Хаябуса (космический аппарат)

Хаябуса
はやぶさ
Хаябуса берёт образцы грунта
Заказчик	JAXA
Производитель	NEC Toshiba Space Systems
Задачи	Отработка маршевой ионной ДУ исследование астероида Итокава возвращение образцов с астероида
Запуск	9 мая 2003 года 04:29:25 UTC
Ракета-носитель	M-V № 5
Стартовая площадка	Космический центр Утиноура
Сход с орбиты	13 июня 2010 года 13:51 UTC
NSSDC ID	2003-019A
SCN	27809
Технические характеристики
Масса	510 кг (сухой: 380 кг)
Размеры	1×1,6×2 м Ширина: 5,7 м с СБ
Мощность	2,6 кВт (в 1 а. е. от Солнца)
Источники питания	2 GaAs СБ (12 м²) + NiMH (15 А·ч)
Ориентация	трёхосная
Движитель	Маршевый: 4 Ионных ДУ μ10: * тяга: по 8 мН * удельный импульс: 3400 сек * мощность: 1 кВт * рабочее тело: Ксенон (65 кг) Ориентации: ЖРД: * тяга: 22 Н * топливо: АТ+НДМГ (50 кг)
Срок активного существования	4 года (продлён до 7 лет)
Возвращение на Землю	13 июня 2010 года 14:56 UTC
Целевая аппаратура
AMICA	Мультиспектральная камера оптического диапазона
ONC-W	Широкоугольная камера
LIDAR	Лазерный высотомер
NIRS	ИК-спектрометр ближнего инфракрасного диапазона
XRS	Рентгенофлуоресцентный спектрометр
MINERVA	Мини-ровер (591 г) с 3 камерами и термодатчиком
Возвращаемая капсула	Пробоотборник и жаропрочная капсула (0,4×0,25 м, 20 кг)
Спектральная полоса	NIRS: 0,76-2,1 мкм
Сайт проекта
Хаябуса на Викискладе

Запрос «Хаябуса» перенаправляется сюда; об истребителе времён Второй мировой см. Nakajima Ki-43 Hayabusa.

Хаябуса (яп. はやぶさ^?, «Сапсан», до запуска имел наименование MUSES-C) — космический аппарат Японского агентства аэрокосмических исследований (JAXA), предназначенный для изучения астероида Итокава и успешно доставивший образцы его грунта на Землю.

Запуск

«Хаябуса» был запущен 9 мая 2003 года японской ракетой-носителем М-5. Планировалось, что в июне 2007 года он вернётся к Земле и сбросит капсулу с добытыми образцами грунта. Это была бы первая доставка грунта с иного крупного небесного тела после лунных экспедиций.

Масса аппарата — 510 кг. Оснащен маршевым ионным двигателем.

Перелёт

Во время перелёта, сильная солнечная вспышка нарушила работу солнечных батарей, что снизило до минимума маневренность аппарата. Из-за этого, космический корабль достиг астероида лишь в сентябре вместо расчетной даты в середине 2005 года. Также нарекания вызывала и работа ионных двигателей.^[1]

Сближение с Итокавой

12 сентября 2005 года аппарат приблизился к астероиду на расчётные 20 км и начал проводить детальные исследования. В связи с выходом из строя двух гироскопов из трёх выполнение намеченной программы оказалось под угрозой.

Первая посадка. Потеря Минервы

В ноябре 2005 года «Хаябуса» должен был осуществить на Итокаве три короткие посадки — одну пробную и две штатные. Однако из-за ряда сбоев одна посадка прошла неудачно (хотя при этом аппарат, как и планировалось, смог оставить на астероиде алюминиевую пластинку с именами 880 тысяч землян из почти 150 стран).

Кроме того, аппарат должен был выпустить на поверхность крошечный робот «Минерва», массой 519 грамм, диаметром — 12, длиной — 10 сантиметров, оснащённый солнечными батареями и тремя фотокамерами. Две из них образуют пару для стереосъёмки объектов, расположенных на расстоянии от 10 до 50 см от робота, в том числе для съемок отдельных пылинок. Третья камера могла бы наблюдать более удалённые объекты поверхности. Также робот оснащён приборами для изучения состава астероида.^[2] Однако после отделения робота связь с ним установить не удалось, и «Минерва» был потерян. Предположительно, робот улетел в открытый космос.

Вторая посадка. Сбой компьютера

26 ноября аппарат осуществил ещё одну попытку забора грунта. В момент максимального сближения с поверхностью астероида произошел сбой компьютера. Аппарат потерял ориентацию и повредил один из двигателей, вскоре связь с ним была потеряна. Однако грунт удалось забрать. К марту 2006 года связь удалось восстановить.

Как сообщило 29 ноября (2010???) агентство Kyodo, причина невыполнения штатной процедуры забора грунта 26 ноября 2005 г — ошибка в программе, заложенной с Земли в бортовой компьютер «Хаябусы» двумя днями ранее. Штатная процедура забора грунта предусматривала выстрел в грунт несколькими пульками и накопление выброшенного при ударе вещества астероида. В ходе исполнения этой программы была ошибочно активирована одна из защитных функций, которая и заблокировала «выстрел».^[3]

В июне 2006 JAXA сообщило, что аппарат, возможно, все-таки сможет вернуться на Землю. 4 февраля 2009 сотрудникам JAXA удалось наконец перезапустить ионный двигатель и окончательным маневром направить аппарат к Земле.

