Эрос астероидіне американдық ғарыш зондының саяхаты
NEAR Shoemaker
Америкалық ғарыш зонды 433 Эрос астероидін зерттеді. 1 жыл орбитада саяхаттап, өлшемдері, құрамы және Жерге жақындығын анықтады. Астероид туралы толық мәлімет!
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Америкалық ғарыш зонды астероидқа (1996–2001)
American space probe to asteroid (1996–2001)
Қорытынды
Миссияның басты мақсаты Жерге жақын 433 Эрос астероидін орбитадан шамамен бір жыл бойы зерттеу болды. Эрос – шамамен 13 × 13 × 33 км көлеміндегі S типіндегі астероид, Жерге жақын орналасқан екінші ірі астероид. Бастапқыда орбита 200 км радиуста дөңгелек болды. Орбита радиусы кезең-кезеңмен 2000 жылдың 30 сәуірінде 50 × 50 км орбитаға дейін төмендетілді, ал 2000 жылдың 14 шілдесінде 35 × 35 км-ге дейін азайтылды. Орбита келесі айларда 200 × 200 км орбитаға дейін көтерілді, содан кейін баяу төмендеп, 2000 жылдың 13 желтоқсанында 35 × 35 км ретроградтық орбитаға өзгертілді. Миссия 2001 жылдың 12 ақпанында Эрос астероидінің "саяқ" аймағына қонумен аяқталды. Кейбір ғалымдар миссияның түпкі мақсаты Эрос астероидін Жер бетінде табылған метеориттермен байланыстыру болды деп санайды. Химиялық құрамы туралы жеткілікті мәліметтер болған жағдайда, Эрос пен басқа S типіндегі астероидтер арасындағы себеп-салдар байланысын орнатуға болады, ал осы метеориттер S типіндегі астероидтердің бөліктері деп есептеледі (мүмкін, Эрос өзі). Бұл байланыс орнатылғаннан кейін метеориттік материалды үлкен, күрделі және жаңарып отыратын құралдармен зерттеуге болады, ал нәтижелерді ғарыштағы денелерге қатысты экстраполяциялауға болады. NEAR бұл байланысты ғылымға қанағаттандырарлық дәлелдемеді не жоққа шығармады. 1999 жылдың желтоқсаны мен 2001 жылдың ақпаны аралығында NEAR ғаламшаралық желінің бір бөлігі ретінде гамма сәулелік жарқылдарды анықтау үшін гамма сәуле спектрометрін пайдаланды, сондай-ақ Матильданың өлшемдері мен массасын есептеуге мүмкіндік беретін гравитациялық деректерді жинады.
The mission's primary goal was to study the near Earth asteroid 433 Eros from orbit for approximately one year. Eros is an S type asteroid approximately 13 × 13 × 33 km in size, the second largest near Earth asteroid. Initially, the orbit was circular with a radius of 200 km. The orbit radius was brought down in stages to a 50 × 50 km orbit on April 30, 2000, and decreased to 35 × 35 km on July 14, 2000. The orbit was raised over succeeding months to a 200 × 200 km orbit and then slowly decreased and altered to a 35 × 35 km retrograde orbit on December 13, 2000. The mission ended with a touchdown in Eros's "saddle" region on February 12, 2001. Some scientists claim that the mission's ultimate goal was to link Eros, an asteroidal body, to meteorites recovered on Earth. With sufficient data on chemical composition, a causal link could be established between Eros and other S type asteroids, and those meteorites believed to be pieces of S type asteroids (perhaps Eros itself). Once this connection is established, meteorite material can be studied with large, complex, and evolving equipment, and the results can be extrapolated to bodies in space. NEAR did not prove or disprove this link to the satisfaction of scientists. Between December 1999 and February 2001, NEAR used its gamma ray spectrometer to detect gamma ray bursts as part of the InterPlanetary Network. as well as gravitational data allowing calculations of Mathilde's dimensions and mass.
