Хабрахабр

«Хаябуса-2» впервые коснулся астероида

Первый зонд «Хаябуса» с честью преодолел множество проблем — выходили из строя маховики системы ориентации, один за другим отказывали двигатели, миниатюрный посадочный аппарат промахнулся, а устройство для сбора образцов не сработало как надо. Тем не менее полторы тысячи кусочков астероида Итокава все-таки были доставлены на Землю. У его последователя, «Хаябуса-2», отправившегося к астероиду Рюгу, дела пока что идут гораздо лучше. На минувшей неделе он впервые коснулся пробоотборником астероида, выстрелил в него танталовой пулей, и самой большой неприятностью стало касание раньше запланированного.


Фото с тренировочного снижения в октябре 2018, высота 21 м, фото JAXA

Предыстория

«Хаябуса-2» стартовал 3 декабря 2014, ровно год спустя совершил гравитационный маневр около Земли и прибыл к астероиду (162173) Рюгу 27 июля 2018, выйдя на рабочую орбиту высотой 20 км. 21 сентября были успешно сброшены на поверхность два ровера HIBOU и OWL (их правильнее назвать «попрыгунчиками», потому что они не ездят по поверхности, а прыгают), а 3 октября — посадочный аппарат MASCOT. По исходным планам первые попытки забора образцов астероида планировались осенью 2018, но их перенесли на этот год. И, после нескольких десятков репетиций, зонд наконец пошел на снижение 21 февраля.
Анимация кадров с навигационной камеры показывает этапы сближения с астероидом с высоты 20 км.

Алгоритм и место посадки

Посадка на астероид — непростое дело. Для того, чтобы она была точной, «Хаябуса-2» заранее сбросил прицельный маркер, видимый даже с рабочей высоты 20 км. Снизившись до высоты 500 м, аппарат по команде с Земли переходит на автономную навигацию. На высоте 45 м зонд зависает, переключается между лазерными дальномерами LIDAR -> LRF и ждет появления прицельного маркера в поле зрения камеры. Захватив маркер, «Хаябуса» спускается до 4,5 метров, поворачивается параллельно поверхности в месте посадки и касается ее пробоотборником. Ниже 50 метров пропадает телеметрия, и по тому, что происходит с аппаратом, можно следить только по эффекту Доплера — снижение и касание поверхности будут заметны по небольшим изменениям частоты сигнала с межпланетной станции.


Схема сближения, изображение JAXA

Прежде всего, по техническим ограничениям ориентации антенн и солнечных батарей нельзя, чтобы широта места посадки была больше 30°. К месту посадки тоже есть определенные требования. В районе посадки недопустимы камни выше 70 см. Далее, уклон местности не должен превышать 30°. В результате по интегральной оценке безопасности у астероида появилась четко видимая полоса на экваторе, куда садиться было безопасней. Ну и, наконец, температура поверхности не может превышать 97°С, чтобы не перегреть приборы.


Здесь и далее изображения JAXA

Из 17 кандидатов на место посадки в итоге осталось три — основной L08 и два резервных L07 и M04.

Белая точка — прицельный маркер. В 3D-виде.

Мирные орудия

Для забора образцов на «Хаябусе» есть три «пушки». В двух из них заряжены пули из тантала весом 5 грамм. Они выстреливаются со скоростью 300 м/с, когда зонд касается пробоотборником поверхности, и выбрасывают частички астероида при ударе.

Анимация наземных испытаний.

Это полноценный снаряд с 4,5 кг взрывчатки и оболочкой из 2 кг меди. А вот третий выстрел сложнее. «Пушка» отделится от «Хаябусы» вместе с еще одним мини-спутником с камерой и выстрелит по астероиду, создав воронку глубиной примерно 2 метра.

Первая пушка с 5-граммовым снарядом выстрелила 21 февраля, второй и третий выстрел ожидаются в марте и апреле.

Первый пошел

Похоже, что в опубликованном JAXA плане было указано последнее штатно возможное время касания астероида. Потому что в реальности зонд не стал ждать, а пошел на снижение практически без задержек и коснулся поверхности раньше запланированного. В автономном режиме, без телеметрии, он успешно коснулся поверхности (заметно по смещению частоты из-за эффекта Доплера).


Кадр трансляции

Затем зонд успешно отстрелялся по астероиду — повышение температуры в стволе первого орудия говорит об успешном выстреле.

Последующий анализ показал, что выстрел и последовательность операций по забору образцов прошли успешно, и аппарат вернулся на рабочую высоту 20 км. Телеметрия вернулась на высоте примерно 1200 м. После первого касания следы от двигателей на астероиде едва заметны, а самый эффектный третий выстрел ожидается уже в апреле.

Теги
Показать больше

Похожие статьи

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Кнопка «Наверх»
Закрыть