Hayabusa 2 -Hayabusa2


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Hayabusa 2
sonda Hayabusa
Impressão do artista de Hayabusa 2
tipo de missão Asteroid retorno de amostras
Operador JAXA
COSPAR ID 2014-076A
SATCAT não. 40319
Local na rede Internet www .hayabusa2 .jaxa .jp / en /
Propriedades Nave espacial
Fabricante NEC
massa de lançamento 609 kg (1343 lb)
dimensões Barramento nave espacial : 1 × 1,6 × 1,25 m (3,3 x 5,2 x 4,1 pés)
Painel solar : 6 m x 4,23 m (19,7 pé × 13,9 ft)
Poder 2,6 kW (em uma au ), 1,4 kW (de 1,4 au)
Início da missão
Data de lançamento 3 de dezembro de 2014, 04:22 UTC ( 2014-12-03UTC04: 22Z )
Foguete H-II- 202
local de lançamento LA-Y , Tanegashima Space Center
Fim da missão
data Landing Dez 2020 (previsto)
local de pouso Woomera, Austrália
Sobrevôo da Terra
aproximação 03 de dezembro de 2015
Distância 3.090 km (1.920 milhas)
(162173) Ryugu orbita
inserção orbital 27 de junho de 2018, 09:35 UTC
partida orbital Dez 2019 (previsto)
←  Hayabusa
Animação de Hayabusa 2 órbita de 03 de dezembro de 2014 a 29 de dezembro 2019 Hayabusa 2 162173 Ryugu Terra Sun
           

Hayabusa 2 ( japonês : はやぶさ2 , " Falcão peregrino -2") é um asteróide missão amostra-retorno operado pela agência espacial japonesa, JAXA . Vem na sequência do Hayabusa e aborda pontos fracos identificados nessa missão. Hayabusa 2 foi lançado em 3 de Dezembro de 2014 e encontraram-se com o próximo-Terra asteróide 162173 Ryugu em 27 de Junho de 2018. É no processo de levantamento do asteróide por um ano e meio, partida em dezembro de 2019, e retornando à Terra em dezembro 2020.

Hayabusa 2 transporta várias cargas úteis científicas de Sensoriamento Remoto, amostragem, e quatro pequenos rovers que irá investigar a superfície asteróide para informar o contexto ambiental e geológica das amostras coletadas.

visão missão

Asteróide 162173 Ryugu (anteriormente designada 1999 JU 3 ) é uma primitiva carbonáceo asteróide perto da Terra . Asteroides carbonáceos são esperados para preservar os materiais mais puras do sistema solar, um mistura de minerais, gelo, e compostos orgânicos que interagem uns com os outros. Estudar é esperado para fornecer conhecimento adicional sobre a origem e evolução dos planetas interiores e, em particular, a origem da água e compostos orgânicos na Terra, todos relevantes para a origem da vida na Terra.

Inicialmente, o lançamento estava previsto para 30 de Novembro de 2014, mas foi adiado para 03 de dezembro de 2014 04:22 UTC (04 de dezembro de 2014 13:22:04 hora local) em um H-IIA veículo de lançamento. Hayabusa 2 chegou a Ryugu em 27 de Junho de 2018, e espera-se para examinar o asteróide por um ano e meio período durante o qual irá recolher amostras de três vezes. O plano de missão pede para ele se afastar, em Dezembro de 2019, e retornar as amostras para a Terra em dezembro 2020.

Em comparação com a anterior Hayabusa missão, as características da nave espacial melhorada íon motores , orientação e navegação de tecnologia, antenas e controle de atitude de sistemas. Um penetrador cinético será filmado no asteróide para expor material de amostra intocada.

Financiamento e história

Após o sucesso parcial da Hayabusa , JAXA começou a estudar uma potencial missão sucessora em 2007. Em julho de 2009, Makoto Yoshikawa de JAXA apresentou uma proposta intitulada "Hayabusa follow-on missões de recolha de amostras de asteróides". Em agosto de 2010, JAXA obteve aprovação do governo japonês para iniciar o desenvolvimento de Hayabusa 2 . O custo do projeto estimado em 2010 foi de 16,4 bilhões de ienes ( US $ 146 milhões).

O contratante principal NEC construiu os 590 kg (1.300 lb) nave espacial, a sua banda Ka sistema de comunicações e uma câmera infravermelho médio .

