една доста вдъхновяваща и обобщаваща статия от емили относно мисията хаябуса-
Мисия: Hayabusa

---

Една доста вдъхновяваща и обобщаваща статия от Емили, относно мисията Хаябуса!

Близо до полунощ на 13 юни 2010 г. небето над австралийската пустош беше изпълнено със звезди. Стотици хора стояха под това небе с надеждата, че само след час в безплодната пустиня ще получат шанс да станат свидетели на смъртта на междупланетен изследовател. По график след хиляди часове полет една слаба искра от светлина се появи на небето.

Тази слаба искра избухна в пламенна яркост, след като най-напред слънчевите панели на космическия кораб, а след тях радиоантената, последвана от двигателите и накрая централното тяло експлодира и се изпари в небитието. Ярките светлини се разпръснаха навсякъде, оставяйки след себе си само по-малки живи въглени, които образуваха за кратко ярка дъга по небето.

Космическият кораб е кръстен Hayabusa, което на японски означава сокол скитник. Все още нажежена, малката капсула на Hayabusa се спуска бързо към пустинята и с помоща на отворените си парашути се приземява внимателно на земята. Когато намират капсулата на следващата сутрин тя изглежда лъскава и нова, сякаш никога не е напускала Земята. Никога няма да предположим, че е оцеляла при седем годишно пътуване при което е изминала повече от един милиард километра в едната посока до малък студен астероид и обратно. И повечето хора никога не очакваха капсулата да се прибере вкъщи.

Това поетично въведение е написано от Emily Lakdawalla - член на планетното общество, която следи и ни информира за невероятното пътешествие на Hayabusa. Но историята Hayabusa започва много по-рано, когато японската космическа агенция замисля смела мисия, която ще върне проба от малък астероид намиращ се близо до Земята, за който се смята, че е от вида астероиди представляващи опасност за живота на Земята. Електрическата енергия на космическия кораб идва от слънчевото захранване. Корабът също е оборудван с четири йонни двигателя, от които идва основната тяга. Те са същия вид двигатели, използвани при космическите кораби Deep Space 1 и Dawn. Апаратът е снабден също със два химически тръстера за маневриране и жироскоп за контрол на ориентацията на космическия кораб в космоса. Също така, сондата е обурудвана с устройство, което трябва да осъществи контакт с повърхността на астероида и да вземе малки камъчета и прах във възвращаемата капсула.
Увеличаване

Чертеж на Hayabusa включително и йонното задвижване на космическия кораб.

Hayabusa стартира през май 2003 година и има за цел да достигне малък астероид по-късно наречен Itokawa - на човека, считан за баща на японското ракетно инженерство. Но апарата получи проблеми почти веднага. Само шест месеца по-късно, вследствие на най-голямото слънчево изригване в писаната история, намалява ефективността на слънчевите клетки, от което зависи не само електрониката на Hayabusa, но и мощността на йонните двигатели. Двигателите не могат да произвеждат тягата, която е планирана, така че пристигането на Hayabusa на астероида е отложено. На всичкото отгоре, един от четирите йонни двигатели не работи правилно. Но мисията е предназначена да успее дори само с два двигателя, така че Hayabusa продължава.

През май 2004 г., една година след старта, Hayabusa става първият космически кораб, който извършва гравитационна маневра със Земята, за да получи ускорение до Itokawa, използващ само йонни двигатели. Но когато подхожда към Земята, едно от трите му жироскопа се поврежда, но на Hayabusa са му необходими само два, за да се контролира и да поддържа ориентацията си в пространството. Мисията продължава.
Увеличаване

Hayabusa прави тази снимка на Луната по време на прелитането покрай Земята на 17 май 2004 г. в 11:02 UTC.

Четири месеца по-късно Hayabusa забеляза местоназначението си, Itokawa, за първи път. Но на апарата му е необходимо още една година до септември 2005 г., за да подходи достатъчно близо, за да разграничи формата на астероида. Подходът е предизвикателство, тъй като силата на тежестта на Itokawa е толкова малка, че е напълно незначителна за да може Hayabusa да влезе в орбита около него. Вместо това апарата съчетава орбитата си около Слънцето с орбитата на Itokawa и така летят във формация около Слънцето.

