Хаябуса-2
Хаябуса-2 — японська міжпланетна станція, призначена для доставки на Землю зразків ґрунту з астероїда Рюгу. У ній враховано недоліки попередньої місії — Хаябуса[5]. Запуск здійснено 3 грудня 2014 року, 27 червня 2018 року зонд досяг астероїда Рюгу[6]. Зонд досліджував астероїд близько півтора року і зібрав зразки ґрунту астероїда. Апарат залишив астероїд у листопаді 2019 року та успішно повернувся до Землі 5 грудня 2020[7][8][9].
Хаябуса-2 | |
---|---|
Комп'ютерна модель Хаябуса-2 | |
Основні параметри | |
Повна назва | Хаябуса-2 |
COSPAR ID | 2014-076A |
Організація | Агентство аерокосмічних досліджень Японії |
Тип апарата | дослідження астероїда (162173) Рюгу та повернення зразків на Землю |
Штучний супутник | (162173) Рюгу |
Дата запуску | 3 грудня 2014, 04:22 UTC |
Ракета-носій | H-IIA 202 |
Космодром | Танеґасіма |
Тривалість польоту | в польоті 7 років, 2 місяці, 16 днів |
Схід з орбіти | 13 листопада 2019[1] |
Технічні параметри | |
Маса | 590 кг |
Розміри | 2×1,6×1,25 м |
Джерела живлення | сонячні панелі |
Час активного існування | після 2020[2] |
Посадка на небесне тіло | |
Небесне тіло | (162173) Рюгу |
Дата і час посадки | 22 лютого 2019[3] та 11 липня 2019[4] |
Вебсторінка | |
Вебсторінка | Хаябуса-2 |
Хаябуса-2 має кілька наукових інструментів для дистанційного зондування, відбору зразків, чотири маленькі ровери, які дослідили поверхню для отримання інформації щодо геології та місцевості, з якої були отримані зразки.
Огляд місії
Первісно апарат планувалось запустити 30 листопада 2014 року[10][11][12], проте запуск було відкладено на 3 грудня 2014 04:22 UTC (4 грудня 2014 року 13:22:04 за місцевим часом) за допомогою ракети-носія Н-2А з космодрому Танеґасіма на півдні країни[13].
Як мету вибрано астероїд з номером 162173, раніше мав позначення 1999 JU3. У перигелії його орбіта заходить всередину орбіти Землі, а в афелії торкається орбіти Марса. Діаметр 1999 JU3 оцінюється приблизно 0,92 км — це майже вдвічі більше, ніж в Ітокави. Спостереження здійснювалися впродовж півтора року, зворотний шлях має розпочався у грудні 2019 року, повернення капсули з матеріалом астероїда на Землю здійснено у грудні 2020 року[12].
Після закінчення основної програми місії та повернення зразків на Землю у 2020, космічний апарат Хаябуса-2 планується використати для дослідження іншого малого тіла Сонячної системи[2].
Космічний апарат обладнаний іонними двигунами, поліпшеною навігаційною системою, антеною і системою управління орієнтацією[14]. Операції під час роботи будуть схожі на ті, які здійснювалися першим апаратом, проте цей апарат матиме ударний суцільнометалевий заряд для отримання зразків[12].
Фінансування та історія
Місія Хаябуса-2 була підтверджена Комісією з космічної діяльності і додана на фінансування до японської космічної програми у 2006 році[15]. У липні 2009 на 27-у Міжнародному Симпозіумі Космічних технологій і Науки у Японії доктор Макото Йосікава з Японського агентства аерокосмічних досліджень анонсував наступну місію Хаябуса з повернення зразків з астероїда. У серпні 2010, агентство отримало підтвердження на початок будівництва Хаябуса-2 від уряду країни. Кошторис склав 16.4 млрд йєн[16][17].
Хаябуса-2 була запущена 3 грудня 2014 та прибула до астероїда Рюгу 27 червня 2018 року. Станція залишалась на відстані 20 км від поверхні астероїда і здійснювала його фотографування. 16 липня 2018 року орбіту апарата почали знижувати[18].
21 вересня 2018, від Хаябуси-2 з висоти 55 м відділились перші два ровери Rover-1A (HIBOU) та Rover-1B (OWL), вони спустились на поверхню астероїда незалежно один від одного[19][20]. Вони успішно функціонували та передавали дані[21]. Ровер MASCOT успішно відділився 3 грудня 2018 і працював близько 16 годин, як і планувалось[22].