Возвращение на Землю и успешное завершение миссии

13 июня 2010 года^[4] аппарат вошёл в атмосферу Земли и сбросил спускаемую капсулу 13 июня в 13:51 UTC (17:51 мск), предположительно содержащую образцы вещества астероида.^[5]. Капсула приземлилась в 14:56 UTC (18:56 мск) в районе полигона Вумера на юге Австралии. Сам аппарат сгорел в плотных слоях атмосферы. Капсула была доставлена в Японию и спустя 5 месяцев учёные выяснили, что значительная часть собранных частиц состоит из оливина.

Выяснилось, что Итокаву действительно можно считать источником обыкновенных хондритов, однако своим минералогическим составом он всё же отличается от наиболее распространённых хондритов. Большинство метеоритов — это H- и L-хондриты (то есть с высоким и низким содержанием железа соответственно), а Итокава имеет весьма незначительное содержание железа. Такие LL-хондриты менее всего распространены на Земле.^[6] Ещё одна важная находка заключается в том, что минералы, находящиеся в пыли Итокавы, метаморфизированы. Это означает, что в течение длительного времени они были разогреты примерно до 800 ˚С. Чтобы температура достигла 800 ˚С, астероиду необходимо иметь около 20 км в диаметре. Это говорит о том, что нынешний Итокава является фрагментом большего тела.^[7]

«Хаябуса» стал первым космическим аппаратом, доставившим на Землю образцы грунта астероида и шестым автоматическим КА, доставившим внеземное вещество на Землю — после «Луны-16», «Луны-20», «Луны-24», Genesis и «Стардаст».

Грунт

Исследовано примерно 1500 микрозерен вещества, в основном размером 10 мкм и менее, извлеченных при помощи специальной лопаточки из ловушки A, которая была открыта при попытке забора грунта Итокавы 26 ноября 2005 г. Осмотр с помощью сканирующего электронного микроскопа и анализ химического состава позволил идентифицировать их как частицы оливинов, пироксенов и плагиоклазов. Относительное количество и элементный состав частиц соответствуют примитивным метеоритам из класса углистых хондритов, а также данным дистанционного зондирования астероида приборами «Хаябусы».

Так, на графике, отражающем долю железа в суммарном количестве железа и магния в оливинах и пироксенах, материал в ловушке A соответствует примерно 30% для оливинов и 25% для пироксенов. Именно такое соотношение установлено для поверхностного материала астероида Итокава. В то же время для материала земной мантии характерна значительно более низкая доля железа – порядка 10%.

Кроме того, в ловушке A не найдены ни частицы магматического происхождения, обычные для района запуска «Хаябусы» (дациты), ни фрагменты осадочных пород района посадки в Австралии (кварц, глины, карбонаты). Это позволяет отвергнуть возможность загрязнения приемного устройства КА земным грунтом.^[8]

Стоимость

Стоимость миниатюрного робота «Минерва» составила около 10 млн долларов.

См. также

• Стардаст — космический аппарат НАСА, предназначенный для исследования кометы Вильда 2 и доставки образца её вещества на Землю.
• Розетта — космический аппарат ЕКА для исследования кометы 67P/Чурюмова — Герасименко.

Примечания

1. ↑ Метеориты — все-таки осколки астероидов
2. ↑ Японский робот "Минерва" затерялся в космосе, SpaceNews.ru (14.11.2005).
3. ↑ Hayabusa: грунт доставлен. П.Павельцев. «Новости космонавтики»
4. ↑ Return of Sample Recovery Capsule aboard Asteroid Explorer «HAYABUSA»
5. ↑ Японский зонд вернулся на Землю после миссии к астероиду. Lenta.ru (13 июня 2010). Архивировано из первоисточника 25 августа 2011. Проверено 14 августа 2010.
6. ↑ Опубликованы результаты изучения пыли с астероида Итокава
7. ↑ Опубликованы результаты изучения пыли с астероида Итокава — Наука и техника — Космос — Компьюлента
8. ↑ Hayabusa: грунт доставлен. П.Павельцев. «Новости космонавтики»

Ссылки

• Страничка проекта, Ещё одна страничка проекта
• Японское аэрокосмическое агентство JAXA
• «Новости космонавтики» № 2003/7 — Японский «Сокол» полетел за добычей
• О некоторых научных результатах миссии
• Видео возвращения на Зeмлю Hayabusa с самолета NASA DC-8 Сайт Исследовательского совета по естественным наукам и технике Канады
• Hayabusa: путь домой по материалам Aviation Week и NYT
• «Хаябуса» вернулся: на честном слове и на одном крыле Статья, детально описывающая полёт «Хаябуса» и возникшие нештатные ситуации.
• Космический аппарат «Хаябуса» действительно доставил частицы внеземного происхождения