Проект хаябуса – -2 (Hayabusa 2)

Содержание

астероиды раскрывают историю Солнечной системы / Habr

Зонд формирует ударный кратер на поверхности астероида. Иллюстрация художника

3 декабря 2014 года космический зонд «Хаябуса-2» был успешно запущен с космодрома Танэгасима. Цель зонда — астероид 1999 JU3. Его открыли 10 мая 1999 года в рамках проекта LINEAR сотрудники обсерватории Сокорро. Ничего особенного в этом астероиде нет, за исключением того, что именно к нему было решено отправить зонд «Хаябуса-2» для высадки и забора проб вещества объекта. Аппарат является разработкой Японского агентства аэрокосмических исследований (JAXA).

Первый аппарат «Хаябуса» посетил астероид Итокава в 2005 году. Новый объект для изучения в два раза больше, чем Итокава, его диаметр составляет 0,92 км. Он вполне обычный, принадлежит к группе Аполлона. Орбита астероида вытянута, благодаря чему, вращаясь вокруг Солнца, он пересекает орбиты Земли и Марса. Так вот, «Хаябуса-2» на прошлой неделе наконец достиг конечной цели своего путешествия.

Последующие полтора года зонд будет изучать астероид как со стороны, с орбиты, так и на поверхности — для этого будет использоваться спускаемый модуль (причем не один, а несколько). Модуль должен будет не только забрать пробы вещества астероида, но и доставить его обратно на станцию. А та, в свою очередь, через пять лет «отвезет» ценный груз на Землю, для изучения в лабораториях. Пробы будут находиться в герметичной капсуле.

Зонд «Хаябуса-2» отправляется в космос при помощи ракеты-носителя

Зачем вообще изучать астероиды?

Дело в том, что многие из них являются ровесниками самой Солнечной системы, причем если планеты и планетоиды эволюционируют, изменяются, то астероиды в большинстве случаев остаются такими же, какими они были на заре существования. Таким образом, если понять, из чего состоит астероид, можно получить представление о том, из чего формировалась Солнечная система, ее планеты и спутники планет. Возможно, все это поможет в конечном итоге выяснить, как появилась жизнь, хотя это и более сложный вопрос.

Кроме того, ученые надеются получить ответ на вопрос о том, каким образом тип звезды и особенности ее «работы» влияют на процесс формирования планет. У астрономов уже есть достаточно много данных о составе астероидов, которые были получены путем наблюдений, составления разного рода моделей и комбинированием полученных данных в единое целое — научные данные.

Кстати, миссия «Хаябусы-2» вовсе не уникальна в плане доставки вещества астероида на Землю. Предшественник, первый зонд «Хаябуса» успешно собрал и отправил пробы грунта астероида Итокава на Землю. Это была сложнейшая миссия, сопровождавшаяся техническими проблемами, но все же вышедшая в конечном итоге на финишную прямую. В процессе работы у самой станции выходили из строя двигатели, отдельные элементы конструкции, пострадал зонд, грунт астероида был собран с трудом. Но в целом, все прошло хорошо. На основе полученных данных инженеры и ученые получили возможность создать более совершенный зонд, который теперь изучает астероид.

Что касается 1999 JU3, то причин, по которым зонд был отправлен именно к этому астероиду, две. Первая — вытянутая орбита, о которой уже говорилось выше. Вторая — возраст объекта. Астероиды такого типа очень старые, старше, чем любые другие. Он относится к С-классу, представители которого выделяются среди «родственников» повышенным содержанием углерода и гидратированных пород. Возможно, именно этот астероид поможет ответить на вопрос о том, что представляла собой протосолнечная система — то, что дало начало Солнцу и планетам. Благодаря орбите астероида зонд без особого труда может к нему долететь, а потом вернуться на Землю.

На нашу планету время от времени попадают образцы пород, из которых состоят астероиды класса С. Речь идет об углистых хондритах, которые ученые изучают много десятилетий. Но метеориты, относящиеся к углистым хондритам, пролетают через толщу земной атмосферы. А значит, сильно нагреваются, что приводит к изменению состава. Астероид же, как и говорилось выше, не меняется с течением времени, это застывший образец вещества, из которого сформировалась наша система.

Подробности путешествия «Хаябусы-2»

Для того, чтобы встретиться с астероидом, зонду пришлось пролететь более 3,2 млрд километров. При этом на конечном этапе объект, к которому стремился зонд, находился от Земли на расстоянии в 280 млн км. И нет, это не опечатка, действительно речь о миллионах километров, а не миллиардах.

Траектория путешествия получилась такой необычной для того, чтобы у аппарата была возможность совершить гравитационный маневр, набрать скорость уже при помощи двигателей и догнать астероид. 1999 JU3 мчится в космосе с огромной скоростью, и для того, чтобы выйти на его орбиту, зонду нужно догнать объект и скоординировать свою скорость со скоростью астероида. Это сложно, но астрономы Земли без труда выполняют необходимые для путешествия расчеты. Двигатели у зонда ионные, их выключили лишь в прошлом месяце, после того, как «Хаябуса-2» подобрался к астероиду на расстояние в несколько тысяч километров.

