Церера және Вестаны зерттеуге арналған "Dawn" ғарыш кемесінің миссиясы

Кіріспе

NASA миссиясы негізгі белдеу астероидтарын роботтық зонд арқылы зерттеуге (2007–2018): ұшыру массасы = құрғақ масса = орбиталық сілтеме = Церера орбиталық режимі = жоғары эллипстік орбиталық жартылай өсі = қашықтық = жөнелту күні = 5 қыркүйек 2012, 06:26 UTC. Ол 2015 жылғы 6 наурызда Церераның орбитасына енді. 2017 жылы NASA жоспарланған тоғыз жылдық миссияның зондтың гидразин отын қоры таусылғанша ұзартылатындығын хабарлады. 2018 жылғы 1 қарашада NASA Dawn гидразинінің таусылғанын және миссия аяқталғанын мәлімдеді. Зонд Церера орбитасында тұрақты орбитада қалып отыр. Dawn – екі шетелдік дененің орбитасын айналған алғашқы ғарыш кемесі, Веста немесе Церераға сапар шеккен алғашқы ғарыш кемесі және карлик планетаның орбитасын айналған алғашқы ғарыш кемесі. Dawn миссиясын NASA Jet Propulsion Laboratory басқарды, ғарыш кемесінің құраушыларын Италия, Германия, Франция және Нидерландыдан еуропалық серіктестер ұсынды. Бұл NASA-ның иондық қозғалтқышты қолданған алғашқы зерттеу миссиясы болды, ол оған екі аспан денесінің орбитасына кіруге және олардан шығуға мүмкіндік берді. Бұрынғы көп мақсатты миссиялар, мысалы, "Вояджер" бағдарламасы, химиялық қозғалтқыштармен жұмыс істейтін ракеталарды пайдаланып, тек қана жақындап өтумен шектелген.

Технологиялық негіз

АҚШ-тағы алғашқы жұмыс істейтін иондық қозғалтқышты 1959 жылы Гарольд Р. Кауфман НАСА-ның Огайо штатындағы Гленн зерттеу орталығында жасады. Қозғалтқыш сынапты отын ретінде пайдаланатын, торлы электростатикалық иондық қозғалтқыштың жалпы конструкциясына ұқсас болды. 1960 жылдары қозғалтқыштың суборбитальдық сынақтары жүргізілді, ал 1964 жылы қозғалтқыш Space Electric Rocket Test 1 (SERT 1) ғарыш аппаратымен жасалған суборбитальдық ұшу барысында сынақтан өтті. Жерге қайта түсуге дейін ол жоспарланған 31 минут бойы қалыпты жұмыс істеді. Бұл сынақтан кейін 1970 жылы SERT 2 орбиталық сынағы өтті. 1998 жылы НАСА ұшырған Deep Space 1 (DS1) ғылыми миссияда ксенонмен жұмыс істейтін иондық қозғалтқыштың ұзақ мерзімді пайдалану мүмкіндігі көрсетілді, сондай-ақ NSTAR электростатикалық иондық қозғалтқышы сияқты бірқатар технологиялар расталды, астероид пен кометтен өтіп өтті. Иондық қозғалтқыштан басқа, DS1 растаған технологиялардың ішінде Dawn аппаратында алыс байланыс үшін қолданылатын Кіші терең ғарыш транспондеры да болды. 2001 жылдың желтоқсан айында НАСА «Дискавери» бағдарламасы үшін «Кеплер» және «Дон» миссияларын таңдады. Екі миссия да бастапқыда 2006 жылы ұшуға жоспарланған, бірақ кейін 2004 жылдың ақпанында қайта жаңартылды. 2005 жылдың қазан айында «Дон» миссиясы «тоқтату» режиміне көшті, ал 2006 жылдың қаңтарында НАСА оның жағдайы туралы жаңа хабарламалар жасамағанмен, миссия баспасөз құралдарында «белгісіз мерзімге кейінге шегерілді» деп талқыланды. 2006 жылдың 2 наурызында «Дон» миссиясы тағы да НАСА-дан қолдауын жоғалтты. Ғарыш кемесін жасаған Orbital Sciences Corporation компаниясы НАСА-ның шешіміне шағымданып, жаңа нарықта тәжірибе алу үшін кез келген пайдадан бас тартып, ғарыш кемесін өндіріс құнымен салуға уәде берді. Содан кейін НАСА бұл мәселені қайта қарастырды және 2006 жылдың 27 наурызында миссияның тоқтатылмайтыны жарияланды. 2006 жылдың қыркүйек айының соңғы аптасында «Дон» миссиясының құрал-жабдықтары толыққанды жұмыс істеуге қол жеткізді. Бастапқыда 373 миллион АҚШ долларына бағаланған, асып кеткен шығындар миссияның соңғы құнын 2007 жылы 446 миллион АҚШ долларына дейін көтерді. Кристофер Т. Расселл «Дон» миссиялық тобын басқаруға тағайындалды.

