Hayabusa (sonda kosmiczna)

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacji, wyszukiwania
MUSES-C "Hayabusa"
Hayabusa(Muses-C) sampling.jpg
Inne nazwy S27809
Zaangażowani Japonia JAXA
Indeks COSPAR 2003-019
Rakieta nośna M-V-5
Miejsce startu Centrum Kosmiczne Uchinoura, Japonia
Cel misji (25143) Itokawa
Orbita (docelowa, początkowa)
Okrążane ciało niebieskie Słońce
Czas trwania
Początek misji 9 maja 2003 (04:29:25 UTC)
Data lądowania 19 listopada 2005 (21:10 UTC)
Koniec misji 13 czerwca 2010
Powrót na Ziemię 13 czerwca 2010
Wymiary
Wymiary 1 x 1,6 x 2 m (5,7 m szerokości z rozłożonymi panelami słonecznymi)
Masa całkowita 510 (w tym 130 kg paliwa) kg
Commons Multimedia w Wikimedia Commons

Hayabusa (jap. はやぶさ sokół wędrowny?)sonda kosmiczna wystrzelona 9 maja 2003 r. przez Japońską Agencję Badań Kosmicznych (JAXA) w celu zebrania próbek materii z planetoidy (25143) Itokawa i dostarczenia ich na Ziemię. Itokawa to licząca 294 m szerokości i 535 m długości planetoida należąca do grupy Apollo. Oficjalne oznaczenie Hayabusa to MUSES-C (jap. ミューゼスC?). Sonda weszła na orbitę heliocentryczną w pobliżu Itokawy w połowie września 2005 r., a czujniki pojazdu rozpoczęły skanowanie powierzchni tego ciała niebieskiego. Badania miały określić kształt, prędkość obrotową, topografię, kolor, skład, gęstość oraz historię geologiczną planetoidy. W listopadzie 2005 roku sonda wylądowała na powierzchni planetoidy w celu pobrania dwóch próbek. Kapsuła z próbkami dostarczona została na Ziemię 13 czerwca 2010.

Inne sondy kosmiczne takie jak Galileo, NEAR Shoemaker i Deep Impact zbliżyły się wcześniej do innych planetoid i komet. Jednak Hayabusa jako pierwsza dostarczyła materię pochodzącą z planetoidy na Ziemię, co było milowym krokiem w eksploracji tysięcy podobnych ciał niebieskich znajdujących się w Układzie Słonecznym.

Program misji[edytuj | edytuj kod]

Sonda Hayabusa została wyniesiona w przestrzeń kosmiczną 8 maja 2003 r. o godzinie 04:29:25 czasu UTC przy pomocy rakiety M-5 z kosmodromu Uchinoura (wtedy znanego jeszcze jako kosmodrom Kagoshima). Statek został wyposażony w prototypowe silniki jonowe. Ich niezwykła sprawność pozwoliła na ciągłe rozpędzanie sondy przez prawie dwa lata bez przerwy. W ten sposób w krótkim czasie sonda mogła zbliżyć się do celu, krążąc po orbicie heliocentrycznej w pobliżu (25143) Itokawa.

Początkowo sonda badała planetoidę z odległości ok. 20 km. Następnie Hayabusa zbliżyła się do powierzchni i wykonała serię miękkich lądowań pobierając próbki z dwóch miejsc. Sterowanie odbywało się całkowicie autonomicznie w oparciu o system wizyjny. Zdalne kierowanie sondą z Ziemi było niemożliwe, ze względu na znaczące opóźnienie w komunikacji (kilkadziesiąt minut). Kiedy Hayabusa osiadła na powierzchni planetoidy wystrzeliła w jej kierunku miniaturowy pocisk, a zasobniki zebrały pył, który się uniósł. Próbki o masie ok. 1 grama zostały dostarczone we wnętrzu kapsuły lądownika.

