Hayabusa (vesmírná sonda)

Hayabusa

Model vesmírné sondy Hayabusa, která odebírá vzorky půdy. Čtyři trysky iontových trysek jsou vidět na levé straně desky.
ID NSSDC 2003-019A
Cíl mise Asteroid (25143) ItokawaŠablona: Infobox sonda / údržba / cíl
operátor JAXAŠablona: Infobox sonda / údržba / operátor
Spouštěč MVŠablona: Infobox sonda / údržba / nosná raketa
konstrukce
Vzletová hmotnost 510 kgŠablona: Sonda Infobox / údržba / startovací hmota
Nástroje
Šablona: Infobox sonda / údržba / nástroje

AMICA - vícepásmová kamera
LIDAR - laserový dálkoměr
NIRS - spektrometr v blízké infračervené oblasti
XRS - rentgenový spektrometr

Průběh mise
Datum zahájení 9. května 2003Šablona: Infobox sonda / údržba / datum zahájení
Datum ukončení 13. června 2010Šablona: Infobox sonda / údržba / datum ukončení
Šablona: Infobox sonda / údržba / historie
 
 9. května 2003 začít
 
 19. května 2004 Země se houpala
 
 12. září 2005 Dosažení asteroidu Itokawa
 
 12. listopadu 2005 Pustit přistávací modul
 
 25. dubna 2007 Začněte zpět na Zemi
 
 09/06/2010 poslední oprava cesty pro opětovný vstup
 
 13.06.2010 Oddělení zpětné kapsle
 
 13.06.2010 Opětovný vstup do zemské atmosféry
 
 13.06.2010 měkké přistání v zvlňovači

Hayabusa ( japonsky 小 惑星 探査 機 「は や ぶ さ」 (MUSES-C) , shōwakusei tansaki „Hayabusa“ (Muses-C) , německy „asteroidová sonda „ Peregrine Falcon “(Muses-C)“, zvaná „Muses-C "před startem) byla kosmická sonda ze v japonské prostor agentury JAXA , který byl zahájen dne 9. května 2003 na asteroidu (25143) Itokawa . 12. září 2005 dosáhla sonda svého cíle a odebírala tam vzorky půdy . Po zpátečním letu, který byl kvůli různým technickým problémům zpožděn o tři roky, se oddělená zpětná kapsle se vzorkem a sondou dostala do zemské atmosféry 13. června 2010 kolem 13:56 UTC (23:30 místního času) přes Austrálii . Jednalo se o první vzorek vrácený z povrchu asteroidu kosmickou lodí.

V roce 2014 začala sonda následné mise Hayabusa 2 , která také v prosinci 2020 přinesla vzorek půdy zpět na Zemi.

mise

Hayabusa zasáhla asteroid (25143) Itokawa (dříve známý jako 1998 SF 36 ) v září 2005 . Původně plánovaným datem příjezdu byl červen 2005, ale kvůli velkým slunečním bouřím byly některé solární články sondy poškozeny, takže iontové trysky dostávaly méně energie a mohly tak dodávat menší tah. Sonda byla první japonskou vesmírnou sondou s iontovými tryskami. Otočení na oběžnou dráhu kolem asteroidu nebylo plánováno. Místo toho sonda zůstala v poloze poblíž asteroidu. Po mapování z výšky 20 km se sonda několikrát přiblížila k asteroidu. Zpočátku stále nebylo jisté, zda byl pokus o odstranění přibližně jednoho gramu půdního materiálu úspěšný. I tak sonda vrátila nádobu se vzorkem na Zemi. K odběru vzorků měla Hayabusa otvor ve tvaru trychtýře, který sloužil jako sběrač prachu . Když se trychtýř dotkl země, vystřelil na povrch malý projektil a nádoba na vzorky byla krátce otevřena. Část vyhozeného materiálu by měla být shromážděna tímto způsobem. Krátce před skutečným kontaktem se zemí byl na povrch umístěn tzv. Cílový marker , který pro navigaci použila vesmírná sonda. Rovněž měla 877 590 jmen, která byla společnosti JAXA předložena prostřednictvím internetu v roce 2002. Zpáteční let na Zemi byl zpožděn kvůli různým problémům s řízením polohy, hydrazinovými motory a přenosem dat. Proto nebylo možné použít první možné počáteční datum návratu, a to na začátku prosince 2005. Sonda se dokázala vrátit na Zemi pouze se svým iontovým pohonným systémem, když to byla další příležitost k návratu po železnici v dubnu 2007 a dosáhla ji 13. června 2010, kdy byla zpětná kapsle oddělena a přistála v Austrálii.

