美国宇航局对一颗奇怪的金属小行星的探测任务已经启动

美国国家航空航天局 (NASA) 的 Psyche 任务于美国东部时间 10 月 13 日上午 10:20 通过 SpaceX 猎鹰重型火箭从肯尼迪航天中心 39A 发射台发射升空，目标是探测同名的一颗独特金属小行星。

探测器终于顺利离开地球。普赛克原定于 10 月 5 日发射，这是发射窗口的第一天，发射窗口将持续到 10 月 25 日。但 NASA 官员于 9 月 28 日宣布推迟发射，理由是航天器的机动推进器存在问题，该推进器用于将航天器指向需要前往的位置。NASA 官员在公告中写道：“这一变化使 NASA 团队能够完成对用于控制普赛克航天器的氮气冷气推进器的参数的验证。”

不过，与该任务之前的延误相比，这一周的延迟时间并不长。灵神号最初定于 2022 年 10 月发射，但美国宇航局喷气推进实验室开发的导航软件出现问题，迫使该机构将任务推迟了一年。

这次任务值得等待。它可以帮助揭示不寻常的小行星和我们星球的细节。它将在近六年的任务中展示的先进技术和操作将影响未来航天器的设计。

心灵对心灵

普赛克号（一艘航天器）的目的地是 16 普赛克（一颗小行星）——一颗直径约 140 英里的物体，位于火星和木星之间的小行星带。它看起来有点像一个坑坑洼洼的土豆。

天文学家的远程观测已经确定 16 Psyche 是一颗富含铁元素的高金属小行星，据信它是一颗从未完全形成的小行星的裸露核心。近距离接触 16 Psyche 可以帮助科学家更好地了解地球富含铁元素的核心：将航天器送往 2.8 亿英里外研究小行星比进入距离我们 1,800 英里的地球岩石中心更容易。探索太空中的金属物体对我们星球的地磁场有影响，地磁场保护生命免受太空辐射——当星球的固体内核在液态金属环境中旋转时会产生该磁场。

推进器和激光器

普赛克是美国宇航局首批使用太阳能电力推进作为抵达小行星主要方式的航天器之一。普赛克将使用霍尔效应推进器，而不是传统的化学火箭，霍尔效应推进器利用静电场加速离子（带电粒子）并将其排出，从而产生推力。（这些推进器与导致发射延迟的氮气推进器不同。）这种推进器产生的推力非常小（远低于一磅），但效率很高，这使得普赛克能够保留氙气推进剂，并在其将要覆盖的广阔距离内加速。

电动推进器将使用太阳能——尽管随着普赛克接近目的地，它吸收的阳光会减少。不过，它已经做好了充分准备。虽然航天器本身有一辆大型汽车那么大，但它的双太阳能电池板大约有网球场那么大。它们将在地球附近产生 21 千瓦的能量，在普赛克小行星上产生约 2 千瓦的能量。

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除了太阳能电力推进之外，普赛克还将测试一种新型的地球与航天器之间的传输系统，即深空光通信。深空光通信使用红外激光而非无线电波对数据进行编码，与传统方法相比，它可以向普赛克航天器传输更多信息。激光通信只是一种演示 —普赛克仍将使用 NASA 的无线电深空网络与地球保持联系，反之亦然。

金属世界的研究

当普赛克于 2029 年抵达小行星 16 普赛克时，它将着手研究这颗铁小行星的磁性。在成像仪和两种光谱仪的帮助下，探测器还将利用光吸收模式来确定这颗金属小行星上存在哪些元素和化合物。

但Psyche不会简单地触及表面。它还将通过测量太空岩石的重力场来研究小行星的内部结构。目前没有专门的仪器可以完成这项工作。相反，地面上的科学家将使用Psyche发出的无线电信号精确测量航天器围绕小行星的轨道，测量任何表明重力场变化的轻微扰动，从而可以告诉科学家 16 Psyche 的内部密度。

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虽然 Psyche 任务具有揭示行星形成和运作方式的独特潜力，但它也是 NASA 不断扩展的小行星任务组合的一部分。NASA 的 Lucy 任务于 201 年发射，目前正在前往 2025 年至 2033 年期间飞越木星附近的多颗小行星。与此同时，NASA 的 OSIRIS-REx 小行星样本返回任务刚刚于 9 月 24 日将小行星 Bennu 的碎片送回地球。它现在正前往访问小行星 Apophis；该任务已更名为 OSIRIS-APEX，即起源、光谱解释、资源识别和安全-APophis 探测器。

此类任务有多个目标：它们帮助科学家更好地了解早期太阳系的形成以及类似地球的行星的形成方式，它们还可以告诉我们未来可能构成威胁的小行星的构成——以及如何在必要时转移它们。

例如，阿波菲斯曾一度被认为是一颗非常危险的小行星；虽然它不会撞击地球，但它将于 2029 年 4 月 13 日从距地球 20,000 英里以内的地方经过。

然而，地球人不必担心 16 Psyche 会带来任何危险，因为它将无限期地沿着火星和木星之间的轨道运行，距离我们的星球数亿英里。

也就是说，除非人类对金属太空岩石进行改变。开采小行星是一个古老的想法。但是，随着航天器的改进，灵神星和类似小行星上价值 10 万亿美元的金属矿石可能开始对那些想要利用太空资源的公司产生吸引力。

这篇文章已更新。它最初于 10 月 2 日发布。