MUSES-C "Hayabusa"
Inne nazwy	S27809
Zaangażowani	JAXA
Indeks COSPAR	2003-019
Rakieta nośna	M-V-5
Miejsce startu	Centrum Lotów Kosmicznych Uchinoura, Japonia
Cel misji	25143 Itokawa
Orbita (docelowa, początkowa)
Okrążane ciało niebieskie	Słońce
Czas trwania
Początek misji	9 maja 2003 (04:29:25 UTC)
Data lądowania	19 listopada 2005 (21:10 UTC)
Koniec misji	13 czerwca 2010
Powrót na Ziemię	13 czerwca 2010
Wymiary
Masa całkowita	510 (w tym 130 kg paliwa) k g

Hayabusa (はやぶさ – sokół wędrowny ) – sonda kosmiczna wystrzelona 9 maja 2003 r. przez japońską Agencję Badań Kosmicznych ( JAXA ) w celu zebrania próbek materii z asteroidy 25143 Itokawa . Jest to licząca 300  m szerokości na 700 m długości planetoida należąca do grupy Apollo . Próbki minerałów mają zostać dostarczone z powrotem do laboratoriów badawczych na Ziemi. Oficjalne oznaczenie Hayabusa to MUSES-C (ミューゼスＣ). Sonda weszła na orbitę heliocentryczną w pobliżu Itokawa w połowie września 2005 r., a czujniki pojazdu rozpoczęły skanowanie powierzchni tego miniaturowego ciała niebieskiego. Badania mają określić kształt, prędkość obrotową , topografię, kolor, skład, gęstość oraz historię geologiczną asteroidy. W listopadzie 2005 roku sonda wylądowała na powierzchni planetoidy w celu pobrania dwóch próbek. Kapsuła z próbkami dostarczona została na Ziemię 13 czerwca 2010.

Inne sondy kosmiczne takie jak Galileo , NEAR Shoemaker i Deep Impact zbliżyły się wcześniej do innych asteroid i komet. Jednak Hayabusa jako pierwsza ma szanse dostarczyć materię pochodzącą z asteroidy na Ziemię, co stanie się milowym krokiem w eksploracji tysięcy podobnych ciał niebieskich znajdujących się w Układzie Słonecznym .

Program misji

Sonda Hayabusa została wyniesiona w przestrzeń kosmiczna 8 maja 2003 r. o godzinie 04:29:25 czasu UTC przy pomocy rakiety M-5 z kosmodromu Uchinoura (wtedy znanego jeszcze jako kosmodrom Kagoshima ). Statek został wyposażony w prototypowe silniki jonowe . Ich niezwykła sprawność pozwoliła na ciągłe rozpędzanie sondy przez prawie dwa lata bez przerwy. W ten sposób w krótkim czasie sonda mogła zbliżyć się do celu krążąc po orbicie heliocentrycznej w pobliżu 25143 Itokawa.

Początkowo sonda badała asteroidę z odległości ok. 20  km . Następnie Hayabusa zbliżyła się do powierzchni i wykonała serię miękkich lądowań pobierając próbki z dwóch miejsc. Sterowanie odbywało się całkowicie autonomicznie w oparciu o system wizyjny. Zdalne kierowanie sondą z Ziemi było niemożliwe, ze względu na znaczące opóźnienie w komunikacji (kilkadziesiąt minut). Kiedy Hayabusa osiadła na powierzchni asteroidy wystrzeliła w jej kierunku miniaturowy pocisk, a zasobniki zebrały pył, który się uniósł. Próbki o masie ok. 1  grama zostały dostarczone we wnętrzu kapsuły lądownika.

Po kilku miesiącach badań sonda uruchomiła silniki jonowe, które pozwoliły jej na powrót na Ziemię, w czerwcu roku 2010. Kapsuła lądownika oderwała się od Hayabusa w odległości ok. 400  tys.  km. Podczas lądowania kapsuła została poddana przeciążeniu 25  g , a jej osłona termiczna nagrzała się do temperatury 30 razy większej niż w przypadku kapsuł Apollo . Na lądowisko wyznaczono obszar Woomera w Południowej Australii ( [1] ).

Znaczenie naukowe misji

Obecna wiedza dotycząca minerałów budujących asteroidy opiera się głównie na próbkach meteorytów. Określenie rozmiaru asteroidy, z której pochodzi meteoryt jest bardzo trudne. Próbki dostarczone przez Hayabusa pozwolą na połączenie danych pochodzących z kosmicznych skał spadających na Ziemię z właściwościami asteroid krążących w Układzie Słonecznym^[1].

Zmiany w planie misji

Kilkakrotnie plan misji został zmieniony jeszcze przed startem:

• Wstępnie planowano wystrzelenie w czerwcu 2002 r. w kierunku asteroidy 4660 Nereus (brano również pod uwagę planetoidę (10302) 1989 ML ). Awaria rakiety M-5 zmusiła badaczy do opóźnienia startu i asteroida wyszła poza zasięg sondy. Nowym celem lotu stała się asteroida 25143 Itokawa .
• Początkowo lądownik dla sondy Hayabusa miała zbudować NASA , ale projekt anulowano w listopadzie 2000 r.
• W roku 2003 potężna eksplozja na Słońcu wyrzuciła w przestrzeń potężny strumień wiatru słonecznego , który uszkodził baterie słoneczne sondy. Zmniejszona moc zasilania zmusiła obsługę do zmniejszenia ciągu silnika jonowego, który wymaga zasilania elektrycznego. W efekcie sonda będzie mogła w pobliżu asteroidy spędzić krótszy czas i wykona dwa lądowania zamiast planowanych trzech.