Po kilku miesiącach badań sonda uruchomiła silniki jonowe, które pozwoliły jej na powrót na Ziemię, w czerwcu roku 2010. Kapsuła lądownika oderwała się od Hayabusa w odległości ok. 400 tys. km. Podczas lądowania kapsuła została poddana przeciążeniu 25 g, a jej osłona termiczna nagrzewała się w tempie 30 razy większym, niż miało to miejsce w przypadku kapsuł Apollo. Na lądowisko wyznaczono obszar Woomera w Południowej Australii[1].

Znaczenie naukowe misji[edytuj | edytuj kod]

Obecna wiedza dotycząca minerałów budujących planetoidy opiera się głównie na próbkach meteorytów. Określenie rozmiaru planetoidy, z której pochodzi meteoryt jest bardzo trudne. Próbki dostarczone przez Hayabusa pozwolą na połączenie danych pochodzących z kosmicznych skał spadających na Ziemię z właściwościami planetoid krążących w Układzie Słonecznym[2].

Zmiany w planie misji[edytuj | edytuj kod]

Plan misji był zmieniany kilkakrotnie jeszcze przed startem:

  • Wstępnie planowano wystrzelenie w czerwcu 2002 r. w kierunku planetoidy (4660) Nereus (brano również pod uwagę planetoidę (10302) 1989 ML). Awaria rakiety M-5 zmusiła badaczy do opóźnienia startu i planetoida wyszła poza zasięg sondy. Nowym celem lotu stała się planetoida (25143) Itokawa.
  • Początkowo lądownik dla sondy Hayabusa miała zbudować NASA, ale projekt anulowano w listopadzie 2000 r.
  • W roku 2003 potężna eksplozja na Słońcu wyrzuciła w przestrzeń potężny strumień wiatru słonecznego, który uszkodził baterie słoneczne sondy. Zmniejszona moc zasilania zmusiła obsługę do zmniejszenia ciągu silnika jonowego, który wymaga zasilania elektrycznego. W efekcie sonda spędziła w pobliżu planetoidy mniej czasu niż pierwotnie zakładano i wykonała dwa lądowania zamiast planowanych trzech.

Chronologia misji[edytuj | edytuj kod]

2002 i 2003[edytuj | edytuj kod]

  • Przełożenie startu z 24 listopada 2002 z powodów technicznych – wadliwego zaworu regulacji ciśnienie silnika
  • 9 maja 2003 – wystrzelenie sondy
  • 27 maja – włączenie pierwszego z czterech silników jonowych sondy
  • 25 czerwca – rozpoczęcie jednoczesnej pracy przez 3 z 4 silników jonowych. Krótko potem silnik A został wyłączony z uwagi na niestabilną pracę

2004[edytuj | edytuj kod]

  • 12 maja, godz. 02:00 – wykonano korektę orbity (dV=0,132 m/s) związanej z przygotowaniem do manewru asysty grawitacyjnej
  • 18 maja – sonda wykonała serię zdjęć Ziemi i Księżyca
  • 19 maja, godz. 06:23 – sonda dokonała zbliżenia do Ziemi, na odległość 3725 km, wykonując manewr asysty grawitacyjnej
  • 9 grudnia – sumaryczny czas pracy silników jonowych wyniósł 20 000 godzin. Zużyto przy tym 20 kg substancji roboczej, a łączna zmiana prędkości wyniosła 1,3 km/s

2005[edytuj | edytuj kod]