Эросқа жол
1997 жылдың 3 шілдесінде NEAR ғарыш кеңістігіндегі алғашқы маңызды маневрді орындады – негізгі 450 Н қозғалтқышының екі кезеңді іске қосылуы. Бұл жылдамдықты 279 м/с-қа төмендетті және перигелийді 0,99 АЕ-ден 0,95 АЕ-ге дейін төмендетті. Жердің гравитациялық көмегімен ұшу 1998 жылдың 23 қаңтарында 7:23 UT уақытында орын алды. Ең жақын арақашықтық 540 км болды, бұл орбиталық еңісті 0,5 градустан 10,2 градусқа және афелий қашықтығын 2,17 АЕ-ден 1,77 АЕ-ге дейін өзгертті, бұл Эросқа жақын мәнге сәйкес келеді. Осы уақытта құралдар жұмыс істеді. Алғашқы миссия жоспары бойынша төрт іске қосылудан кейін 1999 жылдың 10 қаңтарында орбитаға ену іске қосылуы күтілген, бірақ алғашқы іске қосылудың тоқтатылуы және байланыс үзілуі оны мүмкінсіз етті. Жаңа жоспар бойынша NEAR 1998 жылдың 23 желтоқсанында 18:41:23 UT уақытында Эрос маңынан 965 м/с жылдамдықпен және Эрос массасының ортасынан 3827 км қашықтықта өтті. Камера Эрос суретін түсірді, жақын инфрақызыл спектрограф деректерді жинады, ал ұшу кезінде радиобайқау жүргізілді. 1999 жылдың 3 қаңтарында маневр жасалып, NEAR орбиталық жылдамдығы Эрос жылдамдығымен теңестірілді. Траекторияны нақтылап түзету үшін 20 қаңтарда гидразин қозғалтқышы іске қосылды. 12 тамызда екі минуттық қозғалтқыш іске қосылуы ғарыш кемесінің Эросқа қатысты жылдамдығын 300 км/сағ-қа дейін азайтты. Ұшудан кейін NEAR 200 км радиусты шеңберлік орбитаға көшті және орбитасын полярлықтан экваторлыққа ауыстырды. 2000 жылдың 13 желтоқсанына дейін орбита 35 км төменгі шеңберлік орбитаға ауыстырылды. 2001 жылдың 24 қаңтарынан бастап ғарыш кемесі бетке жақын (5-6 км) бірнеше жақындаулар жасады және 28 қаңтарда астероидтен 2-3 км қашықтықта өтті. Содан кейін ғарыш кемесі Эрос бетіне бақыланатын баяу түсуді бастады, 2001 жылдың 12 ақпанында шамамен 20:01 UTC (3:01 EST) уақытында Химерос атты ықшамдылығы бар жердің оңтүстігіне қонды. Операторлардың таңғалысына орай, қонғаннан кейін ғарыш кемесі зақымдалмаған және секундына 1,5-1,8 метр жылдамдықпен жұмыс істеді (осылайша астероидке жұмсақ қонған алғашқы ғарыш кемесі атанды). Deep Space Network желісінде антенна уақытын ұзартудан кейін ғарыш кемесінің гамма-сәуле спектрометрі Эрос құрамын орбитадағыдан он есе сезімтал болатын жер бетінен зерттеу үшін қайта бағдарламаланды. Сезімталдықтың артуы, ішінара, зондтан туындайтын шуға қарағанда Эростан алынған сигналдың күшеюімен байланысты болды. 2001 жылдың 28 ақпанында EST сағат 19:00-де NEAR Shoemaker-ден соңғы деректер алынды. 2002 жылдың 10 желтоқсанында ғарыш кемесімен байланыс орнатуға жасалған соңғы әрекет сәтсіз аяқталды. Бұл, мүмкін, зонд Эроста болған кездегі экстремалды -279 °F (-173 °C, 100 K) жағдайларға байланысты болды.
On July 3, 1997, NEAR executed the first major deep space maneuver, a two part burn of the main 450 N thruster. This decreased the velocity by 279 m/s and lowered perihelion from 0.99 AU to 0.95 AU. The Earth gravity assist swingby occurred on January 23, 1998, at 7:23 UT. The closest approach was 540 km, altering the orbital inclination from 0.5 to 10.2 degrees and the aphelion distance from 2.17 to 1.77 AU, nearly matching those of Eros. Instrumentation was active at this time. The original mission plan called for the four burns to be followed by an orbit insertion burn on January 10, 1999, but the abort of the first burn and loss of communication made this impossible. A new plan was put into effect in which NEAR flew by Eros on December 23, 1998, at 18:41:23 UT at a speed of 965 m/s and a distance of 3827 km from the center of mass of Eros. The camera took images of Eros, data were collected by the near IR spectrograph, and radio tracking was performed during the flyby. A rendezvous maneuver was performed on January 3, 1999, involving a thruster burn to match NEAR orbital speed to that of Eros. A hydrazine thruster burn took place on January 20 to fine tune the trajectory. On August 12, a two minute thruster burn slowed the spacecraft velocity relative to Eros to 300 km/h.]] Following the flyby, NEAR moved to a 200 km circular orbit and shifted the orbit from prograde near polar to a retrograde near equatorial orbit. By December 13, 2000, the orbit was shifted back to a circular 35 km low orbit. Starting on January 24, 2001, the spacecraft began a series of close passes (5 to 6 km) to the surface and, on January 28, passed 2 to 3 km from the asteroid. The spacecraft then made a slow controlled descent to the surface of Eros, ending with a touchdown just to the south of the saddle shaped feature Himeros on February 12, 2001, at approximately 20:01 UT (3:01 p. m. EST). To the surprise of the controllers, the spacecraft was undamaged and operational after the landing at an estimated speed of 1.5 to 1.8 meters per second (thus becoming the first spacecraft to soft land on an asteroid). After receiving an extension of antenna time on the Deep Space Network, the spacecraft's gamma ray spectrometer was reprogrammed to collect data on Eros's composition from a vantage point about from the surface where it was ten times more sensitive than when it was used in orbit. This increase in sensitivity was in part due to the increased ratio of the signal from Eros compared to the noise generated by the probe itself. At 7 p. m. EST on February 28, 2001, the last data signals were received from NEAR Shoemaker before it was shut down. A final attempt to communicate with the spacecraft on December 10, 2002, was unsuccessful. This was likely due to the extreme −279 °F (−173 °C, 100 K) conditions the probe experienced while on Eros.