Поетичните японци оприличават астероида на морска видра, плаваща по гръб държаща кръгла раковина върху гърдите си с едната лапа. Независимо от това, Itokawa не изглежда като другите астероиди, които са посещавани преди. Itokawa се върти пред Hayabusa. Тази анимация се състои от 57 отделни изображения направени от космическия кораб Hayabusa на малкия астероид Itokawa (535 на 294 ма 209 метра). Видео съдържащо 169 кадъра (AVI формат, 3,8 MB).

Hayabusa оглежда астероида, като го заснема от всички страни. Забелязват се големи камъни и чакъл, обхващащи по-голямата част от повърхността, примесени с малко необичайно загладени области, които японците наричат морета или заливи. Понякога Hayabusa се озовава между Слънцето и астероида и космическия кораб образува сянка върху повърхността на коята много ясно се забелязва тялото на апарата и двата слънчеви панели. Размерът на тази сянка всъщност ни говори колко малък е Itokawa. С петстотин метра дължина на двеста или триста метра, астероидът е голям само колкото няколко градски блока.

Но Когато Hayabusa подхожда по-близо до Itokawa, втори жироскоп се поврежда, като остава само един здрав. Това не е достатъчно за контрол на ориентацията на космическия кораб, така че инженерите са принудени да използват химическия тръстер, за да помогнат на контрола. Все пак изследването продължава и апарата обикаля целия астероид, като изпраща всякакви изображения, включително и на двата полюса.

Когато изследванията приключват, на Hayabusa е заповядано да се приближи на три километра от Itokawa и да се подготви да вземе проба. Вземането на проба е нищо в сравнение кацането на Марс или на Луната. С пренебрежимата гравитация на Itokawa, маневрата по-скоро прилича на скачване на два космически кораба в орбита. За да помогне на срещата, Hayabusa изхвърля малка метална топка, която каца на астероида. Топката действа като рефлектор за лазерното насочване на Hayabusa. Тя също съдържа почти един милион имена, събрани от JAXA и Planetary Society и вероятно все още седи там където е кацнала.
Увеличаване Сянката на Hayabusa и металния маркер.

Снимките са направени по време на кацането на Hayabusa на Itokawa на 19 ноември. Показана е сянката на апарата и светлия лъч от маркера, съдържащ 880 000 имена, които в момента са на повърхността на малкия астероид. Credit: ISAS / JAXA.

Първият опит за кацане на Hayabusa е на 19 ноември 2005 година. Японските инженери са в ожесточени дискусии в този момент и цари истинско объркване какво точно се е случило през този ден. Първоначално се смята, че апарата се е задържал малко над повърхността в продължение на половин час, след което инженерите решават, че апарата е кацнал. Снимките показват странната грапава повърхност на която липсва прах, повърхност много различна от Лунната. Това е добрата новина. Лошата новина е, че апаратът не е създаден да прекара такъв дълъг период, толкова близо до затоплената от слънцето повърхност на астероида. В следствие на което космическия кораб прегрява и навлиза в безопасен режим на работа, като се издига бързо на разстояние 100 километра и започва да се върти.
Увеличаване Hayabusa докосва с устройството си повърхността на астероида, за да събере образци. Целият процес трае една секунда. Hayabusa се опитва да предостави проба от астероида обратно на Земята. Завръщащата се капсула е изобразена в златно на предната част на основния корпус на космическият кораб. Credit: Corby Waste for NASA / JPL / JAXA.

През следващите няколко дни, инженерите успяват да възвърнат контрола върху кораба и насочват апарата обратно за да го срещнат за втори път с Itokawa. В началото изглежда, че операцията тръгва много добре и предстои мисията да се увенчае с огромен успех.

Но това първо впечатление е погрешно, наистина грешно. Инженерите все още не разбират какво точно се е случило, а може би никога няма да разберат. Те със сигурност знаят, че когато Hayabusa докосва астероида е имало теч от химическата насочваща система. Това, а може би и други проблеми, карат космическия кораб да се върти неконтролирано отново и в продължение на няколко дни Япония губи контакт с него. Загубата на контакт често означава края на една мисия - тези дни са били много страшни.