The first working ion thruster in the US was built by Harold R. Kaufman in 1959 at NASA's Glenn Research Center in Ohio. The thruster was similar to the general design of a gridded electrostatic ion thruster with mercury as its propellant. Suborbital tests of the engine followed during the 1960s, and in 1964 the engine was tested on a suborbital flight aboard the Space Electric Rocket Test 1 (SERT 1). It successfully operated for the planned 31 minutes before falling back to Earth. This test was followed by an orbital test, SERT 2, in 1970. Deep Space 1 (DS1), which NASA launched in 1998, demonstrated the long duration use of a xenon propelled ion thruster on a science mission, and validated a number of technologies, including the NSTAR electrostatic ion thruster, as well as performing a flyby of an asteroid and a comet. In addition to the ion thruster, among the other technologies validated by the DS1 was the Small Deep Space Transponder, which is used on Dawn for long range communication. In December 2001 NASA selected the Kepler and the Dawn mission for the Discovery program. Both missions were initially selected for a launch in 2006. and then reinstated in February 2004. In October 2005, work on Dawn was placed in "stand down" mode, and in January 2006, the mission was discussed in the press as "indefinitely postponed", even though NASA had made no new announcements regarding its status. On March 2, 2006, Dawn was again cancelled by NASA. The spacecraft's manufacturer, Orbital Sciences Corporation, appealed NASA's decision, offering to build the spacecraft at cost, forgoing any profit in order to gain experience in a new market field. NASA then put the cancellation under review, and on March 27, 2006, it was announced that the mission would not be cancelled after all. In the last week of September 2006, the Dawn mission's instrument payload integration reached full functionality. Although originally projected to cost US$373 million, cost overruns inflated the final cost of the mission to US$446 million in 2007. Christopher T. Russell was chosen to lead the Dawn mission team.

