Dawn

Dawn («Світанок») — космічний зонд НАСА, запущений в космос 27 вересня 2007 для дослідження астероїда Вести і карликової планети Церери. Космічний зонд досяг орбіти навколо Вести 16 липня та залишив її 5 вересня 2011 року, вилетівши в напрямку Церери. Прибув до Церери 6 березня 2015 року. На відміну від попередніх космічних зондів, які досліджували більше одного небесного тіла, космічний зонд «Dawn» не просто пролетів повз Весту — проміжну точку призначення — але вийшов на орбіту навколо Вести і, після кількох місяців перебування на її орбіті, продовжив подальший політ до Церери.

Художнє зображення космічного зонду Dawn із Вестою (ліворуч) та Церерою (праворуч). Відстані, масштаб та кількість астероїдів поруч нереалістичні.

Dawn є дев'ятою місією програми Discovery, що об'єднує наукові місії американського космічного агентства, вона характеризується помірною вартістю і швидким циклом розробки. Веста і Церера є протопланетами, які практично не змінилися з моменту їх формування 4,6 млрд років тому, і які є свідками генезису Сонячної системи. Космічний зонд обладнаний трьома науковими приладами для фотографування і відображення Вести і Церери, аналізу їх гравітаційного поля і спектральних вимірювань кількості та розподілу поверхневих порід і значущих хімічних елементів. Зібрані дані допоможуть уточнити теорії про процес формування планет в Сонячній системі.

Місію розробили в Лабораторії реактивного руху, основні компоненти допомагали робити європейські партнери з Італії, Нідерландів, Німеччини. Це перша місія НАСА, де використовуються іонні двигуни для виходу на орбіту космічних тіл. У попередніх місіях (наприклад, Вояджер) вони використовувалися лиш для коригування траєкторії при прольоті повз космічні тіла.

Історія запуску
АМС «Dawn»
Запуск АМС «Dawn» 27 вересня 2007
Траєкторія польоту АМС «Dawn» (у проекції на площину екліптики). Гравітаційний маневр поблизу Марса зроблено з виходом із площини екліптики.

АМС «Dawn», дев'яту місію в межах програми Discovery, було ухвалено НАСА в листопаді 2002 року[1]. Назва АМС не пов'язана з якоюсь конкретною особою, а просто характеризує основну мету: отримання інформації, яка допоможе краще вивчити ранні етапи формування Сонячної системи[2].

Місія як мінімум тричі призупинялася або зовсім скасовувалася (2003, 2005, 2006). Однак після останньої публічної заяви про відмову від польоту до Церери у березні 2006 це рішення було офіційно скасовано, і 27 березня 2006 «Dawn» отримав добро на запуск. У вересні 2006 АМС вже була в стані готовності до запуску. 10 квітня 2007 року супутник доставили в монтажний цех підрядника із запуску, SPACEHAB, Inc у Флориді. Запуск спочатку було заплановано на 20 червня, але потім відкладено: спочатку — до 30 червня, потім — до 15 липня. У липні запуск було відкладено до осені — щоб уникнути збігу в часі пуску та перших фаз польоту «Dawn» і АМС Фенікс (пуск якої відбувся 4 серпня 2007).

26 вересня 2007 ракета-носій Дельта-2 з АМС на борту була готова до пуску на стартовому комплексі 17-В космодрому на мисі Канаверал. Через погодні умови і подальшу появу корабля-порушника в забороненій зоні запуску старт відбувся тільки вранці 27 вересня. Після майже трьох місяців випробувань бортових систем на земній орбіті, 17 грудня 2007 «Dawn» попрямував у переліт до Вести.

Метою польоту обрано Весту й Цереру тому, що вони являють собою зовсім різні типи великих астероїдів: Цереру вкриває крижаний шар товщиною до 100 км, а Веста — монолітний безводний ахондрит. При цьому Веста — основний «постачальник» метеоритів, що досягають поверхні Землі.

План польоту, розрахований на 8 земних років, передбачає спіральну траєкторію, що розходиться та описує три оберти навколо Сонця.

Повна вартість проекту становить 466 млн $ США і складається з вартості побудови космічного апарата, запуску, управління польотом та подальшого аналізу наукових даних[3].

Наукова мотивація місії

«Світанок» був розроблений досліджувати два великі тіла в астероїдному поясі, щоб прояснити питання формування Сонячної системи. Іншої метою є тестування можливостей іонної тяги. Одна з планети є «сухою» (крижана і холодна Веста), а інша «мокрою» (кам'яниста Церера) і такою, акрецію на яку визначав Юпітер. Їх дослідження та порівняння дозволить відповісти на питання чим відрізнялось формування крижаних та кам'янистих планети в Сонячній системі. Цікаво, що «Світанок» буде першою місією, що досліджує карликову планету, і вже в 2015 його досягнення повторить New Horizons, досліджуючи Плутон.

Іонний двигун

Космічний апарат обладнано трьома ксеноновими іонними двигунами, розробленими на основі зразка, випробуваного на зонді Deep Space 1. Кожен двигун має тягу 30 мН і питомий імпульс 3100 с; одночасно можлива робота лише одного двигуна. З 425 кг робочого тіла (ксенону), що є на борту, на політ Земля—Веста буде витрачено 275 кг, на політ Веста—Церера — 110 кг. При нормальній роботі іонні двигуни «Dawn» забезпечують зростання швидкості на 97 км/год (60 миль/год) за кожні 4 дні.

