Японский космический робот для исследования астероидов начал путь на Землю

+7 926 604 54 63 address
 Космическая станция Хаябуса-2. Автор: Go Miyazaki, <a href="https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0">CC BY-SA 4.0</a>.
Космическая станция Хаябуса-2. Автор: Go Miyazaki, CC BY-SA 4.0.

Японский космический аппарат «Хаябуса-2» для исследования астероидов провёл испытания своих маршевых ионных двигателей после окончания работ на орбите и поверхности небольшого астероида и теперь возвращается к Земле. Сближение аппарата с Землёй и возвращение спускаемой капсулы с собранными образцами ожидается в декабре 2020 года.

Межпланетная космическая станция «Хаябуса-2» (яп. はやぶさ2), запущенная в декабре 2014 г. с японского космодрома Танэгасима для исследования и взятия образцов с одного из сравнительно недалёких от нас астероидов, успешно закончила работы на его орбите. Хаябуса-2 отлетел от околоземного астероида Рюгу 13 ноября 2019 г., используя реактивные двигатели на химической тяге. Одна из ключевых дат для миссии космического робота — 3 декабря: запуск его маршевых ионных двигателей для возвращения аппарата к Земле. Перед этим в конце ноября на аппарате уже в открытом космосе были проведены их испытания, которые показали, что робот готов к обратному пути.

Астероид Рюгу (1 км) с высоты 6 км. Снимок с аппарата Хаябуса-2 (JAXA).

Околоземный астероид (162173) Рюгу был открыт в 1999 году. Его диаметр около 1 километра и он принадлежит к классу C по спектральной классификации (тёмные углеродные астероиды с низкой отражающей способностью). Впоследствии он был выбран целевым объектом для японской программы запуска космических зондов для взятия и возвращения на Землю образцов грунта с астероидов. Это второй астероид, с которого межпланетная космическая станция берёт образцы породы. Первым был также околоземный астероид (25143) Итокава, к которому был запущен предшественник — космический зонд «Хаябуса». Оба астероида в перигелии проходят сравнительно близко к Солнцу. Более того, по характеристикам своих орбит они относятся к так называемой «подгруппе аполлонов» — космических объектов, пересекающих с внешней стороны земную орбиту. Выбор цели обеих миссий среди астероидов такого типа очевиден: их можно достичь со сравнительно невысокими затратами на разгон космического корабля по сравнению с основной массой астероидов, большую часть времени проводящих за орбитой Марса. Но даже для такой относительно простой задачи космическому аппарату после запуска в 2014 г. для окончательного сближения с астероидом в 2018 году пришлось несколько раз облететь вокруг Солнца, «догоняя» астероид на орбите.

Движение космического зонда на пути к астероиду и по его орбите.  Синий цвет — орбита Земли, зелёный — астероид Рюгу, сиреневый — зонд «Хаябуса-2»
Движение космического зонда на пути к астероиду и по его орбите. Синий цвет — орбита Земли, зелёный — астероид Рюгу, сиреневый — зонд «Хаябуса-2».

Космический робот исследовал астероид Рюгу вблизи с июня 2018 года. Во время полёта на его орбите он спустил на поверхность астероида с высоты около 60 м четыре небольших робота (ровера) с аппаратурой для исследования поверхности. Три этих робота массой около 1 кг размером около 15 см в форме двух небольших цилиндров и восьмиугольной призмы были спущены в двух контейнерах спускаемого аппарата MINERVA-II. Они оснащены в основном только камерами, термометрами и акселерометрами. Четвёртый самостоятельный робот с обозначением MASCOT (Mobile Asteroid Surface Scout) с массой около 10 кг обладал более полным набором инструментов, включая магнитометр и спектрометр для анализа минерального состава пород. Посадка роботов с MINERVA-II является первой в истории мягкой посадкой на поверхность астероида. Благодаря очень малой силе тяжести на поверхности (около 1/80 000 ускорения свободного падения на Земле) аппараты выполнены в виде «прыгающих роботов», в отличие от колёсных планетоходов, привычных для Луны и Марса.

Исследование состава поверхности роботами-планетоходами предполагалось как вспомогательная операция для основной цели миссии — сбора образцов грунта с поверхности и из «недр» астероида. Для этого мягкую посадку на поверхность астероида в феврале 2019 года совершил сам аппарат. При отборе образцов использовано оригинальное инженерное решение, как и в его предшественнике на другом астероиде: выстреливают в грунт пулей из тантала, после чего поднявшиеся с поверхности от выстрела пыль и осколки засасываются внутрь космического корабля через сборную воронку при помощи небольшого пылесоса. Затем в апреле 2019 года аппарат произвёл «геологические изыскания» на астероиде: на него был сброшен заряд взрывчатки, выбивший на поверхности 10-метровый кратер. Через несколько месяцев при повторной посадке аппарата недалеко от ямы удалось собрать выброшенные взрывом образцы породы из недр.


Посадка на астероид и забор проб грунта.

В настоящее время японское Агентство космических исследований (JAXA) вместе с правительством Австралии координирует план будущего поиска возвращаемой капсулы космического робота, которая должна приземлиться в конце 2020 года в районе полигона Вумера на юге Австралии. Сам космический аппарат Хаябуса-2 в это время пролетит по орбите мимо Земли. Предполагается, что к тому времени на нём ещё останется небольшое количество топлива, и его, возможно, удастся использовать без возвращения на Землю для исследования другого астероида.

.
Комментарии