Ғылыми негіздер

Dawn миссиясы Күн жүйесінің қалыптасуы туралы сұрақтарға жауап беру және оның иондық қозғалтқыштарының терең ғарыштағы жұмысын сынау мақсатымен астероидтар белдеуіндегі екі ірі денені зерттеу үшін жоспарланған. Церера мен Веста екі контрастты протопланета ретінде таңдалды – біріншісі көрінетіндей «ылғалды» (яғни мұзды және суық), ал екіншісі «құрғақ» (яғни тасты), олардың аккрециясы Юпитердің қалыптасуымен тоқтатылған. Бұл екі дене тас планеталардың және Күн жүйесінің мұзды денелерінің қалыптасуы арасындағы ғылыми түсінікті байланыстырады, сондай-ақ тас планетаның суды қандай жағдайда сақтай алатынын анықтауға көмектеседі. Халықаралық астрономиялық одақ (IAU) 2006 жылдың 24 тамызында планетаның жаңа анықтамасын қабылдады, ол «орбиталық аймағын» басқа айналатын заттардан тазартуға жетпеген эллипсоид пішіндес денелер үшін «ербет планета» терминін енгізді. Dawn – ербет планетаны зерттеуге арналған алғашқы миссия, ол 2015 жылдың шілдесінде Плутонға New Horizons ғарыш зонды келгенге бірнеше ай бұрын Церераға жетті. Церера астероидтар белдеуінің жалпы массасының үштен бірін құрайды. Оның спектральдық сипаттамалары суға бай көміртекті хондриттерге ұқсас құрамды көрсетеді. Астероидтар белдеуінің массасының оннан бірін құрайтын, суға кедей ахондриттік астероид Веста айтарлықтай қызу мен дифференциацияға ұшыраған. Онда металл ядроның белгілері, Марсқа ұқсас тығыздық және Айға ұқсас базальт ағындары байқалады. Қолда бар мәліметтер екі дененің де Күн жүйесінің тарихының басында қалыптасқанын көрсетеді, осылайша жер планеталарының қалыптасу кезеңінен бастап оқиғалар мен процестердің жазбасын сақтайды. Вестадан келген деп саналатын метеориттердің үлгілерін радионуклидтік талдау көрсеткендей, Веста үш миллион жыл немесе одан да аз уақыт ішінде тез дифференциацияланған. Жылу эволюциясының зерттеулері Церера CAI-лердің (Күн жүйесінің ең ежелгі белгілі нысандары) қалыптасқаннан кейін үш миллион жылдан астам уақыттан соң пайда болған болуы керек екенін ұсынады. Оның жазықтығы дифференциацияланбаған дене үшін тым кішкентай көрінеді, бұл оның мұзды қабықпен жабылған тас ядросынан тұратынын көрсетеді, Вестаның геологиялық тарихы мен құрылымы туралы мәлімет береді. Веста металл темір-никель ядросынан, үстіндегі тас оливин қабығынан және қыртысынан тұрады деп есептеледі.

The Dawn mission was designed to study two large bodies in the asteroid belt in order to answer questions about the formation of the Solar System, as well as to test the performance of its ion thrusters in deep space. Ceres and Vesta were chosen as two contrasting protoplanets, the first one apparently "wet" (i. e. icy and cold) and the other "dry" (i. e. rocky), whose accretion was terminated by the formation of Jupiter. The two bodies provide a bridge in scientific understanding between the formation of rocky planets and the icy bodies of the Solar System, and under what conditions a rocky planet can hold water. The International Astronomical Union (IAU) adopted a new definition of planet on August 24, 2006, which introduced the term "dwarf planet" for ellipsoidal worlds that were too small to qualify for planetary status by "clearing their orbital neighborhood" of other orbiting matter. Dawn is the first mission to study a dwarf planet, arriving at Ceres a few months before the arrival of the New Horizons probe at Pluto in July 2015. Ceres comprises a third of the total mass of the asteroid belt. Its spectral characteristics suggest a composition similar to that of a water rich carbonaceous chondrite. Vesta, a smaller, water poor achondritic asteroid comprising a tenth of the mass of the asteroid belt, has experienced significant heating and differentiation. It shows signs of a metallic core, a Mars like density and lunar like basaltic flows. Available evidence indicates that both bodies formed very early in the history of the Solar System, thereby retaining a record of events and processes from the time of the formation of the terrestrial planets. Radionuclide dating of pieces of meteorites thought to come from Vesta suggests that Vesta differentiated quickly, in three million years or less. Thermal evolution studies suggest that Ceres must have formed some time later, more than three million years after the formation of CAIs (the oldest known objects of Solar System origin). its oblateness appears too small for an undifferentiated body, which indicates that it consists of a rocky core overlain with an icy mantle. giving insight into Vesta geologic history and structure. Vesta is thought to consist of a metallic iron–nickel core, an overlying rocky olivine mantle and crust.

