient leur travail dans l’espace lointain – en faisant fonctionner le vaisseau spatial, en prenant des données scientifiques et en les communiquant à la Terre.

Et l’équipe vient de franchir une étape clé de ce processus, l’examen critique de la conception. C’est alors que la NASA examine les conceptions de tous les systèmes du projet, y compris les trois instruments scientifiques et tous les sous-systèmes d’ingénierie des vaisseaux spatiaux, des télécommunications, de la propulsion et de l’énergie à l’avionique et à l’ordinateur de vol.

« Il s’agit de l’une des revues les plus intenses qu’une mission traverse au cours de son cycle de vie », a déclaré Lindy Elkins-Tanton, qui, en tant que chercheuse principale de Psyché, dirige la mission globale. « Et nous sommes passés avec brio. Les défis ne sont pas terminés et nous ne sommes pas à la ligne d’arrivée, mais nous courons fort. »

Étudier un monde métal-rock

Les scientifiques et les ingénieurs de la mission ont travaillé ensemble pour planifier les enquêtes qui détermineront ce qui constitue l’astéroïde Psyché, l’une des cibles les plus intrigantes de la principale ceinture d’astéroïdes. Les scientifiques pensent que, contrairement à la plupart des autres astéroïdes qui sont des corps rocheux ou glacés, Psyché est en grande partie du fer et du nickel métalliques – similaire au noyau de la Terre – et pourrait être le cœur d’une première planète qui a perdu ses couches externes.

Comme nous ne pouvons pas examiner de près le cœur de la Terre, l’exploration de l’astéroïde Psyché (environ 140 miles ou 226 kilomètres de large) pourrait donner un aperçu précieux de la formation de notre propre planète et des autres.

À cette fin, le vaisseau spatial Psyché utilisera un magnétomètre pour mesurer le champ magnétique de l’astéroïde. Un imageur multispectral capturera des images de la surface, ainsi que des données sur la composition et la topographie. Les spectromètres analyseront les neutrons et les rayons gamma provenant de la surface pour révéler les éléments qui composent l’astéroïde lui-même.

L’équipe de mission a réalisé des prototypes et des modèles d’ingénierie des instruments scientifiques et de nombreux sous-systèmes d’ingénierie du vaisseau spatial. Ces modèles sont fabriqués avec des matériaux moins chers que ceux qui voleront en mission; de cette façon, ils peuvent être testés en profondeur avant la construction du matériel de vol réel.

« Cela prévoit des stéroïdes », a déclaré Elkins-Tanton, qui est également directeur général et coprésident de l’Interplanetary Initiative à l’Arizona State University à Tempe. « Et cela comprend essayer de comprendre jusqu’à sept ou huit niveaux de détail exactement comment tout sur le vaisseau spatial doit fonctionner ensemble pour s’assurer que nous pouvons mesurer notre science, rassembler nos données et renvoyer toutes les données sur Terre. La complexité est mentale- ahurissant. « 

Construire le vaisseau spatial

Maintenant que Psyche est en avance sur le matériel de construction, il n’y a plus de temps à perdre. L’assemblage et les tests du vaisseau spatial complet commencent en février 2021, et chaque instrument, y compris une démonstration de technologie laser appelée Deep Space Optical Communications, dirigée par le Jet Propulsion Laboratory de la NASA, a une date limite d’avril 2021 pour être livré à la salle blanche principale du JPL.

Le corps principal de l’engin spatial, appelé châssis de propulsion électrique solaire (SEP), est déjà en cours de construction chez Maxar Technologies à Palo Alto, en Californie. Tout en respectant les exigences de distanciation sociale pour la prévention du COVID-19, les ingénieurs y travaillent pour fixer les réservoirs de propulsion. En février 2021, Maxar livrera le châssis SEP à JPL dans le sud de la Californie, puis livrera les panneaux solaires qui fournissent toute la puissance des systèmes des engins spatiaux quelques mois plus tard.

Pendant ce temps, le travail de Psyché bourdonne également au JPL, qui gère la mission. Les ingénieurs qui sont essentiels pour effectuer des travaux pratiques construisent et testent des composants électroniques tout en respectant les exigences de sécurité COVID-19. Le reste de l’équipe JPL travaille à distance.

Le JPL fournit le sous-système avionique, qui comprend l’ordinateur de vol de Psyché, le cerveau du vaisseau spatial. L’équipement étant réparti sur des supports dans une salle blanche, les ingénieurs testent chaque pièce avant de l’intégrer à la suivante. Une fois que tout est connecté, ils testent le système complet avec le logiciel, faisant fonctionner l’électronique exactement comme ils seront utilisés en vol.

« L’une des choses dont nous sommes fiers dans ces missions dans l’espace lointain est la fiabilité du matériel », a déclaré Henry Stone, JPL, chef de projet Psyche. «Le système intégré est si sophistiqué que des tests complets sont essentiels. Vous effectuez des tests de robustesse, des tests de stress, autant de tests que possible, en plus.

« Vous voulez exposer et corriger chaque problème et bogue maintenant. Parce qu’après le lancement, vous ne pouvez pas réparer le matériel. »

Prochain rendez-vous pour Psyché: l’échéance de février 2021 pour commencer les opérations d’assemblage, de test et de lancement, alias ATLO.

« J’ai la chair de poule, absolument », a déclaré Stone. « Quand nous arrivons à ce point, vous avez traversé une énorme phase, parce que vous savez que vous avez fait suffisamment de prototypage et de tests. Vous allez avoir un vaisseau spatial qui devrait fonctionner. »

Psyche devrait être lancé en août 2022 et volera par Mars pour une assistance gravitationnelle en mai 2023 en route vers l’astéroïde au début de 2026.