През следващите седмици, инженерите възвръщат контакта с кораба, но положението продължава да бъде много неприятно. Не може да се спре въртенето на космическия кораб и не може да се възвърне контрола. Дори става още по-лошо, малкото разумна телеметрия показва, че устройството за събиране на образци не е работило правилно. Възможно е контейнера да е празен.

Ситуацията продължава да бъде много, много лоша за няколко седмици. Япония е научила за щетите, които е претърпял Hayabusa. Неговата система за химическо насочване е напълно загубена. Четири от единадесете батерии са безвъзвратно повредени от студа в дълбокия космос. Има само едни жироскоп, който функционира. Апарата е загубил повечето си двигатели, оставайки само с един функциониращ йонен тръстер и още един, но лошо работещ. Мисията изостава във времето. Инженерите не могат да си възвърнат контрола върху кораба преди датата, на която трябва да се отклони от Itokawa към Земята. Земята се движи по-бързо по своята орбита от Itokawa и бързо се отдалечава от астероида. Няма какво да се направи, освен да се забави връщането на Hayabusa към Земята с три години - ако изобщо може да се завърне. Но все още има контакт и корабът все още приема команди. И най-важното японците имат търпението и желанието да поддържат жив Hayabusa.

Минава една година. Екипа на мисията работи върху разработването на решения за предизвикателствата на Hayabusa. Инженерите възстановили батериите, като вкарват всичкия ток в тях, докато те станали достатъчно мощни, за да осигурят завръщането на пробата. До април 2007 г. апаратът е готов, за да започне дългото пътуване обратно към Земята. Той активира йонните си двигатели за период от три месеца, след което изпада в хибернация докато пътува в пространството между астероида и Земята.

Следващата фаза от завръщането започва около година и половина по-късно през февруари 2009. Екипа на мисията възвърна контрола и ориентацията на кораба, като използва комбинация от останалия здрав жироскоп, вентилационно изпускане на нейонизиран ксенонов газ от неработещитещите йонни двигатели и чрез използване на лекия натиск на слънчевата светлина върху слънчевите панели, т.е. контролират космическия кораб със слънчево ветроходство.

През ноември обаче апаратът претърпява още един сериозен удар. Единият двигател, който не работи достатъчно добре отказва напълно. Останалият единствен двигател е достатъчен да завърне Hayabusa близо до Земята, но не е достатъчен за маневрата за връщане на пробата. За пореден път, инженерите на Hayabusa са пред задъдена улица и трябва да измислят начин като използват единствения йонен двигател и дюзата на другия неработещ двигател, за да завършат пътуването.

Наистина е невероятно да се гледа пътуването, през което инженерите бавно избутват траекторията на Hayabusa към взаимодействие със Земята. Не е за вярване, че това може да стане. Но някак си те все пак успяват. Три часа преди Hayabusa да достигне най-горната част на земната атмосфера апарата пуска своята малка капсула. Капсулата функционира точно така, както е проектирана - излъчва радио сигнал по време на приземяването. Трудолюбивия, но смъртоносно ранен космически кораб е овъглен и сокола престава да съществува. Нощта е триумф и трагедия - знаем, че апарата е нищо повече от купчина метал и пластмаса, но огнения край на Hayabusa е изключително емоционален.

Инженерите намериха и отвориха капсулата. Тя изглежда почти толкова чиста отвътре, както и от външната страна. Но има няколко малки зърна от нещо в нея. Учените все още не са разбрали дали това са прашинки от Itokawa или пътници без билет - прашинки от Земята, пътували до астероида и обратно. Ще трябва да изчакаме за да видим. Независимо от това Hayabusa е успех. Неговите борби и триумфи са вдъхновени от жаждата на Япония да изследва Слънчевата система и да достига до успех без значение колко мрачно изглежда положението.
Увеличаване Завърналата се капсула от Hayabusa лежи на Земята.

Източник: Планетно общество

---

• 2413
• 0
• Mar 22, 2012

---

Коментар