Hayabusa 2 foi lançado em 3 de Dezembro de 2014, chegou a Ryugu asteróide em 27 de Junho de 2018, e manteve-se a uma distância de cerca de 20 km para estudar e mapear o asteróide. Na semana de 16 de Julho de 2018, as operações foram iniciadas para reduzir esta altitude pairando. Em 21 de Setembro de 2018, Hayabusa 2 ejectados das primeiras duas sondas, Rover-1A e Rover-1B, a partir de cerca de 55 metros de altura que caiu de forma independente para a superfície do asteróide.

veículo espacial

Hayabusa 2 atuação
Ion propulsor nome μ10
Número de propulsores 4 (um é um de reserva)
empuxo total 30 mN
Impulso específico ( I sp ) 3.000 sec
Aceleração 49? M / s 2
Poder W 1250
massa húmida nave espacial 610 kg
Sistema do motor de iões
de massa seca
66 kg
Sistema motor ião
massa húmida
155 kg
Painel solar 23 kg
Xenon propulsor 66 kg
Hidrazina / seg-3 propulsor 48 kg

O design de Hayabusa 2 é baseado no primeiro Hayabusa nave espacial, com alguma amadureceu melhorias. Tem uma massa de 610 kg (1340 libras) com combustível, e a energia eléctrica é gerada por bilaterais painéis solares com uma eficiência de 2,6 kW a uma UA , e 1,4 kW a 1,4 UA. A energia é armazenada em onze 13,2 Ah-montado em linha de iões de lítio baterias.

Propulsão

A sonda possui quatro solar elétricos propulsores de íons para a propulsão chamado μ10, um dos quais é um backup. Estes motores usam microondas para converter xénon em plasma (is), que é acelerada pela aplicação de uma tensão a partir dos painéis solares e ejectado para fora da parte de trás do motor. A operação simultânea de três motores gera impulsos de até 28 mN. Embora este impulso é muito pequena, os motores também são extremamente eficientes; os 66 kg de xénon massa de reacção pode mudar a velocidade do veículo espacial por até 2 km / s (4500 mph).

A sonda tem quatro redundantes rodas de reacção e um produto químico sistema de controlo de reacção que apresenta doze propulsores para controlo de atitude (orientação) e controlo orbital no asteróide. Os propulsores químicos usar hidrazina e seg-3 , com uma massa total de 48 kg de combustível químico.

Comunicação

A nave tem duas antenas direcionais de alto ganho para a banda X e K uma banda . As taxas de bits são 8 BPS-32 Kbps. As estações terrestres são a Usuda Deep Space Centre , Uchinoura Space Center , Deep Space Network e Estação Malargü da ESA .

Navegação

O telescópio câmera navegação óptica (ONC-T) é uma câmera de enquadramento telescópica com sete cores para navegar opticamente a nave espacial. Ele funciona em sinergia com a óptica da câmera de navegação de campo amplo (ONC-W2) e com dois rastreadores de estrelas .

A fim de descer para a superfície asteróide para amostragem, a sonda irá primeiro libertar até cinco marcadores alvo nas zonas de aterragem seleccionados como pontos de referência artificiais com material exterior altamente reflexivo que é reconhecido por uma luz estroboscópica montado sobre a sonda. A sonda também irá utilizar o seu altímetro laser e variando (LIDAR) e outros sensores durante a amostragem.

Instruments

A Hayabusa 2 payload incorpora vários instrumentos científicos:

  • A teledetecção: óptica da câmara de Navegação (ONC-T, ONC-W1, ONC-W2), Câmara Near-Infrared (NIR3), térmica câmera de infravermelho (TIR), Light Detection and Ranging (LIDAR)
  • Amostragem: dispositivo de amostragem (SMP), Pequeno Carry-on Impactor (SCI), Camera Deployable (DCAM3)
  • Quatro rovers: Escuteiro Asteroid Móvel Superfície (MASCOTE), Rover-1A, Rover-1B, Rover-2.

Sensoriamento remoto

As câmeras de navegação óptica (ONCs) são usados para navegação nave espacial durante as operações de aproximação e de proximidade de asteróides. Eles também irá imagem remotamente a superfície e procurar poeira interplanetária ao redor do asteróide. ONC-T é uma câmara de teleobjectiva com um campo de vista e vários 6,35 ° × 6,35 ° filtros ópticos transportados num carrossel. ONC-W1 e W2 são ONC-grande angular (65,24 ° × 65,24 °) panchromatic (485-655 nm) câmaras de nadir vistas e oblíqua, respectivamente.

O Near-Infrared Spectrometer (NIRS3) é um espectrógrafo operando a comprimentos de onda 1.8-3.2? M, destinados às análises de composição mineral de superfície.

A térmica-infravermelhos (TIR) é um dos infravermelhos térmicos câmara de trabalho em 8-12 um, utilizando um bidimensional microbolômetro matriz. A resolução espacial é de 20 m a 20 km de distância ou 5 cm a 50 m de distância. Ele será capaz de determinar as temperaturas de superfície na gama de -40 - 150 ° C.

A Light Detection And Ranging ( LIDAR instrumento) vai medir a distância da nave espacial à superfície asteróide medindo o tempo de voo de luz laser reflexão. Ele opera sobre a faixa de altitude de 30 m-25 km.