Далее потребовалось обследовать окрестности астероида на предмет наличия более мелких «соседей», которые могли бы повредить зонд в случае столкновения. Речь идет об области гравитационного влияния самого астероида, диаметр этой сферы составляет примерно 100 км. К счастью, ничего подобного найдено не было, так что теперь зонд может работать без особых проблем.

Сейчас «Хаябуса-2» вышел на 20-км орбиту, и с этого расстояния продолжает изучать астероид. Зонд работает отлично, технических неполадок нет. В этой экспедиции бы не было смысла без связи. Она есть — аппарат получает сигналы с Земли и отправляет информацию обратно. Задержка составляет примерно 15 минут.

Возможности зонда

Инженеры и ученые, которые проектировали «Хабяусу-2», оснастили его целым рядом научных инструментов, при помощи которых происходит изучение астероида:

ONC (Optical Navigation Camera) — оптическая система, которая включает камеру с длиннофокусным объективом и две камеры с короткофокусными объективами. Благодаря своей универсальности ONC позволяет делать навигационные снимки, фотографировать поверхности астероида, ориентировать аппарат и направлять его по точной траектории;
TIR (Thermal Infrared Camera) — тепловая камера, которая предназначена для определения температуры объекта в разных местах. Также с ее помощью можно изучать так называемую тепловую инерцию астероида. Тепловая карта поможет понять структуру объекта и узнать характеристики поверхности;
Спускаемые модули — один MASCOT (Mobile Asteroid Surface Scout) и три MINERVA-II. Модули будут отправляться на астероид в моменты, когда зонд подберется к объекту на минимальное расстояние. Зонды предназначены для анализа характеристик поверхности — минеральный, гранулометрический состав, химические свойства и т.п.;

Пенетратор SCI (Small Carry-on Impactor), который выстрелит в астероид медным снарядом массой в 2,5 кг. Выстрел позволит вбить снаряд в поверхность со скоростью 2 км/с. За местом входа снаряда зонд будет наблюдать при помощи камер. Далее посредством еще одного инструмента будут взять пробы грунта, которые поместят в герметичную капсулу. Зонд, как и говорилось выше, должен доставить эту капсулу на Землю;
NIRS3 (Near-infrared spectrometer) — спектрометр, который будет искать на астероиде водяной лед и поможет определить химический состав поверхности.

Стоит отметить, что уже в этом году «Хаябуса-2» сблизится с астероидом до расстояния всего в 1 километр. В начале октября этого года на астероид будут высажены спускаемый модуль MASCOT и один из трех более мелких модулей MINERVA-II.

К сожалению, в конце этого года от зонда не будет поступать никаких вестей — он будет находиться в зоне, откуда радиопередачи блокируются Солнцем (оно будет находиться между зондом и Землей). Соответственно, без управления с Земли зонд не сможет выполнять активных действий — лишь наблюдать за происходящим. Связь с зондом будет снова установлена не ранее января 2019 года. Соответственно, тогда же продолжатся и работы.

Что уже удалось выяснить?

В принципе, практически все определенные при помощи зонда характеристики астероида, а также его «поведение» совпадают с расчетными. Так, диаметр его — 900 метров, что астрономы определили с Земли. Период обращения вокруг своей оси составляет 7,5 часов. На поверхности есть крупные кратеры, с максимальным диаметром воронки в 200 метров. Есть валуны, нечто вроде гор и даже одинокая скала, расположенная прямо на одном из полюсов астероида. «Горы» и скала имеют альбедо выше, чем у окружающего материала, так что вполне может быть, что сложены они из породы, отличающейся по составу от материала поверхности.

Вполне может быть, что ранее астероид являлся частью гораздо более крупного объекта — тоже астероида. Его направление вращения противоположно направлению вращения планет Солнечной системы и Солнца. Правда, Уран и Венера тоже вращаются в обратную сторону. Астероид 1999 JU3 относится к группе околоземных. Период обращения тела вокруг Солнца равен 474 суткам, а средняя орбитальная скорость — 27 километрам в секунду.

Капсула с веществом будет доставлена к Земле в декабре 2020 года. Нескоро, но ждать не так и много. К слову, изучение астероида — не единственная важная задача, которую ставили перед собой создатели «Хаябусы-2». Еще одна цель — постепенное развитие технологий и методов возвращаемых космических миссий, по большей части — межпланетных. Кроме того, ученые постепенно изучают и потенциал разработки астероидов. Для того, чтобы понят, насколько космическое горное дело может быть перспективным, необходимо знать, что несут в себе астероиды. Поскольку минеральный состав астероида неравномерен, так что вполне может оказаться, что у него есть и полезные для человека ресурсы.

habr.com

«Хаябуса-2». Вторая японская миссия к астероиду. Что известно о ней? Технический обзор миссии

Уже совсем скоро на орбиту астероида (162173) Рюгу выйдет автоматическая межпланетная станция (АМС) японского агентства аэрокосмических исследований (JAXA) «Хаябуса-2» (яп. はやぶさ2 — «Сапсан-2»). Эта станция более трёх с половиной лет двигалась к своей заветной цели, и вот теперь она уже почти её достигла. Вскоре мы узнаем много нового об астероиде (162173) Рюгу, а пока стоит рассмотреть сам японский аппарат.