Мақсаттар

Dawn миссиясының мақсаты Күн жүйесінің ең ертедегі эонының жағдайлары мен процестерін сипаттау болды, олар құрылғаннан бері сақталған ең үлкен екі протопланетаны егжей-тегжейлі зерттеу арқылы. Миссия аяқталғанымен, деректерді талдау мен интерпретациясы көптеген жылдар бойы жалғасады. Миссия шешетін басты мәселе – планеталардың эволюциясындағы судың және олардың мөлшерінің ролі. Фреймдік берулі зарядтық байланыс құрылғысы (CCD), Thomson TH7888A, Көрінетін және инфрақызыл спектрометр (VIR) – Бұл құрал Rosetta және Venus Express ғарыш кемелерінде қолданылған көрінетін және инфрақызыл термографиялық спектрометрдің модификациясы болып табылады. Ол Сатурн орбитасындағы Cassini-дің көзге көрінетін және инфрақызыл карталау спектрометрінен мұра алған. Спектрометрдің VIR спектральді кадрлары 256 (пространдық) × 432 (спектральді) өлшемдес, ал саңылаудың ұзындығы 64 мрад. Карталық спектрометрде екі канал бар, екеуі де бір дифракциялық тормен қамтамасыз етілген. CCD 0,25-тен 1,0 мкм-ге дейінгі кадрларды шығарады, ал 70 К-қа дейін салқындатылған HgCdTe фотодиодтар тізбегі 0,95-тен 5,0 мкм-ге дейінгі спектрді қамтиды. Гамма сәулелері және нейтрон детекторы (GRaND) – Бұл құрал Lunar Prospector және Mars Odyssey ғарыш миссияларында ұшқан ұқсас құралдарға негізделген. Онда өте кең көру бұрышына ие 21 сенсор бар. Магнитометр және лазерлік альтиметр миссия үшін қарастырылған, бірақ соңында қолданылмады.

Өлшемі

Күн сәулелері жиылған, ұшыру орнында орналасқан Dawn ғарыш кемесінің ені белгілі бір шамада. Күн сәулелері толықтай жайылып, кеңейген кезде Dawn-ның ені өзгереді. Күн батареяларының жалпы ауданы белгілі бір шамада. Негізгі антеннаның диаметрі 5 фут (1,24 метр) құрайды. Олар біреуін кезегімен пайдаланады. Олардың нақты импульсі 3100 с-қа тең, ал итермелеу күші 90 мН. Dutch Space компаниясы өндірген 10 кВт (1 АЕ) қуаттылықтағы үш қосылысты галлий арсениді фотоэлектрлік күн батареясымен бүкіл ғарыш кемесі, оның ішінде иондық қозғалтқыштармен жабдықталған. Dawn, Vesta-ға жақындау үшін белгілі бір мөлшерде ксенонмен, ал Ceres-ке жету үшін тағы да бір мөлшерде ксенонмен жарақтандырылды, ал борттағы жанар майдың жалпы сыйымдылығы белгілі бір шамада. Тасымалдаған жанар майының арқасында Dawn миссиясы барысында шамамен 11 км/с жылдамдық өзгерісіне қол жеткізді, бұл зымыраннан бөлінгеннен кейін борттағы жанар маймен кез келген бұрынғы ғарыш кемесінен әлдеқайда жоғары көрсеткіш. Ғарыш кемесінде орбитаға енуге көмектесетін ұстанымды басқару (бағдарлау) үшін он екі 0,9 Н гидразин қозғалтқышы да бар. Dawn ғарыш кемесі иондық қозғалтқышы арқылы рекордтық қуат деңгейіне қол жеткізді. NASA үш ерекше жетістікті атап өтті:
Біріншіден, екі түрлі астрономиялық денеді (Жерді қоспағанда) айналу. Күн электрлік қозғалтқышы бойынша рекорд, оның ішінде кеңістіктегі жылдамдық өзгеруі 25 700 миль/сағ (11,49 км/с) құрады. Бұл өткен рекордтан 2,7 есе көп жылдамдық өзгерісі. 2018 жылдың 7 қыркүйегіне дейін иондық қозғалтқыш 5,9 жыл бойы жұмыс істеді. Бұл уақыт Dawn-ның ғарышта өткізген уақытының 54%-ын құрайды.

