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. Jest to licząca 300 m szerokości na 700 m długości planetoida należąca do grupy Apollo. Próbki minerałów posiadają zostać dostarczone z powrotem do laboratoriów badawczych na Ziemi. Oficjalne oznaczenie Hayabusa to MUSES-C (jap. ミューゼスＣ, MUSES-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 była na Ziemię 13 czerwca 2010.
Inne sondy kosmiczne takie jak Galileo, NEAR Shoemaker oraz Deep Impact zbliżyły się wcześniej do innych planetoid oraz 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
Sonda Hayabusa była wyniesiona w przestrzeń kosmiczna 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 stał się wyposażony w prototypowe silniki jonowe. Ich niezwykła sprawność pozwoliła na ciągłe rozpędzanie sondy przez prawie dwa lata bez przerwy. W wyniku tego w krótkim czasie sonda mogła zbliżyć się do celu krążąc po orbicie heliocentrycznej w pobliżu 25143 Itokawa.
Oryginalnie sonda badała planetoidę z odległości ok. 20 km. Następnie Hayabusa zbliżyła się do powierzchni oraz 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). Gdy 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 była 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
Aktualna wiedza dotycząca minerałów budujących planetoidy ma za podstawę z reguły 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
Kilkakrotnie plan misji stał się zmieniony jeszcze przed startem:
- Wstępnie planowano wystrzelenie w czerwcu 2002 r. w kierunku planetoidy 4660 Nereus (brano także pod uwagę planetoidę (10302) 1989 ML). Awaria rakiety M-5 zmusiła badaczy do opóźnienia startu oraz planetoida wyszła poza zasięg sondy. Nowym celem lotu stała się planetoida 25143 Itokawa.
- Oryginalnie 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 będzie mogła w pobliżu planetoidy spędzić krótszy czas oraz wykona dwa lądowania zamiast planowanych trzech.
Chronologia misji
2002 oraz 2003
- Przełożenie startu z 24 listopada 2002 z powodów technicznych - wadliwego zaworu regulacji ciśnienie silnika
- 9 maja - wystrzelenie sondy
- 27 maja - włączenie pierwszego z czterech silników jonowych sondy
- 25 czerwca - rozpoczęcie jednoczesnej pracy przez 3 z 4 silników jonowych. Krótko potem silnika A stał się wyłączony z uwagi na niestabilną pracę
2004
- 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 oraz 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 20000 godzin. Zużyto przy tym 20 kg substancji roboczej, a łączna przeistoczenie prędkości wyniosła 1,3 km/s
2005
- czerwiec - JAXA poinformowała, że w wyniku erupcji słonecznej jesienią 2003 roku baterie słoneczne próbnika uległy uszkodzeniu powodującego degradację ich wydajności, skutkującej niedoborami energii elektrycznej. Z uwagi na z tym planowany na czerwiec 2005 roku przylot sondy do planetoidy stał się 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 2005 - 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 oraz zbliżała się do niego z prędkością 32 km/h. Do tej pory silniki jonowe przepracowały łącznie 25800 godzin oraz 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 także 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 2005: Hayabusa badała planetoidę 25143 Itokawa zdalnie. Badacze określili najlepsze miejsca do lądowania.
- 12 września sonda dotarła na odległość 20 km od 25143 Itokawa[7] oraz 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 25143 Itokawa
- 30 września - dystans pomiędzy sondą a Itokawą zmniejszono do 6,8 km, ale równocześnie odpalono silniki (dV=0,05 m/s) by oddalić sondę
- 3 października, godz. 08:08 - awarii uległo drugie koło zamachowe (oś Y). Manewrowanie przebiega 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 oraz pobrania próbek
- 19 listopada 2005: Sonda wylądowała na powierzchni planetoidy ale wyniku uszkodzenia powrót na Ziemię stał się wstrzymany.
2007
- 25 kwietnia - odpalono jeden z silników, Hayabusa rozpoczyna podróż na Ziemię.
Poniżej płonących szczątków rozpadającej się sondy widoczna jest kapsuła z próbkami.
2010
- 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
- Hayabusa MUSES-c (Mu Space Engineering Spacecraft) (pol.). Loty kosmiczne. [dostęp 2011-08-29].
Linki zewnętrzne
|
Misje do planetoid oraz planet karłowatych |
|
| Przeloty |
|
|
| Orbitery |
|
|
| Lądowniki |
|
|
| Przyszłe misje |
|
|
| Sprawdź też |
|
|
| Pogrubieniem zaznaczono misje aktualnie prowadzone. |
|
_sampling.jpg&filetimestamp=20050321131726)