  • czerwiec – JAXA poinformowała, że w wyniku erupcji słonecznej jesienią 2003 roku baterie słoneczne próbnika uległy uszkodzeniu, które spowodowało degradację ich wydajności i niedobory energii elektrycznej. W związku z tym planowany na czerwiec 2005 roku przylot sondy do planetoidy został przesunięty na początek września 2005, a czas przeznaczony na wykonanie wszystkich operacji w jej pobliżu skrócony z 4 do 2 miesięcy. 7 lipca odległość do planetoidy wynosiła 143 100 km
  • 31 lipca – awarii uległo jedno z trzech kół zamachowych sondy, pracujące w osi X
  • 14 sierpnia – Hayabusa przesłała pierwsze zdjęcie planetoidy (25143) Itokawa[3], a potem w dniach 22 – 24 sierpnia wykonano kolejne zdjęcia[4].
  • 28 sierpnia – wyłączono silniki jonowe. Manewry związane ze zbliżaniem do planetoidy wykonały silniczki na paliwo chemiczne. Statek znajdował się wtedy 4800 km od celu i zbliżał się do niego z prędkością 32 km/h. Do tej pory silniki jonowe przepracowały łącznie 25 800 godzin i zmieniły prędkość sondy o 1,4 km/s, zużywając przy tym 22 kg ksenonu
  • 2 września – odległość od planetoidy 1550 km
  • 4 września – kamery sondy wykonały zdjęcie planetoidy, na którym widoczny jest jej wydłużony kształt[5]
  • 6 września – odległość od planetoidy 500 km
  • 7 września, godz. 16:00 – sonda znajdowała się 220 km od planetoidy, a prędkość zbliżania wynosiła 7 km/h. Na zdjęciach wykonanych tego dnia udało się dostrzec pierwsze szczegóły powierzchni. Ustalono również dokładne rozmiary ciała (540 x 310 x 250 m)
  • 11 września – na kolejny fotografiach udało się już rozróżnić poszczególne wzgórza[6]
  • wrzesień do połowy października – Hayabusa badała planetoidę Itokawa zdalnie. Badacze określili najlepsze miejsca do lądowania.
  • 12 września – sonda dotarła na odległość 20 km od planetoidy Itokawa[7] i wykonała manewr hamowania (dV=0,07 m/s), zatrzymując się w odległości 20,25 km. Prędkość sondy względem Itokawy wynosiła 0,25 mm/s
  • 15 września – wykonano pierwsze zdjęcia w szerokim spektrum barw (na stronie badacze umieścili wersję w odcieniach szarości)[8]. Odległość do planetoidy wynosiła 17 km
  • 19-21 września – odległość do planetoidy zmalała do 15 km, po czym zwiększono ją do 19,5 km
  • 22 września – kontrolerzy lotu sondy zaproponowali nazwy trzech regionów powierzchni Itokawy: Woomera Desert, Uchinoura Bay, Muses Sea
  • 26 września – dystans do planetoidy zmniejszono do 16 km
  • 29 września – Hayabusa dotarła na odległość 10 km od planetoidy Itokawa
  • 30 września – dystans między sondą a Itokawą zmniejszono do 6,8 km, ale jednocześnie odpalono silniki (dV=0,05 m/s) by oddalić sondę
  • 3 października, godz. 08:08 – awarii uległo drugie koło zamachowe (oś Y). Manewrowanie odbywa się za pomocą jednego koła zamachowego (oś Z)
  • 1 listopada – sonda w odległości 4,4 km od planetoidy Itokawa wykonała kolejną serię zdjęć, w tym dwóch możliwych miejsc lądowania i pobrania próbek
  • 19 listopada – sonda wylądowała na powierzchni planetoidy, ale w wyniku uszkodzenia powrót na Ziemię został wstrzymany.

2007[edytuj | edytuj kod]

  • 25 kwietnia – odpalono jeden z silników, Hayabusa rozpoczyna podróż powrotną na Ziemię.
Poniżej płonących szczątków rozpadającej się sondy widoczna jest kapsuła z próbkami

2010[edytuj | edytuj kod]

  • 13 czerwca – podczas wejścia w atmosferę sonda rozpadła się (zgodnie z planem), kapsuła z próbkami pozostała nieuszkodzona. Ok. 14:10 kapsuła wylądowała na obszarze Woomera Prohibited Area w Australii Południowej.

Przypisy

Bibliografia[edytuj | edytuj kod]

  1. Hayabusa MUSES-c (Mu Space Engineering Spacecraft) (pol.). Loty kosmiczne. [dostęp 2011-08-29].

Linki zewnętrzne[edytuj | edytuj kod]