Ғарыш кемесі
Ғарыш кемесінің пішіні сегізбұрышты призма тәрізді, қабырғасы шамамен 1,7 метр. Оған жел пернесі орналасқандай, төрт бекітілген галлий арсениді күн панелі, антеннаның қоректендіру бөлігіне орнатылған магнитометрмен бірге 1,5 метрлік X-диапазонды жоғары сезімталдық радиоантеннасы, ал бір жағында (алдыңғы палубасында) рентгендік сәулелерді бақылайтын құрал, екінші жағында (артқы палубасында) қалған құралдар орналасқан. Көптеген электрондық құрылғылар палубаның ішкі бетіне бекітілген. Жетектеу модулі ішкі кеңісте орналасқан. Аспаптарды кеңістікке орнатудың орнына, ғарыш кемесінің корпусына тікелей бекіту туралы шешім қабылданғандықтан, гамма сәулелері спектрометрін ғарыш кемесінен таралатын шудан қорғау қажет болды. Жетектеу үшін төрт 21 Н және жеті 3,5 Н гидразин қозғалтқыштары қолданылды, олардың жалпы дельта V потенциалы 1450 м/с құрады. Гидразин қозғалтқыштары мен төрт реакциялық дөңгелектердің көмегімен бағытталды. Жетектеу жүйесінде екі окистендіргіш және үш отын багында 209 кг гидразин және 109 кг NTO окистендіргіші тасымалданды. Электр қуатын қамтамасыз ету үшін төрт 1,8 x 1,2 метрлік галлий арсениді күн панелі қолданылды, олар 2,2 АЕ (329 000 000 км) қашықтықта, Күннен ең алыс нүктеде 400 ватт, ал 1 АЕ (150 000 000 км) қашықтықта 1800 ватт қуат өндіре алады. Қуат 9 ампер-сағаттық, 22 ұяшықты қайта зарядталатын супер никель-кадмий аккумуляторында сақталды. Қатты күйдегі жад құрылғылары 16 Мбит IBM Luna C DRAM чиптерінен құралған. Бір жад құрылғысының сыйымдылығы 1,1 гигабит, екіншісінікі – 0,67 гигабит.
The spacecraft has the shape of an octagonal prism, approximately 1.7 m on a side, with four fixed gallium arsenide solar panels in a windmill arrangement, a fixed 1.5 m X band high gain radio antenna with a magnetometer mounted on the antenna feed, and an X ray solar monitor on one end (the forward deck), with the other instruments fixed on the opposite end (the aft deck). Most electronics were mounted on the inside of the decks. The propulsion module was contained in the interior. The decision to mount instruments on the body of the spacecraft rather than using booms resulted in the gamma ray spectrometer needing to be shielded from noise generated by the craft. and four 21 N and seven 3.5 N hydrazine thrusters for propulsion, for a total delta V potential of 1450 m/s. Attitude control was achieved using the hydrazine thrusters and four reaction wheels. The propulsion system carried 209 kg of hydrazine and 109 kg of NTO oxidizer in two oxidizer and three fuel tanks. Power was provided by four 1.8 by 1.2 meter gallium arsenide solar panels, which could produce 400 watts at 2.2 AU (329,000,000 km), NEAR maximum distance from the Sun and 1800 watts at one AU (150,000,000 km). Power was stored in a nine ampere hour, 22 cell rechargeable super nickel cadmium battery. The solid state recorders are constructed from 16 Mbit IBM Luna C DRAMs. One recorder has 1.1 gigabits of storage, and the other has 0.67 gigabits.