Quando a sonda está mais perto da superfície do que 30 m, durante a operação de amostragem, laser Telémetros (LRF-S1, LRF-S3) são usados ​​para medir a distância e a atitude da sonda em relação ao terreno. Outro dispositivo LRF-S2 monitora a buzina de amostragem para disparar o projéctil de amostragem.

Dados LIDAR e ONC serão combinadas para determinar o detalhada topografia (dimensões e forma) do asteróide. Monitoramento de um sinal de rádio da Terra irá permitir a medição do asteróide campo gravitacional .

Rovers

Hayabusa 2 leva quatro pequenas sondas para investigar a superfície asteróide in situ , e fornecer informação de contexto para as amostras devolvidos. Todos os quatro rovers vai movimentar por pequenos saltos, e nenhum está equipado com rodas, devido à gravidade mínima do asteróide. Eles serão utilizados em diferentes datas a partir de cerca de 60 m de altitude e caem livremente para a superfície sob fraca gravidade do asteróide. Os primeiros dois rovers pousou em Ryugu asteróide em 21 de setembro, 2018.

Minerva-II

A primeira fotografia da superfície de um asteróide, tomada por Rover-1A em 22 de setembro, durante um de seus "saltos".

Minerva-II é um sucessor para a sonda Minerva realizada por Hayabusa . É constituída por vários subsistemas separados.

Minerva-II-1 é um recipiente que implantado duas sondas, Rover-1A e Rover-1B , em 21 de Setembro de 2018. Foi desenvolvida por JAXA e a Universidade de Aizu . As sondas são idênticos com uma forma cilíndrica, 18 centímetros de diâmetro e 7 cm de altura, e uma massa de 1,1 kg (2,4 libras) cada. Eles movem-se por saltos no campo gravitacional baixo, usando um binário gerado pela rotação massas dentro das sondas. Sua carga útil científica é uma câmera estéreo , câmera de grande angular e termômetros . As células solares e condensadores de camada dupla fornece a energia eléctrica.

O recipiente MINERVA-II-2 mantém o ROVER-2 , desenvolvido por um consórcio de universidades liderado por Universidade Tohoku , no Japão. Esta é uma octogonal prisma forma, 15 centímetros de diâmetro e 16 cm de altura (5,9 x 6,3 pol), com uma massa de cerca de 1 kg (2,2 lb). Tem duas câmeras, um termômetro e um acelerômetro . Tem ópticos e ultravioletas LEDs para iluminação para detectar partículas de pó flutuantes. ROVER-2 transporta quatro mecanismos para hop e realocar.

MASCOTE

O Escoteiro Superfície Asteroid Móvel ( MASCOTE ) foi desenvolvido pelo Centro Aeroespacial Alemão em cooperação com a agência espacial francesa CNES . Ele mede 29,5 cm x 27,5 cm x 19,5 cm e tem uma massa de 9,6 kg (21 lb). MASCOTE carrega quatro instrumentos: um espectrômetro infravermelho (MICROMEGA), um magnetômetro (MASMAG), um radiómetro (MARA), e uma câmera (MASCAM) que fizeram imagens da pequena escala estrutura, distribuição e textura do regolito. A sonda é capaz de cair uma vez para se reposicionar para outras medições. É recolhidos dados sobre a estrutura da superfície e composição mineralógica, o comportamento térmico e as propriedades magnéticas do asteróide. Tem uma bateria não recarregável que possibilitou operações durante aproximadamente 16 horas. O radiômetro de infravermelho no InSight lander de Marte, lançado em 2018, é baseado no radiômetro MASCOTE.

vagabundo Massa dimensões Poder payload ciência data Landing estado
Rover-1A
Rover-1B
1,1 kg Diâmetro: 18 cm
Altura: 7 cm
Painéis solares Câmera grande angular, câmera estéreo , termômetros
21 de setembro de 2018
aterragem bem sucedida. Operacional.
Rover-2 1,0 kg Diâmetro: 15 cm
Altura: 16 cm
Painéis solares Duas câmeras, termômetro, acelerômetro . Ópticas e ultravioletas LEDs para iluminação Para pousar em julho 2019
-
MASCOTE 9,6 kg 29,5 × 27,5 × 19,5 centímetros Não-recarregáveis
da bateria
Câmera, espectrômetro infravermelho , magnetômetro , radiômetro
03 de outubro de 2018
aterragem bem sucedida. Operado a bateria por mais de 17 h

