Hayabusa (sonda kosmiczna)


Hayabusa (sonda kosmiczna) w encyklopedii

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii Przejdź do nawigacji Przejdź do wyszukiwania

Hayabusa (jap. はやぶさ sokół wędrowny) – sonda kosmiczna wystrzelona 9 maja 2003 przez 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, 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.

Spis treści

Program misji | edytuj kod

Sonda Hayabusa została wyniesiona w przestrzeń kosmiczną 9 maja 2003 o godz. 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 około 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 około jednego grama zostały dostarczone we wnętrzu kapsuły lądownika.

Po kilku miesiącach badań sonda uruchomiła silniki jonowe, które pozwoliły jej na powrót na Ziemię, w czerwcu 2010. Kapsuła lądownika odłączyła się od Hayabusa w odległości około 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 modułu dowodzenia Apollo. Na lądowisko wyznaczono obszar Woomera w Południowej Australii[1].

Znaczenie naukowe misji | 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 kod

Plan misji był zmieniany kilkakrotnie jeszcze przed startem:

  • Wstępnie planowano wystrzelenie w czerwcu 2002 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.
  • 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 kod

2002 i 2003 | 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 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 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 × 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), aby 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 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 kod

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

Uwagi | edytuj kod

  1. (w tym 130 kg paliwa)

Przypisy | edytuj kod

  1. Hayabusa (ang.). NASA. [dostęp 2011-08-29].
  2. Japan's asteroid archaeologist. „Sky and Telescope”, s. 34-37, czerwiec 2005 (ang.). 
  3. Hayabusa performed the Star Tracker imaging of Itokawa!
  4. Hayabusa's navigation camera photographed the "Itokawa"
  5. Hayabusa successfully captured Itokawa Shape for the first time in Space
  6. Itokawa Image on September 10
  7. Hayabusa arrives Itokawa
  8. The synthesized pseudo-color image of Itokawa which took by Hayabusa

Bibliografia | edytuj kod

Linki zewnętrzne | edytuj kod

Na podstawie artykułu: "Hayabusa (sonda kosmiczna)" pochodzącego z Wikipedii
OryginałEdytujHistoria i autorzy