Перший відбір зразків було заплановано на кінець жовтня 2018, проте ровери не змогли взяти зразки через відсутність реголіту — ландшафт місця висадки складався з невеликого каміння. Було вирішено відкласти відбір зразків до 2019 року і проаналізувати доступні варіанти[23] . Перша спроба взяти зразки з поверхні астероїда відбулась 21 лютого 2019. 5 квітня 2019 станція Хаябуса-2 вивільнила заряд, який створив штучний кратер на поверхні астероїда. 14 травня 2019 станція не змогла вивільнити рефлекторні маркери, які необхідні для спуску і забору зразків[25], проте це успішно вдалось зробити 4 червня 2019.[26] Підповерхневий відбір зразків було здійснено 11 липня 2019.[27] Станція розпочала зворотну подорож до Землі 13 листопада 2019, прибуття зразків очікувалося наприкінці 2020.[7]
Зразки з астероїда були доставлені на Землю 5 грудня 2020[7][8].
На зворотному шляху місія літального апарата була розширена: він має пролетіти повз невеличкий астероїд (98943) 2001 CC21 в 2026 році та невеличкий уламок 1998 KY26 в 2031 році. Тому 4 грудня, на відстані близько 220 тисяч кілометрів від Землі, літальний апарат випустив невеликий спускний капсуль (40 сантиметрів завширшки) зі зразками, а сам запустив двигуни для зміни траєкторії[28].
Спускний капсуль, який не має рушіїв, увійшов в атмосферу Землі об 17:28 GMT 5 грудня 2020 року на швидкості близько 43 190 км/год. Капсуль успішно приземлився об 17:47 GMT (6 грудня 4:17 ранку за місцевим часом) в місцевості Вумера[28].
Космічний апарат
Конструкція Хаябуси-2 базується на першій версії апарата Хаябуса з деякими поліпшеннями. Маса апарата з пальним — 610 кг, живлення систем забезпечують сонячні панелі потужністю 2,6 кВт на відстані 1 а. о. та 1,4 кВт на відстані 1,4 а. о. Енергія накопичується у вбудованих літій-іонних батареях (13,3 А·год.).
- Система руху
Космічний апарат обладнаний чотирма іонними рушіями на сонячній енергії, що мають назву μ10,[29] один з яких — запасний. Іонні двигуни іонізують газ — ксенон і розганяють його електростатичним полем. Три двигуни генерують тягу у 28 мН, це незначна тяга у космічних масштабах, проте двигуни мають високу ефективність, 66 кг ксенону можуть змінити швидкість космічного апарата до 2 км/с.
Апарат має чотири запасні реактивні механізми і систему з 12 маневрових хімічних рушіїв для контролю орієнтації та орбітального коригування біля астероїда. Хімічні двигуни використовують пару гідразин/MON-3 загальна маса хімічного палива — 48 кг.
Хаябуса-2 | Показник[29][30] |
---|---|
Система руху | іонний двигун μ10 |
Кількість маневрових двигунів | 4 |
Загальна тяга (іонний двигун) | 28 мН |
Питомий імпульс | 3000 с |
Прискорення | 49 μm/с2 |
Потужність джерела живлення | 1250 Вт |
Загальна маса | 610 кг |
Система іонного двигуна суха маса | 66 кг |
Система іонного двигуна загальна маса | 155 кг |
Сонячні панелі | 23 кг |
Ксенон | 66 кг |
Гідразин/MON-3 (пальне) | 48 кг |
Тяга (хімічні двигуни) |
Інструменти
За ідеологією, конструкцією і принципом забору ґрунту Хаябуса-2 буде майже точною копією першого апарата (Хаябуса). У ній усунено виявлені недоліки, такі як низький ресурс маховиків системи орієнтації та дефекти допоміжної рухової установки з РРД. Крім того, вдосконалено систему забору ґрунту (з урахуванням передбачуваних відмінностей в його складі та стані) і змістити робочий діапазон спектрометра. Передбачається встановити «плоску» антену системи зв'язку.
Апарат обладнаний спускним апаратом МIНЕРВА-2 що містить 3 планетохода — Rover-1A, Rover-1B і Rover-2.
Апарат також обладнаний невеличким спускним апаратом MASCOT (англ. Mobile Asteroid Surface Scout), який розробили Німецький аерокосмічний центр і Національний центр космічних досліджень Франції[32]. На спускному апараті встановлені спектрометр, магнітометр, радіометр та камера, а також модуль для переміщення, завдяки якому апарат може змінювати своє положення для подальших досліджень[33]. До розробки системи терморегуляції для MASCOT долучились українські вчені з теплоенергетичного факультету НТУУ «КПІ» ім. Ігоря Сікорського[34].