АМС «Хаябуса-2» в представлении художника.

Станция больше года будет исследовать (162173) Рюгу, попутно спустив на его поверхность сразу четыре небольших зонда. В декабре 2019 года, если всё пойдёт по плану, АМС полетит обратно к Земле с образцами грунта. А в декабре 2020 года эти образцы будут доставлены на Землю в специальной капсуле.

Цель АМС

Целью АМС является астероид (162173) Рюгу, или 1999 JU₃. Астероид был открыт 10 мая 1999 года в рамках проекта LINEAR в обсерватории Сокорро. Своё название — Рюгу — небесное тело получило в сентябре 2015 года, причём как раз из-за запуска к нему зонда. Название это происходит из японской мифологии, в которой Рюгу-дзё — подводный дворец-резиденция дракона Рюдзина, властителя подводного мира и морской стихии. По легенде, дворец выстроен из белых и красных кораллов в самом глубоком месте океана и очень богато обставлен.

(162173) Рюгу — типичный околоземный астероид из группы Аполлонов. Принадлежит к тёмному спектральному классу C, подгруппа (по SMASS) – Cg. Астероиды этого класса характеризуются очень низким альбедо (0,03 — 0,10), спектр подкласса Cg имеет яркие особенности в коротковолновой части (<550 нм) и становится плоским или слегка красноватым в остальной. Астероиды класса С очень распространены: более 75% всех известных астероидов принадлежат именно к этому классу.

(162173) Рюгу. В ближайшее время будут получены более качественные изображения этого небесного тела. Credit: JAXA.

Размер (162173) Рюгу оценивается в 920 метров. Отнюдь не самый большой астероид из известных нам. Перигелий (самая близкая к Солнцу точка орбиты) у него составляет 0,96 а.е., а афелий (самая дальняя от Солнца точка орбиты) — 1,42 а.е. Пересекает орбиту Земли и Марса. Период вращения вокруг своей оси — 7,63 часа, причём его ось вращения перпендикулярна орбите (т.е. астероид вращается как бы «на боку»). Период обращения вокруг Солнца — 1,3 земных года.

Орбита астероида (162173) Рюгу (1999 JU₃).

Предыдущая японская миссия

«Хаябуса-2», как видно из названия, не является первой японской станцией, запущенной для исследования астероидов. Первой же японской станцией была АМС «Хаябуса», запущенная 9 мая 2003 года к астероиду (25143) Итокава. Этот астероид, в отличие от (162173) Рюгу, имеет меньшие размеры и принадлежит к классу S. Оба аппарата имеют схожую конструкцию.

«Хаябуса» на орбите (25143) Итокава в представлении художника. Более подробно о различиях между аппаратами будет сказано далее в статье.

Запуск первой японской станции — «Хаябуса» — был произведён с расположенного в префектуре Кагосима космодрома Космического центра Утиноура с помощью твердотопливной ракеты-носителя (РН) Mu-5. Сближение зонда с астероидом произошло в сентябре 2005 года, но грунт был доставлен на Землю только летом 2010 года.

Причём доставлен этот грунт был с горем пополам: специалисты, курирующие миссию, столкнулись с огромным числом проблем в работе АМС. Во время полёта к небесному телу произошла сильная солнечная вспышка, которая нарушила работу солнечных батарей, также возникли проблемы с ионными двигателями. Это снизило до минимума манёвренность аппарата. Из-за этого космический корабль достиг астероида лишь в сентябре 2005 года, а не в июле. Но на этом проблемы с зондом отнюдь не закончились. Когда «Хаябуса» долетела (наконец-то) до астероида, то специалисты обнаружили новую проблему: на АМС сломалось несколько гироскопов. Через некоторое время станция начала сближаться с поверхностью, всего же она должна была осуществить на Итокаве три короткие посадки — одну пробную и две штатные. Но первая посадка из-за ряда сбоев прошла неудачно. Кроме того, аппарат должен был выпустить на поверхность крошечного робота «Минерва». Это маленькое устройство цилиндрической формы (диаметр — 12 см, длина — 10 см) было оснащено тремя камерами, солнечными батареями и передатчиком. Однако связь с «Минервой» установить не удалось. Аппарат, как считают специалисты, промахнулся мимо астероида, улетев в космос. Самая последняя посадка предполагала новую попытку забора грунта с поверхности. Но и тут всё пошло наперекосяк: в момент максимального сближения с поверхностью астероида произошел сбой компьютера, аппарат потерял ориентацию и повредил один из двигателей. А после специалисты и вовсе потерли с ним связь…

Через некоторое время связь удалось всё-таки восстановить. Но ионный двигатель перезапустить не удавалось аж до 2009 года, и всё это долгое время возврат станции с грунтом на Землю был под большим вопросом. Но в июне 2010 года станция всё же долетела до Земли, отстрелив капсулу с образцами грунта. Капсула приземлилась в районе полигона Вумера, что на юге Австралии, а сама «Хаябуса» сгорела в атмосфере Земли, завершив свою долгую и трудную миссию.

Возврат на Землю капсулы с грунтом. Полигон Вумера. Снимок был сделан с большой выдержкой. Сredit: NASA/Ed Schilling.