Микрочиппен көмек көрсету

"Дон" 360 000-нан астам ғарышқа қызығушы адамдардың есімдері сақталған жад чипімен жабдықталған. Есімдер 2005 жылдың қыркүйегінен 2006 жылдың 4 қарашасына дейін онлайн арқылы, халыққа тарату шарасы ретінде ұсынылған. Диаметрі екі сантиметрлік микрочип 2007 жылдың 17 мамырында ғарыш аппаратының алдыңғы иондық қозғалтқышының үстіне, жоғары күшті антеннаның астына орнатылды. Бірнеше микрочип жасалды, ал оның қосалқы нұсқасы 2007 жылы Калифорния штатының Пасадена қаласындағы Реактивті Жетектеп Алу Лабораториясының ашық есік күнінде көрсетілді.

Ұшыру дайындықтары

2007 жылдың 10 сәуірінде ғарыш кемесі Флорида штатының Титусвилл қаласында орналасқан SPACEHAB, Inc. еншілес компаниясы Astrotech Space Operations-ке жеткізілді, онда ұшыруға дайындық жұмыстары жүргізілді. Ұшыру бастапқыда 20 маусымға жоспарланған, бірақ бөлшектердің жеткізілуі кешіккендіктен 30 маусымға ауыстырылды. Ұшыру алаңындағы қатты ракеталық күштеуіштерді көтеруге қолданылған бұзылған кран ұшыруды тағы бір аптаға, 7 шілдеге дейін кешіктірді; осыған дейін, 15 маусымда екінші саты сәтті орналастырылды. Astrotech Space Operations нысанында күн батареяларының біріне шамалы зақым келген оқиға ұшыру күніне әсер етпеді; алайда, қолайсыз ауа райы ұшыруды 8 шілдеге ықпал етті. Содан кейін қашықтықтан бақылаудағы мәселелер ұшыруды 9 шілдеге, ал кейін 15 шілдеге ауыстырды. 4 тамызда сәтті ұшырылған Марсқа бағытталған Phoenix миссиясымен келіспеушіліктерді болдырмау үшін ұшыру жоспарлары уақытша тоқтатылды.

Іске қосу

Dawn ұшырылуы 2007 жылдың 26 қыркүйегіне, сосын 27 қыркүйегіне ауыстырылды, себебі нашар ауа райы екінші сатыны отынмен толтыруды кешіктірді – осы мәселе 7 шілдедегі ұшыру әрекетін де кешіктірген еді. Ұшыру уақыт терезесі 07:20–07:49 EDT (11:20–11:49 GMT) аралығында болды. Ұшыруға дейін соңғы тоқтау кезінде, T-4 минутта, бір кеме жағалаудан тысқары тыйым салынған аймаққа кірді, бұл ракета күштеткіштерінің ажыратылғаннан кейін құлауы мүмкін болатын мұхиттың бөлігі еді. Кемеге аймақтан кетуге бұйрық бергеннен кейін, ұшыру Халықаралық ғарыш станциясымен қақтығысу қаупін болдырмау үшін күтуге мәжбүр болды. "Dawn" ақыры "Кейп Канаверал" әуе күштер базасының 17 Б стартовалық алақанынан "Delta 7925 H" зымыранымен 07:34 EDT-де ұшырылды, бұрылыс арқылы тұрақтандырылған қатты отынмен жұмыс істейтін үшінші сатының көмегімен қашқыш жылдамдыққа жетті. Содан кейін "Dawn" иондық қозғалтқыштары жұмысын бастады.

Vesta-ға жақындау

Dawn Vesta-ға жақындаған сайын, Framing Camera құралы прогрессивті түрде жоғарырақ ажыратымдылықтағы суреттерді түсірді, олар NASA және MPI онлайн режимінде және баспасөз конференцияларында жарияланды. 2011 жылдың 3 мамырында Dawn Вестадан 1 200 000 км қашықтықта алғашқы бағыттау суретін алды және астероидке жақындау фазасын бастады. 12 маусымда Dawn 34 күннен кейін орбитаға енуге дайындық ретінде Вестаға қатысты жылдамдығын төмендетті. Dawn 16 шілдеде 05:00 UTC-де иондық қозғалтқыштарымен итеру кезеңінен кейін орбитаға енгізілуі жоспарланған. Антеннасы итеру кезінде Жерден алысқа бағытталғандықтан, ғалымдар Dawn маневрді сәтті орындады ма, жоқ па, оны дереу растай алмады. Кейін ғарыш кемесі қайта бағытталды және 17 шілдеде 06:30 UTC-де байланысқа шығуы жоспарланған. Кейін NASA Dawn-нан телеметриялық мәліметтер алғанын растады, бұл ғарыш кемесі Вестаның орбитасына сәтті енгенін көрсетті, осылайша ол астероид белдеуіндегі объектінің орбитасына шыққан алғашқы ғарыш кемесі болды. Орбитаға енудің нақты уақыты расталмады, себебі ол Вестаның массасының таралуына байланысты болды, ол дәл белгісіз және сол кезде тек бағаланған.