На апараті також встановлено ударний суцільнометалевий заряд Small Carry-on Impactor (SCI), який складається з мідного ядра й заряду вибухівки. Під час наближення до астероїда, апарат вистрілить цим зарядом у поверхню. На дні кратера, який утворився, вчені сподіваються знайти інші зразки порід[35]. Інший інструмент, який буде розгорнутий — камера. Ця камера спостерігатиме за підривом Small Carry-on Impactor. Мідний заряд зіткнеться з астероїдом на швидкості 2 км/с.
Етапи місії
- 3 грудня 2014 — запуск космічного апарата.
- 3 грудня 2015 — зонд здійснив гравітаційний маневр навколо Землі та, отримавши додаткове прискорення, вирушив до астероїда.
- 27 червня 2018 — зонд вийшов на орбіту астероїда.
- 21 вересня 2018 — здійснено м'яку посадку на поверхню астероїда двох модулів Rover-1A і Rover-1B.[36]
- 3 жовтня 2018 — здійснив посадку модуль MASCOT. MASCOT працював на астероїді понад 17 годин, за цей час модуль тричі змінював своє місце перебування, успішно виконав заплановані дослідження складу ґрунту і властивостей астероїда і передав дані на орбітальний апарат.[37]
- 22 лютого 2019 — зонд Хаябуса-2 опустився на відносно рівний шестиметровий майданчик 900-метрового астероїда. Після взяття зразків ґрунту Хаябуса-2 знову повернувся на орбіту небесного тіла.[38] Плануються наступні взяття зразків ґрунту.[39]
- 6 квітня 2019 — із зонда було скинуто снаряд Small Carry-on Impactor (SCI), яка складалася з мідного снаряда масою 2,5 кілограма і 4,5-кілограмового заряду вибухової речовини, щоб пил і частинки ґрунту, що піднялися з астероїда, зміг захопити апарат для доставки на Землю.[40]
- 11 липня 2019 — зонд Хаябуса-2 вдруге зібрав зразки ґрунту астероїда.[4]
- 13 листопада 2019 — зонд Хаябуса-2 залишив орбіту астероїду Рюгу та попрямував до Землі разом зі зразками. Вчені JAXA мають намір скинути зразки астероїда в герметичній капсулі з борту "Хаябуси-2" на Землю, після чого зонд зможе продовжити свій шлях і приступити до вивчення нового небесного тіла.[41][42]
- 5 грудня 2020 — повернення капсули зі зразками ґрунту з астероїда Рюгу на випробувальний полігон Вумера в Австралії[8][9].
Примітки
- Goodbye Ryugu: Navigation Images from the asteroid departure (Real time delivery). JAXA. 13 листопада 2019.
- Bruno Victorino Sarli; Yuichi Tsuda. Hayabusa 2 extension plan: Asteroid selection and trajectory design. Acta Astronautica 138. с. 225 – 232. doi:10.1016/j.actaastro.2017.05.016.
- Hayabusa2 Latest Status, the Successful First Touchdown. JAXA. 22 лютого 2019. Процитовано 1 квітня 2019.
- Японський зонд "Хаябуса-2" здійснив посадку на астероїд. Укрінформ. 11 липня 2019.
- Wendy Zukerman (18 серпня 2010). Hayabusa2 will seek the origins of life in space. New Scientist. Процитовано 17 вересня 2010.
- Clark, Stephen (28 червня 2018). Japanese spacecraft reaches asteroid after three-and-a-half-year journey. Spaceflight Now. Процитовано 2 липня 2018.
- Farewell, Ryugu! Japan's Hayabusa2 Probe Leaves Asteroid for Journey Home. 13 листопада 2019.
- Подолавши 6 мільярдів кілометрів, японський космічний зонд доставив на Землю зразки астероїда. Українська правда. 5.12.2020. Процитовано 5.12.2020.
- Японський зонд доставив на Землю зразки астероїда Рюгу. Укрінформ. 6 грудня 2020. Процитовано 7 грудня 2020.
- JAXA Report on Hayabusa2. 12 травня 2014. Архів оригіналу за 4 березня 2016.
- Vilas, Faith (25 лютого 2008). SPECTRAL CHARACTERISTICS OF HAYABUSA 2 NEAR-EARTH ASTEROID TARGETS 162173 1999 JU3 AND 2001 QC34. The Astronomical Journal 135 (4): 1101. Bibcode:2008AJ....135.1101V. doi:10.1088/0004-6256/135/4/1101. «target for the planned Japanese mission Hayabusa2»
- Makoto Yoshikawa (6 січня 2011). ja:小惑星探査ミッション「はやぶさ2」 [Asteroid Exploration Mission "Hayabusa2"]. 11th Symposium on Space Science (Japanese). Процитовано 2 квітня 2019.