«Хаябуса» сгорела в атмосфере Земли… Credit: Ames Research/NASA.

При создании АМС «Хаябуса-2» японцы проанализировали все сбои и аварии на предыдущей миссии. И пока, к счастью, у новой станции проблем нет.

«Хаябуса-2»

Проектированием и изготовлением станции занималась японская компания NEC Toshiba Space Systems.

Запуск станции «Хаябуса-2» произошёл 3 декабря 2014 с космодрома космического центра Танэгасима, расположенного в префектуре Кагосима. Для запуска использовали РН H-IIA.

Запуск станции «Хаябуса-2» 3 декабря 2014 года. Credit: JAXA/Norihide Saitou.

Масса аппарата на старте — 609 кг. Размеры — 1×1,6×1,25 м. Источник энергии — солнечные батареи. На расстоянии 1 а.е. солнечные батареи обеспечат до 2,4 кВт мощности, а в афелии астероида (1,4 а.е.) — 1,4 кВт.

На «Хаябуса-2» установили четыре модифицированных ионных двигателя μ10, каждый из которых обеспечивает тягу до 10 мН. На предыдущей АМС «Хаябуса» тоже были установлены двигатели μ10, однако они обладали меньшей тягой (8,5 мН каждый). Рабочее тело — ксенон. Двигатель может работать в четыре шага переключения с мощностью 250 Вт/500 Вт/750 Вт/ 1000 Вт (1 кВт) на каждом шаге соответственно. На «Хаябуса-2» также установили и улучшенную систему подачи рабочего тела в двигатели.

Ионные двигатели используются как маршевые. Маневровые же двигатели работают на гидразине.

Вместо параболической зеркальной антенны, установленной на «Хаябуса», была установлена плоская антенна (работает на частоте 32 ГГц) с высоким коэффициентом усиления. Очень похожая антенна была установлена на АМС «Акацуки». Связь между Землёй и аппаратом будет поддерживаться в Ка-диапазоне. Однако Японии не хватает собственных станций для принятия/передачи сигналов в этом диапазоне, поэтому для связи японцы преимущественно используют сеть дальней космической связи NASA (DSN) и европейскую сеть космической связи ESTRACK.

АМС «Хаябуса-2» во время сборки. Credit: JAXA/NEC.

АМС «Хаябуса-2» во время сближения с астероидом в представлении художника.

На «Хаябуса-2» улучшили и систему ориентации. Были установлены новые, более надёжные гироскопы. Причём теперь их стало сразу четыре, а не три, как было на «Хаябуса».

На АМС установлен ударный цельнометаллический заряд Small Carry-on Impactor (SCI), состоящий из медного снаряда и заряда взрывчатки (пластифицированный октоген) для формирования ударного ядра. Вся масса SCI — 18 кг, из которых 4,7 кг приходится на взрывчатку. Масса медной пластины, из которой и будет формироваться ударное ядро, составляет 2,5 кг. Заряд должен будет образовать искусственный кратер, обнажив более глубокий материал. Этот материал станция будет исследовать в дальнейшем. В целях безопасности сама «Хаябуса-2» в этот момент будет находиться в тени астероида, а взрыв будет осуществлён на его освещённой стороне (т.е. с противоположной стороны от АМС). Поэтому станция не сможет наблюдать взрыв. Но как быть? Для наблюдения взрыва станция выпустит специальное устройство — DCAM 3, на нём и будет находиться камера. DCAM 3 будет передавать изображение на саму АМС «Хаябуса-2», а она уже будет передавать данные на Землю. DCAM 3 начнёт производить съёмку (162173) Рюгу с момента отделения от АМС.

Отделяемый от АМС аппарат DCAM 3 создан на основе зонда IKAROS. А последний, кстати, был испытан в космосе всего лишь за несколько лет до запуска «Хаябуса-2».

Модель IKAROS на 61-м Международном конгрессе астронавтики. Прага. Credit: ISAS/JAXA/Pavel Hrdlička.

На «Хаябуса-2» установили немало камер: три оптические навигационные камеры (ONC-T, ONC-W1, ONC-W2), CAM-C на пробоотборнике и термоинфракрасную камеру (TIR). Последняя является тепловизором, т. е. может определять температуру поверхности (162173) Рюгу. Ещё есть лидар и спектрометр.

Оптические навигационные камеры (англ. Optical Navigation Cameras, ONC) используются для дистанционного зондирования, а также при подлёте станции к (162173) Рюгу. Камера ONC-T обладает углом обзора 6,35°×6,35° и системой фильтров. ONC-W1 и ONC-W2 являются уже широкоугольными камерами (65,24°х65,24°), работают в диапазоне от 485 до 655 нм.

Ближний ИК-спектрометр (англ. Near-Infrared Spectrometer, NIRS3) предназначен для анализа состава вещества астероида.

Тепловизор TIR (англ. Thermal-Infrared Imager) будет использоваться для определения температуры поверхности (162173) Рюгу в диапазоне от -49 до 150°С (224-423К). Определение температуры производят с помощью двухмерной микроболометрической решётки. Пространственное разрешение TIR составляет 20 м на расстоянии 20 километров и 5 см на расстоянии 50 метров.