Веста орбитасы

2011 жылдың 16 шілдесінде Вестаның гравитациясымен тартылып, оның орбитасына енгеннен кейін, Dawn күн энергиясын пайдалана отырып, ксенон иондық қозғалтқышын жұмыс іске қосып, төменгі, жақын орбитаға көшті. 2 тамызда ол спираль тәрізді жақындауын тоқтатты және 69 сағаттық зерттеу орбитасына енді. 27 қыркүйекте 12,3 сағаттық биік орбиталық карталауға көшті, ал 8 желтоқсанда 4,3 сағаттық төменгі орбиталық карталауға енді. 2012 жылдың мамырында Dawn тобы Вестаны зерттеудің алдын ала нәтижелерін жариялады, соның ішінде Вестаның металға толы өзегінің мөлшерінің бағалауларын ұсынды, оның көлденеңі шамамен болады деп есептеледі. Ғалымдар Вестаның Күн жүйесі қалыптасқан кезде тас планеталарды құраған ірі планетоидтардың соңғы қалдығы екенін айтты. 2012 жылдың қазан айында Веста бетіндегі аномалды қара дақтар мен жолақтардың пайда болуы туралы қосымша Dawn нәтижелері жарияланды, олар көне астероид соқтығыстарынан қалған болуы мүмкін. 2012 жылдың желтоқсанында Dawn Веста бетінде уақытша ағып өткен сұйық сумен эрозияланған шатқалдарды байқағаны туралы хабарланды. Dawn миссиясының Вестадағы ғылыми жаңалықтары туралы толық ақпарат Веста бетінде берілген. Dawn бастапқыда 2012 жылдың 26 тамызында Вестадан шығып, екі жарым жылдық саяхатын Церераға бастауға жоспарланған. Dawn деректеріне негізделген Вестаның геологиялық картасы. Ең көне және көп кратерлі аймақтар қоңыр түсті; Венения және Реасильвия соқтығыстарынан өзгерген аймақтар қызғылт (солтүстіктегі Сатурналия фоссалары) және ашық көк (экваторлық Дивалия фоссалары), ал жақында соқтығысқа ұшыраған немесе массасы азайған аймақтар тиісінше сары/қызғылт немесе жасыл.

Церера орбитасы

+ Орбиталарды карталау және ажырату – Dawn ұшқан Ceres суреттері Орбиталық фаза № Күндер Биіктік (км; миль) Орбиталық кезең Ажыратымдылығы (км/пиксель) Hubble-дан жақсарту RC3 1 23 сәуір – 9 мамыр 2015 15 күн 1.3 24× Сауалнама 2 6 – 30 маусым 2015 3.1 күн 0.41 73× HAMO 3 17 тамыз – 23 қазан 2015 19 сағат 0.14 (140 м) 217× LAMO/XMO1 4 16 желтоқсан 2015 – 2 қыркүйек 2016 5.5 сағат 0.035 (35 м) 850× XMO2 5 5 қазан – 4 қараша 2016 19 сағат 0.14 (140 м) 217× XMO3 6 5 желтоқсан 2016 – 22 ақпан 2017 ≈8 күн 0.9 (шамамен) 34× (шамамен) XMO4 7 22 сәуір – 22 маусым 2017 ≈29 күн XMO5 8 30 маусым 2017 – 16 сәуір 2018 30 күн XMO6 9 14 – 31 мамыр 2018 37 сағат XMO7 (СОҢҒЫ) 10 6 маусым 2018 – қазіргі уақыт 27.2 сағат