Mise měla původně probíhat za účasti USA , které chtěly přispět malým nanoroverem zvaným Muses-CN . Rover však byl z finančních důvodů zrušen. Místo toho Hayabusa nesla malou, pouze 591 g těžkou japonskou přistávací sondu nazvanou Minerva (zkratka pro Micro / Nano Experimental Robot Vehicle pro asteroid ), která byla vybavena třemi kamerami a solárními články. Během prvního pokusu o odběr vzorků měl být přistávací modul položen na povrch, aby „skočil“ a fotografoval kvůli velmi nízké gravitaci asteroidu. Protože sonda byla pozastavena pouze kvůli chybě časování, když se Hayabusa po přiblížení k povrchu již pohybovala směrem vzhůru od asteroidu, Minerva překročila únikovou rychlost nutnou k překonání gravitace asteroidu a po zhruba 14 hodinách ztráty rádiového kontaktu šla do vesmíru.

kurs

Hayabusa byla úspěšně vypuštěna 9. května 2003 z japonského vesmírného střediska Uchinoura v Kagošimě na odpalovacím zařízení MV .

Na konci roku 2003 byla sonda zachycena silnými slunečními větry, které poškodily povrchy solárních článků a odložily příjezd o tři měsíce kvůli sníženému tahu iontových trysek.

Dne 19. května 2004 se Hayabusa předvedl houpačka-by manévru na Zemi. Průletová výška byla 3 700 km.

31. července 2005 vyřadil z provozu jeden (osa X) tři gyroskopy na palubě kosmické lodi potřebné pro řízení polohy a vyrovnání .

14. srpna 2005 byl zveřejněn Hayabusův první snímek Itokawy. Fotografie byla pořízena startovacím trackerem a ukazovala pohybující se světelný bod, který byl zaměněn za asteroid. Další snímky byly pořízeny mezi 22. srpnem a 24. srpnem.

28. srpna 2005 byly iontové trysky vypnuty a pro účely korekce polohy byly nyní použity chemické trysky.

4. září 2005 pořídily kamery Hayabusa první snímky Itokawy, které ukazují tvar asteroidu.

12. září 2005 dosáhla Hayabusa polohy asi 20 km od Itokawy, ve které „zůstala“ vesmírná sonda. Tuto pozici nazvala JAXA „Pozice brány“. Chemické trysky vystřelily naposledy v 1:17 UTC, aby kompenzovaly relativní rychlost sondy a asteroidu. Nyní byla Hayabusa na oběžné dráze, která byla téměř stejná jako oběžná dráha nebeského tělesa - rychlost diferenciálu byla 0,25 mm / s.

Dne 30. září 2005 přešla Hayabusa do „domovské polohy“ pomocí svých chemických trysek, které byly od asteroidu vzdálené asi 7 km.

2. října 2005 selhala druhá (osa Y) ze tří gyroskopů. Od této chvíle byla kontrola polohy prováděna se zbývajícím gyroskopem (osa Z) a dvěma chemickými tryskami.

2. listopadu 2005 uspořádala JAXA tiskovou konferenci, během níž byly představeny první snímky Itokawa s vysokým rozlišením. Byly také zobrazeny plánované povrchové polohy pro odběr vzorků a byla uvedena data pokusů o odběr vzorků.

4. listopadu byl zrušen první testovací přístup k asteroidu.

12. listopadu byl při druhém přiblížení vypuštěn přistávací modul Minerva ve výšce kolem 200 m. Ke startu došlo, když byla mateřská sonda v pohybu vzhůru, takže Minerva byla ztracena ve vesmíru. Během tohoto přístupu byl také vystaven cílový marker .