Устройство лидар измеряет расстояние от космического корабля до поверхности астероида. Принцип работы заключается в следующем: направленный луч от источника излучения отражается от цели (поверхности астероида), возвращается к источнику и улавливается высокочувствительным приёмником; время отклика прямо пропорционально расстоянию до поверхности. А если знать время отклика и скорость движения света, то легко можно определить и расстояние от поверхности астероида до зонда.

Система сбора образцов грунта аналогична установленной на «Хаябуса», но является, что неудивительно, более совершенной. Сбор будет происходить с помощью специального пробоотборника, представляющего собой специальную трубку. Когда АМС коснётся ею поверхности астероида, то автоматика выстрелит внутри трубки специальным конусообразным танталовым снарядом. Снаряд, имеющий массу в пять грамм, врежется в поверхность астероида со скоростью 300 м/с и поднимет часть реголита. Последний, двигаясь в условиях микрогравитации, самостоятельно попадёт в специальный сборник. Но даже если этот механизм не сработает, то возможность сбора образцов всё равно остаётся: инженерами дополнительно был установлен ещё один специальный механизм, который сможет подцепить и поднять реголит.

На пробоотборнике также установили специальную камеру CAM-C. Она будет фиксировать процесс сбора реголита станцией.

Посадочные зонды

«Хаябуса-2» спустит на поверхность астероида сразу несколько миниатюрных зондов, некоторые из них помещены в специальные контейнеры: MINERVA-II-1 (содержит ROVER-1A и ROVER-1B), MINERVA-II-2 (содержит ROVER-2) и MASCOT. АМС оставит их на высоте в 60 метров над астероидом. После контейнеры начнут медленно опускаться на поверхность (если их скорость будет меньше первой космической для (162173) Рюгу). Ускорение свободного падения на таком маленьком небесном теле очень мало, поэтому устройствам ничего не грозит.

ROVER-1A и ROVER-1B, разработанные JAXA и Университетом Айзу, имеют цилиндрическую форму с диаметром 18 см и высотой 7 см. Масса каждого устройства — 1,1 кг. Имеют две камеры (широкоугольную и стереокамеру) и термометр. Но ещё интереснее то, как они будут двигаться по поверхности астероида. Внутри них находятся небольшие электромоторы, на оси которых установлен эксцентрик. Вращение мотора с эксцентриком приводит к изменению центра тяжести, и под действием инерции происходит движение: устройства подпрыгивают над поверхностью, благодаря чему они смогут по ней спокойно передвигаться в условиях микрогравитации.
Контейнер MINERVA-II-2 разместит ROVER-2. Это устройство было разработано несколькими университетами во главе с Университетом Тохоку. Является восьмиугольной призмой, способной, как ROVER-1A и ROVER-1B, передвигаться по поверхности. Диаметр описанной вокруг основания окружности — 15 см, высота — 16 см. Масса — 1 килограмм. Имеет две камеры, термометр и акселерометр, также имеет светодиоды, работающие в видимом и ультрафиолетовом диапазонах. Они предназначены для подсветки летающей над астероидом пыли.

Источник питания всех этих аппаратов — солнечные батареи.

MASCOT (англ. Mobile Asteroid Surface Scout) — крупнейший посадочный зонд из всех. Имеет более крупные размеры: 29,5×27,5×19,5 см. Масса — 9,6 кг. MASCOT оборудован инфракрасным спектрометром, магнитометром, радиометром и камерой. Способен передвигаться по поверхности астероида точно так же, как и другие зонды. Был разработан Германским центром авиации и космонавтики (DLR) совместно с Национальным центром космических исследований Франции (CNES). На аппарате установлена литий-ионная батарея, её заряда должно хватить на 16 часов непрерывной работы.

Связь всех этих устройств с Землёй, как и случае с DCAM 3, будет осуществляться через АМС.

Заключение

Благодаря АМС «Хаябуса-2» люди смогут узнать немало нового хоть и о маленьком, но необычном и интересном мире. Новые знания помогут нам узнать много нового и о Солнечной системе, к примеру, об её эволюции. В JAXA уже заявили, что хотят попытаться найти на (162173) Рюгу органические молекулы. Учёные, найдя/не найдя их, смогут больше понять о роли астероидов в происхождении жизни на Земле.

Японцы, проанализировав все недочёты предыдущей миссии, создали новый, более надёжный аппарат. Станции предстоит ещё выполнить немало работы, но проблем с ней пока нет. Будем надеяться, что их и не будет.