Dawn 2015 жылдың 6 наурызында, New Horizons Плутонға жеткенге төрт ай бұрын Ceres орбитасына енді. Осылайша Dawn алғашқы миссия болып, шағын планетаны жақыннан зерттеді. Dawn бастапқыда Ceres айналысындағы полярлық орбитаға кірді және орбитасын жетілдіруді жалғастырды. Осы кезеңде Ceres-тің толық топографиялық картасы алынды. 2015 жылдың 23 сәуірінен 9 мамырына дейін Dawn RC3 орбитасына (Rotation Characterization 3) кірді. RC3 орбитасы 15 күнге созылды, осы уақытта Dawn суреттер мен сенсорлық өлшемдерді алмастырып, содан кейін алынған деректерді Жерге қайтарды. 2015 жылдың 9 мамырында Dawn иондық қозғалтқыштарын іске қосып, бұрынғы орбитаға қарағанда үш есе жақын орналасқан Survey орбитасына бір ай бойы спиральмен түсіп кетті. Ғарыш кемесі жаңа орбитаға түсіп жатқанда Ceres суретін түсіру үшін екі рет тоқтады. 2015 жылдың 6 маусымында Dawn жаңа Survey орбитасына кірді. Зерттеу кезеңі 22 күн (7 орбита) жалғасты, ол Dawn камерасымен Ceres-тің жаһандық көрінісін алу және көрінетін және инфрақызыл карталау спектрометрімен (VIR) егжей-тегжейлі жаһандық карталарды жасау үшін жоспарланған. 2015 жылдың 30 маусымында Dawn бағдарламалық қамтамасыз етуде аномалия пайда болған кезде қиындыққа тап болды. Ол қауіпсіз режимге ауысып, инженерлерге сигнал жіберді, олар қателікті 2015 жылдың 2 шілдесінде түзетті. Инженерлер аномалияның себебін Dawn-ның иондық қозғалтқыштарының біріне байланысты механикалық гимбал жүйесімен байланысты деп анықтады. 2015 жылдың 14-16 шілдесінде инженерлер бөлек иондық қозғалтқышқа ауысып, сынақтарды жүргізгеннен кейін, миссияны жалғастыру мүмкіндігіне куәлік берді. 2015 жылдың 17 тамызында Dawn HAMO орбитасына (Жоғары биіктіктегі карталау орбитасы) кірді. 2015 жылдың тамызында екі айлық HAMO фазасы басталды. Бұл кезеңде Dawn VIR және кадрлық камера арқылы жер бетінің карталарын зерттеу кезеңіндегіден жоғары деңгейде түсіруді жалғастырды. Сонымен қатар, 3D-де бетті анықтау үшін стерео түсірілім жасады. 2015 жылдың 23 қазанында Dawn екі айлық спиральмен Ceres-ке қарай LAMO орбитасына (Төмен биіктіктегі карталау орбитасы) жету үшін спиральға түсті. 2015 жылдың желтоқсан айында осы төртінші орбитаға жеткеннен кейін, Dawn өзінің гамма-сәулелік және нейтрон детекторымен (GRaND) және жер бетіндегі құрамын анықтаған басқа да аспаптармен келесі үш айға арналған деректерді алуды жоспарлаған. Карталау мақсаттарын орындаған соң, Dawn 2 қыркүйекте басталатын бесінші ғылыми орбитаға көтерілді, басқа бұрыштан қосымша бақылаулар жасады. Dawn 2016 жылдың 4 қарашасында алтыншы ғылыми орбитаға дейін биіктігін көтеруге кірісті, оған 2016 жылдың желтоқсанына дейін жету мақсатымен. Жоғары биіктікке қайта оралу осы биіктікте екінші дерек жиынтығын алуға мүмкіндік берді, бұл бірінші топтамаға қосылғанда жалпы ғылыми сапаны жақсартады. Алайда, бұл жолы ғарыш кемесі спиральмен емес, Ceres-пен бірдей бағытта айналып жүрді, бұл қозғалтқыш майды тұтынуды азайтты.

