Psyche ist eine Raumsonde der NASA, die den Asteroiden (16) Psyche erforschen und dabei helfen soll, den Ursprung von Planetenkernen besser zu verstehen. Sie wurde am 13. Oktober 2023 gestartet und soll nach einer Strecke von rund 3,5 Milliarden Kilometern im August 2029 bei Psyche ankommen.

Planung und Start

Lindy Elkins-Tanton von der Arizona State University in Tempe ist Principal Investigator der Mission und schlug sie für das Discovery-Programm der NASA vor. Das Jet Propulsion Laboratory der NASA leitet das Projekt. Am 4. Januar 2017 wurde die Psyche-Mission gemeinsam mit der Lucy-Mission als Teil des Discovery Programs ausgewählt. Die Sonde sollte vom NASA JPL in Zusammenarbeit mit Space Systems/Loral und Arizona State University gebaut werden.

Als Trägerrakete für den Start der Sonde wurde anfangs eine Falcon 9 von SpaceX in Betracht gezogen. Die NASA wählte dann die leistungsfähigere Schwerlastrakete Falcon Heavy. Der Preis für den Raketenstart wurde mit 117 Mio. US-Dollar angegeben. Im Mai 2017 zog die NASA den Start um vier Jahre auf Sommer 2022 vor, was eine verbesserte Trajektorie und eine um 4 Jahre frühere Ankunft ermöglichen sollte. Im Juni 2022 wurde der Start jedoch wegen Problemen mit der Flugsoftware der Sonde für unbestimmte Zeit verschoben. Die Mission startete schließlich am 13. Oktober 2023 um 14:19 Uhr UTC vom NASA-Weltraumbahnhof Kennedy Space Center.

Missionsziele

(16) Psyche ist der schwerste bekannte Asteroid vom Typ M. Er könnte der freiliegende Eisenkern eines Protoplaneten sein, der durch die Kollision mit einem anderen Objekt seinen äußeren Mantel verlor. Radarbeobachtungen von der Erde zeigen eine Zusammensetzung der Asteroidenoberfläche aus Eisen und Nickel. Ein fundamentaler Prozess bei der Bildung vieler Asteroiden und aller erdähnlichen Planeten ist die Differenzierung (Entmischung der Bestandteile nach Dichte). Die direkte Erkundung dieses mutmaßlichen Kleinplanetenkerns könnte zum Verständnis dieses Vorgangs beitragen. Die Psyche-Mission soll die Geologie, Form, elementare Zusammensetzung, Magnetfeld und Massenverteilung des Asteroiden charakterisieren. Dies könnte das Verständnis der Planetenentstehung und des Inneren von Planeten vertiefen. Die wissenschaftlichen Fragestellungen der Mission sind:

1. Ist Psyche der nackte Kern eines differenzierten Planetesimals, oder entstand sie als ein eisenreicher Himmelskörper? Was waren die Bausteine von Planeten? Hatten Planetesimale, die näher an der Sonne entstanden, deutlich verschiedene Zusammensetzung?
2. Falls Psyche ihren Mantel verlor, wann und wie geschah das?
3. Falls Psyche einst geschmolzen war, erstarrte sie von innen nach außen oder von außen nach innen?
4. Hatte Psyche einen magnetischen Dynamo, als sie abkühlte?
5. Was sind die wichtigsten Legierungselemente, aus denen der Asteroid besteht?
6. Was sind die wichtigsten Charakteristiken seiner geologischen Oberfläche und Topographie? Sieht Psyche radikal verschieden zu bekannten eisigen und steinigen Himmelskörpern aus?
7. Inwiefern sind Einschlagkrater auf Metall verschieden von solchen auf Fels oder Eis?

Technischer Aufbau

Die Sonde besitzt einen solar-elektrischen Antrieb: Ein Halltriebwerk des Typs SPT-140 (Stationary Plasma Thruster 140) wird von Solarmodulen mit Strom versorgt. Zur Untersuchung des Asteroiden ist sie mit einer Multispektralkamera, einem Magnetometer und einem Gamma- Neutronenspektrometer bestückt. Die Kamera beruht auf der Technik, die bereits bei dem NASA-Mars-Rover Curiosity zum Einsatz kommt. Ein Radio-Schwerkraftexperiment ohne eigene Hardware soll die Antennen der Kommunikationsanlage für Dopplermessungen nutzen.

Mit Psyche soll auch die laseroptische Kommunikationstechnologie Deep Space Optical Communications (DSOC) getestet werden, mit einer 10- bis 100-fachen Bandbreite gegenüber bisheriger Radiokommunikation. Ein Radioteleskop DSS 23 mit Spiegel für den optischen Bereich zur Laserkommunikation wird dafür in Goldstone gebaut und soll 2024 fertig werden.

Gestrichene Sekundärnutzlasten

Zusammen mit Psyche sollten als Sekundärnutzlast auch zwei Marssonden der NASA-Mission EscaPADE gestartet werden. Dieses Ziel wurde 2020 nach der Änderung der Flugbahn der Psyche-Mission aufgegeben. Nach der Absage des Psyche-Starts im Jahr 2022 wurde auch der Mittransport von Janus gestrichen, zweier Kleinsonden zur Untersuchung der Doppelasteroiden (35107) 1991 VH und (175706) 1996 FG3.

Galerie

• Ein auf Lichtkurvendaten basierendes 3-D-Modell des Asteroiden (16) Psyche
• Schema der Architektur für den Deep-Space Optical-Communications-Prototyp
• Psyche bei Startvorbereitungen
• Missionsplan der NASA zur Raumfahrt der Psyche-Sonde
• Start der Mission

Alle Bilder sind in englischer Sprache beschriftet.

Weblinks

• Psyche – Missionsseite der NASA
• Psyche Mission – Missionsbeschreibung der Arizona State University
• NASA’s New Discovery Missions: Psyche and Lucy. auf YouTube
• Metal Asteroid Psyche. – Infographik auf Space.com

Einzelnachweise