Первоисточник статьи

kosmos-x.net.ru

Хаябуса (космический аппарат) Википедия

Хаябуса
はやぶさ
Хаябуса берёт образцы грунта
Заказчик	JAXA
Производитель	NEC Toshiba Space Systems
Задачи	Отработка маршевой ионной ДУ исследование астероида Итокава возвращение образцов с астероида
Стартовая площадка	Космический центр Утиноура
Ракета-носитель	M-V № 5
Запуск	9 мая 2003 года 04:29:25 UTC
Сход с орбиты	13 июня 2010 года 13:51 UTC
NSSDC ID	2003-019A
SCN	27809
Технические характеристики
Масса	510 кг (сухой: 380 кг)
Размеры	1×1,6×2 м Ширина: 5,7 м с СБ
Мощность	2,6 кВт (в 1 а. е. от Солнца)
Источники питания	2 GaAs СБ (12 м²) + NiMH (15 А·ч)
Ориентация	трёхосная
Движитель	Маршевый: 4 ионных ДУ μ10: * тяга: по 8 мН * удельный импульс: 3400 сек * мощность: 1 кВт * рабочее тело: Ксенон (65 кг) Ориентации: ЖРД: * тяга: 22 Н * топливо: АТ+НДМГ (50 кг)
Срок активного существования	4 года (продлён до 7 лет)
Возвращение на Землю	13 июня 2010 года 14:56 UTC
Целевая аппаратура
AMICA	Мультиспектральная камера оптического диапазона
ONC-W	Широкоугольная камера
LIDAR	Лазерный высотомер
NIRS	ИК-спектрометр ближнего инфракрасного диапазона
XRS	Рентгенофлуоресцентный спектрометр
MINERVA	Мини-ровер (591 г) с 3 камерами и термодатчиком
Возвращаемая капсула	Пробоотборник и жаропрочная капсула (0,4×0,25 м, 20 кг)
Спектральная полоса	NIRS: 0,76-2,1 мкм
Сайт проекта

ru-wiki.ru

Станция «Хаябуса-2» прибыла к астероиду Рюгу — Naked Science

Вчера, 27 июня 2018 года, японский космический аппарат «Хаябуса-2» сблизился с астероидом Рюгу, на который он спустит аппарат MASCOT, запустит в работу ровер, соберет образцы и даже создаст небольшой кратер для исследования недр камня.

Необычная форма Рюгу озадачила многих астрономов и ученых, когда были получены первые четкие снимки астероида.

«Издалека Рюгу казался круглым, затем он постепенно стал квадратом, а в итоге принял форму, близкую к флюориту (в японском его еще называют «камнем светлячков»), — говорит менеджер проекта Юичи Цуда. — Ось вращения астероида перпендикулярна орбите. Этот факт повышает степень свободы для приземления и корректных работ ровера. С другой стороны, вблизи экватора есть пик и множество больших кратеров, что, в свою очередь, осложняет и делает более интересным выбор точки приземления. По форме астероид напоминает флюорит. Это значит, что, по нашим подсчетам, гравитационная сила на широких областях поверхности астероида не всегда направлена напрямую вниз. Так что необходимо провести подробное исследование этих свойств для разработки плана дальнейших работ».

Рюгу представляет собой углеродистый астероид. Ожидается, что по составу он окажется схожим с углеродистыми метеоритами, упавшими на Землю ранее. В них были найдены органические соединения и даже вода — все это послужило возникновению гипотезы о зарождении жизни на нашей планете. Однако один вопрос остался без ответа: были ли вода и органические соединения на метеоритах до падения или они появились после столкновения с Землей? Исследование Рюгу позволит ученым изучить астероид, богатый углеродом в его собственной естественной среде, и определить, есть ли на нем строительные блоки для жизни.

Сравнение размеров астероидов Итокава и Рюгу / JAXA

Как бы то ни было, миссия «Хаябуса-2» (как и миссия NASA к Бенну — другому местному астероиду) предоставит ученым ценную информацию о составе древней Солнечной системы. В заявлении, опубликованном на Scientific American, планетолог из Лаборатории прикладной физики при Университете Джона Хопкинса Нэнси Чабот отметила:

«Множество групп по всему миру смогут изучать образцы в ближайшие десятилетия».

С ростом внимания к экзопланетам изучение того, как сформировалась наша уникальная и дружелюбная к жизни Солнечная система, обещает открыть новые двери перед астрономами и астрофизиками.

Но лучше всего то, что миссии к Рюгу и Бенну будут проходить одновременно — это позволит командам сравнить свои находки.

«Если образцы (с обоих астероидов. — Прим. ред.) окажутся идентичными, это может рассказать нам, какими были гомогенные материалы в Солнечной системе. Но я уверена, что они будут поразительно разными», — говорит Чабот.

naked-science.ru

hayabusa (КА) Википедия

Хаябуса
はやぶさ
Хаябуса берёт образцы грунта
Заказчик	JAXA
Производитель	NEC Toshiba Space Systems
Задачи	Отработка маршевой ионной ДУ исследование астероида Итокава возвращение образцов с астероида
Стартовая площадка	Космический центр Утиноура
Ракета-носитель	M-V № 5
Запуск	9 мая 2003 года 04:29:25 UTC
Сход с орбиты	13 июня 2010 года 13:51 UTC
NSSDC ID	2003-019A
SCN	27809
Технические характеристики
Масса	510 кг (сухой: 380 кг)
Размеры	1×1,6×2 м Ширина: 5,7 м с СБ
Мощность	2,6 кВт (в 1 а. е. от Солнца)
Источники питания	2 GaAs СБ (12 м²) + NiMH (15 А·ч)
Ориентация	трёхосная
Движитель	Маршевый: 4 ионных ДУ μ10: * тяга: по 8 мН * удельный импульс: 3400 сек * мощность: 1 кВт * рабочее тело: Ксенон (65 кг) Ориентации: ЖРД: * тяга: 22 Н * топливо: АТ+НДМГ (50 кг)
Срок активного существования	4 года (продлён до 7 лет)
Возвращение на Землю	13 июня 2010 года 14:56 UTC
Целевая аппаратура
AMICA	Мультиспектральная камера оптического диапазона
ONC-W	Широкоугольная камера
LIDAR	Лазерный высотомер
NIRS	ИК-спектрометр ближнего инфракрасного диапазона
XRS	Рентгенофлуоресцентный спектрометр
MINERVA	Мини-ровер (591 г) с 3 камерами и термодатчиком
Возвращаемая капсула	Пробоотборник и жаропрочная капсула (0,4×0,25 м, 20 кг)
Спектральная полоса	NIRS: 0,76-2,1 мкм
Сайт проекта