Dawn entered Ceres orbit on March 6, 2015, four months prior to the arrival of New Horizons at Pluto. Dawn thus became the first mission to study a dwarf planet at close range. Dawn initially entered a polar orbit around Ceres, and continued to refine its orbit. It obtained its first full topographic map of Ceres during this period. From April 23 to May 9, 2015, Dawn entered an RC3 orbit (Rotation Characterization 3) at an altitude of The RC3 orbit lasted 15 days, during which Dawn alternated taking pictures and sensor measurements and then relayed the resulting data back to Earth. On May 9, 2015, Dawn powered its ion engines and began a month long spiral descent down to its second mapping point, a Survey orbit, three times closer to Ceres than the previous orbit. The spacecraft stopped twice to take images of Ceres during its spiral descent into the new orbit. On June 6, 2015, Dawn entered the new Survey orbit at an altitude of In the new Survey orbit, Dawn circled Ceres every three Earth days. The Survey phase lasted 22 days (7 orbits), and was designed to obtain a global view of Ceres with Dawn framing camera, and generate detailed global maps with the visible and infrared mapping spectrometer (VIR). On June 30, 2015, Dawn experienced a software glitch when an anomaly in its orientation system occurred. It responded by going into safe mode and sending a signal to engineers, who fixed the error on July 2, 2015. Engineers determined the cause of the anomaly to be related to the mechanical gimbal system associated with one of Dawn's ion engines. After switching to a separate ion engine and conducting tests from July 14 through July 16, 2015, engineers certified the ability to continue the mission. On August 17, 2015, Dawn entered the HAMO orbit (High Altitude Mapping Orbit). Dawn descended to an altitude of , where in August 2015 it began the two month HAMO phase. During this phase, Dawn continued to acquire near global maps with the VIR and framing camera at higher resolution than in the Survey phase. It also imaged in stereo to resolve the surface in 3D. On October 23, 2015, Dawn began a two month spiral toward Ceres to achieve a LAMO orbit (Low Altitude Mapping Orbit) at a distance of Since reaching this fourth orbit in December 2015, Dawn was scheduled to acquire data for the next three months with its gamma ray and neutron detector (GRaND) and other instruments that identified the composition at the surface. Having surpassed its mapping objectives, Dawn climbed to its fifth science orbit of beginning on September 2, 2016, to complete additional observations from a different angle. Dawn began raising its altitude to its sixth science orbit of on November 4, 2016, with a goal of reaching it by December 2016. The return to a higher altitude allowed for a second set of data at this altitude, which improves the overall science quality when added to the first batch. However, this time the spacecraft was placed where it was not spiraling and was orbiting in the same direction as Ceres, which reduced propellant consumption.

Миссияның қорытындысы

Ceres миссиясы аяқталғаннан кейін 2 Pallas астероидінен ұшып өту ұсынылды, бірақ ресми түрде қарастырылмады; Pallas орбитасының Ceres-ке қатысты жоғары бұрышы Dawn-ға оны орбитаға енгізуге мүмкіндік бермес еді. 2016 жылдың сәуірінде Dawn жобалық тобы NASA-ға ұзартылған миссия бойынша ұсыныс енгізді, онда ғарыш кемесі Ceres орбитасынан шығып, 2019 жылдың мамырында 145 Adeona астероидінің жанынан ұшып өтуі керек еді, үшінші астероидты зерттеуден алынған ғылыми нәтижелер Ceres-те қалудан артық болуы мүмкін деген аргумент келтірді. Миссияны бір жылға ұзарту мақұлданды, бірақ сараптама тобы Dawn-ды Ceres маңында қалдыруды бұйырды, өйткені карлик планетаның ұзақ мерзімді бақылаулары, әсіресе перигелийге жақындағанда, жақсы ғылыми нәтижелер беруі мүмкін еді. Ғарыш кемесі 2018 жылдың 31 қазанында гидразин отыны таусылғанша Ceres төңірегінде бақыланбайтын, бірақ салыстырмалы түрде тұрақты орбитаға орналастырылды.