Дослідницькі інструменти

Окремо розміщені дві чорно-білі ПЗЗ-матриці (1024×1024 пікселів) з двома об'єктивами (D = 19 мм, F = 150 мм), кожна ПЗЗ-камера з набором з 7 вузькосмугових кольорових фільтрів + порожнє поле, поле зору у кожної камери 5,5 х 5,5 градусів; витримки від 0,001 сек до 3,5 годин[4][5].

Події
Фото Вести, отримане 24 липня 2011
  • У лютому 2009 космічний апарат «Dawn» пройшов повз Марс, прискорившись внаслідок гравітаційного маневру з виходом із площини екліптики.
  • 3 травня 2011 зонд зробив першу фотографію Вести з відстані близько 1,21 мільйона кілометрів[6].
  • 16 липня 2011 о 1:00 (EDT), зробивши майже два оберти навколо Сонця, «Dawn» досяг Вести і перейшов на її кругову орбіту з висотою 16 000 км.
  • 17 липня 2011 «Dawn» зробив перше зображення Вести з її орбіти[7].
  • 12 грудня 2011 «Dawn» опустився на найнижчу з передбачених у рамках його місії навколо астероїда Вести орбіту. Середня висота цієї орбіти становила 210 кілометрів[8]. Протягом 10 тижнів зонду належало розпізнавати склад елементів поверхні астероїда за допомогою рентгенівської спектроскопії, а також оцінити масу Вести за силою гравітаційного поля навколо неї й проаналізувати особливості гравітаційного поля[9].
  • 5 вересня 2012 «Dawn» здійснив маневр, залишив орбіту Вести й попрямував до Церери[10].
  • 6 березня 2015 «Dawn» досяг Церери й працюватиме на її орбіті до кінця року.[11]
  • У листопаді 2018 р. NASA повідомило, що 31 жовтня і 1 листопада апарат Dawn не вийшов на зв’язок із Мережею далекого космічного зв’язку. Найбільш імовірна причина цього, озвучена фахівцями NASA - закінчення ресурсу палива в баках апарату, використання якого давало можливість станції зберігати орієнтацію в польоті. "Dawn більш не здатний зберігати положення, при якому його антени спрямовані на Землю для підтримки зв’язку з центром управління польотів, і не здатний змінити орієнтацію з тим, щоб його акумулятори заряджалися від сонячних батарей”.[12]

Дослідницькі результати
Центральний пагорб на південному полюсі Вести
«Dawn» виявив дві яскраві плями у кратері Церери — імовірно зони із високим альбедо, спричиненим присутністю льоду чи солі.[13]
  • У липні 2011 року автоматичний зонд вийшов на орбіту Вести, найбільшого за розміром астероїда Сонячної системи, і за час перебування на орбіті отримав велику кількість інформації про сам астероїд, його внутрішню структуру та геологію. Щоб зібрати якомога більше інформації про Весту, фахівці змінили графік місії, продовживши перебування зонда на орбіті астероїда на 40 днів. Так, наприклад, дані дозволили встановити, що Веста насправді не астероїд, а майже протопланета — вона має залізне ядро і пошарову будову (тобто, у минулому у неї була подоба мантії). На Весті знайдено другу за розміром гору в Сонячній системі, яка поступається, за словами відкривачів, лише марсіанському Олімпу. Крім цього дані про рух зонда навколо Вести дозволили нарешті, через більш ніж 200 років після її відкриття, «зважити» небесне тіло. Його маса виявилася рівною 2,59076×1020 кілограмів.

Виноски
  1. Dawn Mission Initiates Newsletter (англійською). NASA. 11 листопада 2002. Архів оригіналу за 17 липня 2013. Процитовано 23 серпня 2011.
  2. Dawn Frequently Asked Questions (FAQs) (англійською). NASA JPL. Архів оригіналу за 17 липня 2013. Процитовано 23 серпня 2011.
  3. Попов, Леонид (15 липня 2011). Земной разведчик прибыл к тяжелейшему астероиду. membrana.ru. Архів оригіналу за 3 березня 2012. Процитовано 23 грудня 2011.
  4. Das Kamerasystem — Die Augen von Dawn
  5. Spacecraft and Instruments
  6. Зонд НАСА «Dawn» сделал свой первый снимок астероида Веста. РИА Новости. 11 травня 2011. Процитовано 12 травня 2011.
  7. «Рассвет» сделал первое изображение Весты с её орбиты
  8. Dawn вышел на самую низкую орбиту вокруг Весты. Lenta.ru. 13-12-2011.
  9. Американский межпланетный зонд Dawn приблизился к астероиду Веста на 210 км. cybersecurity.ru. 13-12-2011. Архів оригіналу за 27-09-2013. Процитовано 23-12-2011.
  10. Зонд Dawn полетел к Церере
  11. ЗОНД DAWN ВИЙШОВ НА ОРБІТУ КАРЛИКОВОЇ ПЛАНЕТИ ЦЕРЕРА
  12. У NASA повідомили про втрату зв'язку зі станцією Dawn
  13. Atkinson, Nancy (03-03-2015). Bright Spots on Ceres Likely Ice, Not Cryovolcanoes. Universe Today. Процитовано 07-03-2015.

Посилання

Див. також
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.