ru-wiki.ru

hayabusa Википедия

У этого термина существуют и другие значения, см. Хаябуса.

Хаябуса (яп. はやぶさ, «Сапсан», до запуска имел наименование MUSES-C) — космический аппарат Японского агентства аэрокосмических исследований (JAXA), предназначенный для изучения астероида Итокава и успешно доставивший образцы его грунта на Землю. В его честь названа земля Хаябусы на Плутоне (название утверждено МАС 7 сентября 2017 года)^[1].

Конструкция

Масса аппарата — 510 кг. Оснащён четырьмя маршевыми ионным двигателями.

Аппарат нёс на себе миниатюрного робота «Минерва» цилиндрической формы (диаметром 12 и длиной 10 сантиметров) массой 519 грамм, который был оснащён солнечными батареями и тремя фотокамерами. Его стоимость около 10 млн долларов.^[2]

Запуск и перелёт

«Хаябуса» был запущен 9 мая 2003 года японской ракетой-носителем М-5. Планировалось, что в июне 2007 года он вернётся к Земле и сбросит капсулу с добытыми образцами грунта. Это была бы первая доставка грунта с иного крупного небесного тела после лунных экспедиций.

Во время перелёта сильная солнечная вспышка нарушила работу солнечных батарей, что снизило до минимума маневренность аппарата. Из-за этого космический корабль достиг астероида лишь в сентябре, вместо расчётной даты в середине 2005 года. Также нарекания вызывала и работа ионных двигателей.^[3]

Сближение с Итокавой

12 сентября 2005 года аппарат приблизился к астероиду на расчётные 20 км и начал проводить детальные исследования. В связи с выходом из строя двух гироскопов из трёх выполнение намеченной программы оказалось под угрозой.

Первая посадка. Потеря робота «Минерва»

В ноябре 2005 года «Хаябуса» должен был осуществить на Итокаве три короткие посадки — одну пробную и две штатные. Однако из-за ряда сбоев одна посадка прошла неудачно (хотя при этом аппарат, как и планировалось, смог оставить на астероиде алюминиевую пластинку с именами 880 тысяч землян из почти 150 стран).

Кроме того, на поверхность аппарат должен был выпустить крошечного робота «Минерва», оснащённого тремя фотокамерами; две из них образовывали пару для стереосъёмки объектов, расположенных на расстоянии от 10 до 50 см от робота, в том числе для съемок отдельных пылинок, третья камера могла бы наблюдать более удалённые объекты поверхности. Также робот был оснащён приборами для изучения состава астероида^[4]. Однако после отделения робота связь с ним установить не удалось, и «Минерва» был потерян; робот улетел в открытый космос.

Вторая посадка. Сбой компьютера

26 ноября аппарат осуществил ещё одну попытку забора грунта. В момент максимального сближения с поверхностью астероида произошел сбой компьютера. Аппарат потерял ориентацию и повредил один из двигателей, вскоре связь с ним была потеряна. Однако грунт удалось забрать. К марту 2006 года связь удалось восстановить.

Как сообщило 29 ноября 2005 агентство Kyodo, причина невыполнения штатной процедуры забора грунта 26 ноября — ошибка в программе, заложенной с Земли в бортовой компьютер «Хаябусы» двумя днями ранее. Штатная процедура забора грунта предусматривала выстрел в грунт несколькими пульками и накопление выброшенного при ударе вещества астероида. В ходе исполнения этой программы была ошибочно активирована одна из защитных функций, которая и заблокировала «выстрел».^[5]

Возвращение на Землю

В июне 2006 JAXA сообщило, что аппарат, возможно, все-таки сможет вернуться на Землю.
4 февраля 2009 сотрудникам JAXA удалось наконец перезапустить ионный двигатель и окончательным маневром направить аппарат к Земле.

13 июня 2010 года^[6] аппарат вошёл в атмосферу Земли и 13 июня в 13:51 UTC (17:51 мск) сбросил спускаемую капсулу, содержащую образцы вещества астероида^[7]. Капсула приземлилась в 14:56 UTC (18:56 мск) в районе полигона Вумера на юге Австралии. Сам аппарат сгорел в плотных слоях атмосферы.