- Clark, Stephen (3 грудня 2014). Hayabusa2 launches on audacious asteroid adventure. spaceflightnow. Процитовано 3 грудня 2014.
- Clark, Stephen (29 січня 2012). Japan's next asteroid probe approved for development. spaceflightnow. Процитовано 1 квітня 2019.
- Keiji Tachikawa (2007). The President's New Year Interview. Архів оригіналу за 5 лютого 2012. Процитовано 1 червня 2018.
- Zukerman, Wendy (18 серпня 2010). Hayabusa2 will seek the origins of life in space. New Scientist. Процитовано 17 листопада 2010.
- Asteroid probe, rocket get nod from Japanese panel. Spaceflight Now. 11 серпня 2010. Процитовано 29 жовтня 2012.
- Imaging Ryugu from an altitude of 6 km. JAXA press release. 25 July 2018.
- Hayabusa-2: Japan's rovers ready for touchdown on asteroid. Paul Rincon, BBC News. 20 September 2018.
- Japanese Probe Drops Tiny Hopping Robots Toward Big Asteroid Ryugu. Space.com. 21 вересня 2018.
- Meghan Bartels (22 вересня 2018). They Made It! Japan's Two Hopping Rovers Successfully Land on Asteroid Ryugu. Space.com. Процитовано 7 грудня 2020.
- MASCOT lands safely on asteroid Ryugu. Press release, DLR Press Portal. 3 October 2018.
- Hayabusa2 Project (14 жовтня 2018). Ryan, 181014e_TD/ Schedule changes for the touchdown operation. JAXA University of Tokyo and collaborators. Процитовано 7 грудня 2020.
- George Dvorsky (19 травня 2019). New Photos Show the Surprisingly Big Crater Blasted Into Asteroid Ryugu by Japan's Hayabusa2 Probe. Gizmodo. Процитовано 7 грудня 2020.
- Jackson Ryan (5 червня 2019). Japan's Hayabusa2 spacecraft grabs epic close-up just 30 feet above asteroid. C-net. Процитовано 7 грудня 2020.
- Hasegawa, Kyoko (11 липня 2019). Japan's Hayabusa2 probe makes 'perfect' touchdown on asteroid. Phys.org.
- Mike Wall (5 грудня 2020). Japanese space capsule carrying pristine asteroid samples lands in Australia. Space.com.
- Operation Status of Ion Engines of Asteroid Explorer Hayabusa2. (PDF) Nishiyama, Kazutaka; Hosoda, Satoshi; Tsukizaki, Ryudo; Kuninaka, Hitoshi. JAXA, January 2017.
- The Ion Engine System for Hayabusa2 Архівовано 6 листопада 2014 у Wayback Machine.. The 32nd International Electric Propulsion Conference, Wiesbaden, Germany, September 11–15, 2011.
- Japan's next asteroid probe approved for development. Spaceflight Now. 29 січня 2012. Процитовано 29 жовтня 2012.
- DLR Asteroid Lander MASCOT. Архів оригіналу за 15 листопада 2012.
- Graham, William (December 2, 2014). Japanese H-IIA kicks off Hayabusa2’s asteroid mission. NASASpaceFlight.com. Процитовано 4 December 2014.
- На Западе не смогли, а в Украине справились: как создавали космический аппарат для посадки на.... fakty.ua (рос.). Процитовано 14 лютого 2019.
- Японский космический зонд «Хаябуса-2» отправится к астероиду 1999 JU3. ТАСС. 3 декабря 2014 года. Процитовано 4 листопада 2015.
- Роботы-разведчики с Hayabusa-2 начали работать на поверхности астероида Рюгу. Mir24.tv. 22 вересня 2018. Процитовано 22 вересня 2018.
- Зонд MASCOT сів на поверхню астероїда Рюгу. Громадське телебачення. 03 жовтня 2018.
- Зонд «Хаябуса-2» успішно зібрав зразки з поверхні Рюгу. Укрінформ. 23 лютого 2019.
- Японський зонд “Хаябуса-2” готується до другого забору ґрунту з астероїда. UA TV. 22 червня 2019.
- SCI (Small Carry-on Impactor) Operation Schedule. Hayabusa2 project. 3 квітня 2019.
- Японський зонд доставить на Землю зразок астероїда Рюгу. Укрінформ. 14 листопада 2019.
- Японский зонд Hayabusa2 возвращается на Землю с образцами астероида. ITC.ua. 13 листопада 2019.