První vzorkování začalo 19. listopadu. Cíl značka byla zahájena v 19:55 UTC ve výšce 40 metrů, a asi 6,5 minut později dosáhl povrch planetky. Sonda poté sledovala cílový marker v plně automatickém režimu rychlostí asi 2 - 3 cm / s, komunikace se zemí byla zastavena podle plánu ve výšce 17 metrů, protože v tomto okamžiku byl blokován kontakt se sondou z pozemní stanice čas byl předán jinému. Podle prvních zpráv byl přístup nominálně až do výšky asi deseti metrů, poté sonda přešla do bezpečného režimu a začala pomalu otáčet. Jako možnou příčinu bylo označeno přehřátí elektroniky sondy poblíž sluncem zalitého povrchu, který má teplotu kolem 100 ° C. Když byl kontakt s Hayabusou obnoven, sonda byla poslána pryč z povrchu. Hayabusa se poté přesunul do nadmořské výšky asi 100 km od Itokawy. Poté, co byla data uložená na palubě sondy stažena a analyzována, bylo zjištěno, že Hayabusa zjevně skutečně přistál na asteroidu a zůstal tam asi 30 minut. Jelikož však přistání neproběhlo v plánovaném režimu, pravděpodobně nebyly odebrány žádné vzorky.

Druhé přistání se uskutečnilo 26. listopadu 2005. Tentokrát podle prvních zpráv mechanismus vzorkování fungoval správně. Zatím nebylo jisté, zda byl materiál odebrán, ale JAXA předpokládala, že vzorek byl úspěšně odebrán. Kromě toho došlo k problémům s jedním z tryskových motorů pro řízení polohy, pravděpodobně s únikem paliva při kontaktu s povrchem asteroidu. Aby se zastavila ztráta paliva, byla Hayabusa původně uvedena do bezpečného režimu .

Startovací okno ze dne 14. prosince 2005 nebylo použito z důvodu chybějícího připojení k sondě a vybití baterií. Stále nebylo jasné, zda byly vzorky odebrány úspěšně.

23. ledna 2006 přijala JAXA první, dosud nemodulovaný signál od Hayabusy od začátku prosince 2005. Během několika příštích týdnů byla sonda pod kontrolu a byla zavedena stabilní komunikace.

25. dubna 2007 se Hayabusa vrátila na Zemi pomocí svých iontových trysek, kterých bylo podle tehdejší předpovědi dosaženo v roce 2010. V té době nebylo jasné, zda sonda tento neplánovaný dlouhý let přežije.

Motory byly vypnuty 24. října 2007 a sonda byla vyrovnána s osou otáčení ke slunci . Od této chvíle letěla bezmotorová na Hohmannbahnu směrem k Erdbahnu. Motory byly do té doby v provozu 31 000 hodin a stále měly dostatečný tah a palivo. Manévr na oběžné dráze pokračoval až v únoru 2009.

V květnu 2008 byla zpětná kapsle naposledy zkontrolována a nakonec zapečetěna. 2. června 2008 byla Hayabusa 1,5  AU od Slunce a za Sluncem při pohledu ze Země.

4. února 2009 společnost JAXA oznámila úspěšné zapálení motorů. Sonda měla být dále zrychlena až do března 2010; návrat byl plánován na červen 2010.

4. listopadu 2009 bylo zjištěno, že motor D se kvůli problémům automaticky vypnul. Nebylo možné znovu aktivovat motor. Během této doby byl také vypnut motor C, ale byl funkční.

Vstup kosmické lodi Hayabusa a jejího zpětného pouzdra do zemské atmosféry nad jižní Austrálií 13. června 2010.

Během zpátečního letu proběhly od 4. května 2010 čtyři korekční manévry oběžné dráhy (vzdálenost k Zemi: 16,6 milionu km) za účelem koordinace oběžné dráhy sondy k zemi a přistávací plochy.