Итоги миссии

Капсула была доставлена в Японию. Было исследовано примерно 1500 микрозёрен доставленного вещества и спустя пять месяцев учёные выяснили, что значительная часть собранных частиц состоит из оливина. Выяснилось, что Итокаву действительно можно считать источником обыкновенных хондритов, однако своим минералогическим составом он всё же отличается от наиболее распространённых хондритов. Большинство метеоритов — это H- и L-хондриты (то есть с высоким и низким содержанием железа соответственно), а Итокава имеет весьма незначительное содержание железа. Такие LL-хондриты менее всего распространены на Земле.^[8]

Из ловушки A, которая была открыта при попытке забора грунта Итокавы 26 ноября, было извлечено, при помощи специальной лопаточки, примерно 1500 микрозерен вещества, в основном размером 10 мкм и менее. Осмотр, с помощью сканирующего электронного микроскопа, и анализ химического состава позволил идентифицировать их как частицы оливинов, пироксенов и плагиоклазов. Относительное количество и элементный состав частиц соответствуют примитивным метеоритам из класса углистых хондритов, а также данным дистанционного зондирования астероида приборами «Хаябусы».

Так, на графике, отражающем долю железа в суммарном количестве железа и магния в оливинах и пироксенах, материал в ловушке A соответствует примерно 30 % для оливинов и 25 % для пироксенов. Именно такое соотношение установлено для поверхностного материала астероида Итокава. В то же время для материала земной мантии характерна значительно более низкая доля железа – порядка 10 %.

Кроме того, в ловушке A не найдены ни частицы магматического происхождения, обычные для района запуска «Хаябусы» (дациты), ни фрагменты осадочных пород района посадки в Австралии (кварц, глины, карбонаты). Это позволяет отвергнуть возможность загрязнения приемного устройства КА земным грунтом.^[5]

Ещё одна важная находка заключается в том, что минералы, находящиеся в пыли Итокавы, метаморфизированы. Это означает, что они в течение длительного времени были разогреты примерно до 800 ˚С (а для того чтобы достичь такой температуры — астероиду необходимо иметь около 20 км в диаметре). Это говорит о том, что нынешний Итокава является фрагментом большего тела.^[9]

«Хаябуса» стал первым космическим аппаратом, доставившим на Землю образцы грунта астероида и шестым автоматическим КА, доставившим внеземное вещество на Землю — после «Луны-16», «Луны-20», «Луны-24», Genesis и «Стардаст».

См. также

Примечания

Ссылки

wikiredia.ru

«Хаябуса-2». Два японских робота успешно приземлились на астероид Рюгу и прислали фото

Два японских миниробота MINERVA-II1A и MINERVA-II1B успешно приземлились на поверхность астероида Рюгу. Оба находятся в хорошем состоянии и передают с астероида фотографии и данные, сообщается на сайте японского агентства аэрокосмических исследований (JAXA).

Из-за солнечного света на фотографии, сделанной роботом, получились белые пятна. Фото: twitter/haya2e_jaxa

Роботы отделились от японского космического зонда «Хаябуса-2» 21 сентября. По меньшей мере один из них сейчас движется по поверхности астероида, пишет агентство.

MINERVA-II1 — это первые в мире мобильные исследовательские роботы, которые высадились на поверхность астероида. Каждый робот весит всего один килограмм. Эти роботы впервые смогли автономно передвигаться и делать фотографии на поверхности астероида.

«Я был так тронут тем, что эти маленькие самоходные аппараты успешно исследуют поверхность астероида, потому что мы не смогли этого добиться 13 лет назад. Меня особенно впечатлили изображения, сделанные с близкого расстояния на поверхности астероида», — сказал руководитель миссии проекта «Хаябуса-2» Макото Йошикава.

Всего команда зонда «Хаябуса-2» опубликовала три изображения, сделанных роботами. Изображения получились размытыми, так как одно из них робот сделал во время вращения, а другое — в момент прыжка. Кроме того, на них получились цветовые пятна из-за отражения солнечного света.

«Хоть я и был разочарован размытым изображением, но тут важно то, что он был сделан самоходным аппаратом. Более того, фотография, сделанная в момент прыжка робота на поверхность астероида, подтвердила эффективность такого механизма движения», — сказал ответственный за проект MINERVA-II1 Тетсуо Йошимицу.

В чем заключается миссия «Хаябуса-2»?

Миссия «Хаябуса-2» началась в 2014 году. Ее стоимость составляет $ 150 млн. Космический зонд «Хаябуса-2» летел к астероиду Рюгу три с половиной года и добрался до него в конце июня.

Задачи зонда — изучить астероид и доставить на Землю образцы пород, из которых он состоит. «Прежде всего, мы очень внимательно изучим рельеф поверхности. Затем выберем место посадки. Именно там будут собраны пробы пород», — рассказывал руководитель проекта Йошикава.

Диаметр астероида Рюгу составляет около 900 метров, он совершает полный оборот вокруг своей оси за семь с половиной часов. Он находится в 290 млн км от Земли. «Хаябуса-2» проведет на орбите вокруг Рюгу около полутора лет.

Робот MINERVA-II1A сделал эту фотографию после отделения от космического корабля. В правом нижнем углу — поверхность астероида Рюгу. Фото: twitter/haya2e_jaxa

Рюгу принадлежит к астероидам класса С, которые считаются относительно примитивными. Это значит, что на его поверхности могут оказаться органические материалы и гидраты. Изучение химического состава Рюгу может помочь ученым понять ранные этапы эволюции Солнечной системы.

progomel.by