Amostragem

Rendição artística de Hayabusa recolha de uma amostra da superfície

A sonda irá recolher três amostras e armazená-los em recipientes selados separados no interior da cápsula de retorno da amostra. As três amostras são desejados regolith superfície que exibe características de minerais hidratados, regolith com qualquer evidência não observável ou fraco de alterações aquosas, e material de sub-superfície escavada. A quantidade mínima desejada por amostragem é de 0,1 g, mas o sistema tem a capacidade de recolher-se a 10 g por amostra. A primeira amostragem está prevista para o final de outubro de 2018, a segunda em fevereiro de 2019, eo terceiro será durante abril-maio ​​2019 em material escavado desalojado por um tiro pêndulo cinética de uma distância.

amostras de superfície

Hayabusa 2 do dispositivo de amostragem é baseada em Hayabusa 's . No final de outubro de 2018, a nave espacial se aproximará da superfície do asteróide com um chifre de amostragem. Quando a corneta toca a superfície, um projéctil (5 gramas de tântalo bala) será disparado a 300 m / s na superfície. As partículas ejecta resultantes são recolhidos por um apanhador no topo da buzina, que ejecta atingirá sob o seu próprio impulso sob condições de microgravidade.

amostra Subsurface

A terceira e última coleta de amostras será realizada no mês de abril-maio 2019 de material mais profundo no subsolo, que não tenha sido submetido a erosão espacial . Isto requer a remoção de um grande volume de material da superfície com um pêndulo substancial. Para esta finalidade, Hayabusa 2 vai implantar o impactador pequeno Carry-on ( SCI ), um pêndulo cinética consistindo de um 2,5 kg (5,5 lb) de cobre projéctil disparado para a superfície por uma carga propulsora explosivo. Após a implantação SCI, Hayabusa 2 vai deixar para trás uma câmera destacável ( DCAM3 ) para observar e mapear a localização precisa do impacto SCI, ao manobrar para o outro lado do asteróide para evitar detritos do impacto.

Aproximadamente 40 minutos após a separação, quando a sonda está a uma distância segura, o penetrador será disparado para a superfície asteróide pela detonação de 4,5 kg (9,9 libras) de carga em forma de plastificado HMX para aceleração. O pêndulo de cobre será disparado para a superfície a partir de uma altitude de cerca de 500 metros e espera-se para escavar uma cratera de cerca de 2 metros de diâmetro e expor o material primitivo. Hayabusa 2 vai esperar cerca de duas semanas para a detritos flutuantes para limpar a partir do site antes de descer na cratera recém-formado para recuperar uma amostra.

Amostra-retorno

Réplica da cápsula amostra-retorno de Hayabusa (SRC) utilizado para a re-entrada. cápsula de Hayabusa 2 é do mesmo tamanho, medindo 40 cm de diâmetro e vai implantar um pára-quedas.

A sonda irá recolher três amostras e armazená-los em recipientes selados separados no interior da cápsula de amostra-retorno (SRC), que tem um isolamento térmico , diâmetro externo 40 cm, 20 cm de altura, e uma massa de ~ 16 Kg.

No final da fase de ciência em dezembro de 2019, Hayabusa 2 usará seus motores iônicos para mudar órbita e retornar à Terra. Quando Hayabusa 2 voa perto da Terra em Dezembro de 2020, que irá liberar a fiação cápsula em uma revolução por três segundos. A cápsula vai reentrar na atmosfera da Terra em 12 km / s e vai implantar um pára-quedas radar-reflexivo a uma altitude de cerca de 10 km, e ejetar o seu calor e de escudo, durante a transmissão de um sinal de posição farol. A cápsula amostra vai pousar no Test Range Woomera na Austrália. A distância de vôo total seria de 5,240,000,000 km.

Uma vez na Terra, qualquer substância volátil serão recolhidos antes dos recipientes vedados são abertas. As amostras serão curadoria e analisados na casa de JAXA Amostra Extraterrestre Curadoria Centro , onde cientistas internacionais podem solicitar uma pequena porção das amostras.

estado

Em 21 de Setembro de 2018, a Hayabusa 2 sonda ejectados das primeiras duas sondas, Rover-1A e Rover-1B, a partir de cerca de 55 metros de altura que caiu de forma independente para a superfície do asteróide. Eles estão a funcionar nominalmente e transmissão de dados. O rover MASCOTE implantado com sucesso em 3 de Outubro de 2018 e operou por cerca de 16 horas como planejado.

A primeira das três coletas de amostras foi planejado para o final de outubro de 2018, a segunda em fevereiro de 2019, eo terceiro será durante abril-maio ​​2019 em material escavado desalojado pelo pêndulo.

extensão missão potencial

Quando a nave espacial retorna à Terra e proporciona a cápsula amostra em Dezembro de 2020, espera-se para reter 30 kg de xenon propulsor, que pode ser usado para estender seu serviço e sobrevôo novos alvos para explorar. Um candidato é asteróide WR1 2001 para um sobrevôo em 27 junho de 2023.

Veja também

Sondas menores do corpo japonesas

Notas

Referências

links externos