Navzdory četným poruchám součástí (např. Dva gyroskopy byly nefunkční, pouze čtyři z jedenácti lithium-iontových baterií byly stále funkční, bylo vyčerpáno chemické palivo a blokován mechanismus vyrovnání antény), bylo možné vesmírnou sondu vrátit na Zemi a oddělit ji dne 13. května 2010 v 10:51 UTC z 20 kg kapsle pro opětovný vstup se vzorkem. Sonda shořela nad jižní Austrálií a mohla být sledována několika pozorovacími stanicemi, zatímco zpětná kapsle přistála na padáku v zakázané oblasti Woomera v jižní Austrálii a byla umístěna o hodinu později vrtulníkem. Zde byla zjevně neporušená kapsle odebrána další den a uzavřena, dokud nebyly vzorky vyšetřeny.

Vzhledem k úspěchu mise JAXA na podzim 2010 hlasovala pro následnou misi Hayabusa 2 .

Data

Výsledek

Kontejner s částicemi z Itokawa

Snímky sondy, které Itokawa dosáhl v září 2005, ukazují povrch asteroidu s rozlišením menším než jeden metr. Zarážející je téměř úplná absence impaktních kráterů , které dominují na povrchu jiných asteroidů, které byly prozkoumány vesmírnými sondami , jako jsou (243) Ida nebo (433) Eros . Některé oblasti na Itokawě jsou pokryty regolitem a balvany různých velikostí, zatímco jinde je zjevná odkrytá skála. Střední hustotu Itokawy mohl Hayabusa určit na 2,3 ± 0,3 g / cm3. To je o něco méně, než by se u kompaktní silikátové horniny očekávalo. Tato pozorování naznačují, že asteroid je porézní „hromada suti“ držená pohromadě pouze gravitační silou .

Zpětná nádoba, která byla pečlivě zkoumána za podmínek vysoké čistoty, obsahovala podle JAXA řadu malých částic, které byly následně zkoumány. Výzkum potvrdil, že částice určitě pocházely z Itokawy.

Další mise na asteroidy

Viz také

webové odkazy

Commons : Hayabusa  - sbírka obrázků, videí a zvukových souborů

Individuální důkazy

  1. ↑ a b FlugRevue únor 2010, s. 76, Zpět s poloviční silou - naděje a strach sondou japonských asteroidů
  2. ↑ Hayabusa provedl Star Tracker zobrazování Itokawa! JAXA, 15. srpna 2005, zpřístupněno 14. června 2010 .
  3. ^ Hayabusova navigační kamera vyfotografovala „Itokawa“. JAXA, 26. srpna 2005, zpřístupněno 14. června 2010 .
  4. ^ Hayabusa poprvé ve vesmíru úspěšně zachytil Itokawa Shape. JAXA, 5. září 2005, zpřístupněno 14. června 2010 .
  5. ↑ Hayabusa dorazí Itokawa. JAXA, 12. září 2005, zpřístupněno 14. června 2010 .
  6. ^ Hayabusa dorazí na domovskou pozici a aktuální stav kosmické lodi Hayabusa. JAXA, 4. října 2005, zpřístupněno 14. června 2010 .
  7. ↑ úzkostlivě čekající na plody naší práce. JAX, přístup 7. dubna 2013 .
  8. ↑ Emily Lakdawalla: Hayabusa Aktualizace: Hayabusa je naživu; cílová značka byla úspěšně umístěna; další pokus za pár dní. (Již není k dispozici online.) 20. listopadu 2005, archivováno od originálu 15. června 2010 ; zpřístupněno 14. června 2010 (anglicky).
  9. ↑ Střelba iontového motoru a spuštění druhé fáze oběžné dráhy pro návrat na Zemi. JAXA, 4. února 2009, přístup do 14. června 2010 .
  10. ↑ Průzkumník asteroidů „HAYABUSA“ Anomálie iontového motoru. JAXA, 9. listopadu 2009, zpřístupněno 14. června 2010 .
  11. ↑ Průzkumník asteroidů „HAYABUSA“ (MUSES-C) Plán reentry kapslí. JAXA, 12. června 2009, zpřístupněno 14. června 2010 .
  12. ↑ Malé částice nalezené v nádobce na vzorky HAYABUSA. JAXA, 5. července 2009, přístup 23. července 2010 .
  13. ↑ Částice přivezené zpět Hayabusou identifikované jako z Itokawy. JAXA, 16. listopadu 2010, přístup 16. listopadu 2010 .