Chronologia misji

2002 i 2003

• Przełożenie startu z 24 listopada 2002 z powodów technicznych - wadliwego zaworu regulacji ciśnienie silnika
• 9 maja - wystrzelenie sondy
• 27 maja - włączenie pierwszego z czterech silników jonowych sondy
• 25 czerwca - rozpoczęcie jednoczesnej pracy przez 3 z 4 silników jonowych. Krótko potem silnika A został wyłączony z uwagi na niestabilną pracę

2004

• 12 maja, godz. 02:00 - wykonano korektę orbity (dV=0,132 m/s) związanej z przygotowaniem do manewru asysty grawitacyjnej
• 18 maja - sonda wykonała serię zdjęć Ziemi i Księżyca
• 19 maja, godz. 06:23 - sonda dokonała zbliżenia do Ziemi, na odległość 3725 km, wykonując manewr asysty grawitacyjnej
• 9 grudnia - sumaryczny czas pracy silników jonowych wyniósł 20000 godzin. Zużyto przy tym 20 kg substancji roboczej, a łączna zmiana prędkości wyniosła 1,3 km/s

2005

• czerwiec - JAXA poinformowała, że w wyniku erupcji słonecznej jesienią 2003 roku baterie słoneczne próbnika uległy uszkodzeniu powodującego degradację ich wydajności, skutkującej niedoborami energii elektrycznej. W związku z tym planowany na czerwiec 2005 roku przylot sondy do planetoidy został przesunięty na początek września 2005, a czas przeznaczony na wykonanie wszystkich operacji w jej pobliżu skrócony z 4 do 2 miesięcy. 7 lipca odległość do planetoidy wynosiła 143 100 km
• 31 lipca - awarii uległo jedno z trzech kół zamachowych sondy, pracujące w osi X
• 14 sierpnia 2005 - Hayabusa przesłała pierwsze zdjęcie asteroidy 25143 Itokawa ( [2] ), a potem w dniach 22 – 24 sierpnia wykonano kolejne zdjęcia ( [3] ).
• 28 sierpnia - wyłączono silniki jonowe. Manewry związane ze zbliżaniem do asteroidy wykonały silniczki na paliwo chemiczne. Statek znajdował się wtedy 4800 km od celu i zbliżała się do niego z prędkością 32 km/h. Do tej pory silniki jonowe przepracowały łącznie 25800 godzin i zmieniły prędkość sondy o 1,4 km/s, zużywając przy tym 22 kg ksenonu
• 2 września - odległość od planetoidy 1550 km
• 4 września - kamery sondy wykonały zdjęcie asteroidy, na którym widoczny jest jej wydłużony kształt ( [4] )
• 6 września - odległość od planetoidy 500 km
• 7 września, godz. 16:00 - sonda znajdowała się 220 km od planetoidy, a prędkość zbliżania wynosiła 7 km/h. Na zdjęciach wykonanych tego dnia udało się dostrzec pierwsze szczegóły powierzchni. Ustalono również dokładne rozmiary ciała (540 x 310 x 250 m)
• 11 września na kolejny fotografiach udało się już rozróżnić poszczególne wzgórza ( [5] )
• wrzesień do połowy października 2005: Hayabusa badała asteroidę 25143 Itokawa zdalnie. Badacze określili najlepsze miejsca do lądowania.
• 12 września sonda dotarła na odległość 20 km od 25143 Itokawa ( [6] ) i wykonała manewr hamowania (dV=0,07 m.s), zatrzymując się w odległości 20,25 km. Prędkość sondy względem Itokawy wynosiła 0,25 mm/s
• 15 września wykonano pierwsze zdjęcia w szerokim spektrum barw (na stronie badacze umieścili wersję w odcieniach szarości – [7] ). Odległość do planetoidy wynosiła 17 km
• 19-21 września - odległość do planetoidy zmalała do 15 km po czym zwiększono ją do 19,5 km
• 22 września - kontrolerzy lotu sondy zaproponowali nazwy trzech regionów powierzchni Itokawy: Woomera Desert, Uchinoura Bay, Muses Sea
• 26 września - dystans do planetoidy zmniejszono do 16 km
• 29 września Hayabusa dotarła na odległość 10 km od 25143 Itokawa
• 30 września - dystans między sondą a Itokawą zmniejszono do 6,8 km, ale jednocześnie odpalono silniki (dV=0,05 m/s) by oddalić sondę
• 3 października, godz. 08:08 - awarii uległo drugie koło zamachowe (oś Y). Manewrowanie odbywa się za pomocą jednego koła zamachowego (oś Z)
• 1 listopada - sonda w odległości 4,4 km od planetoidy Itokawa wykonała kolejną serię zdjęć, w tym dwóch możliwych miejsc lądowania i pobrania próbek
• 19 listopada 2005 : Sonda wylądowała na powierzchni planetoidy ale wyniku uszkodzenia powrót na Ziemię został wstrzymany.

2007

• 25 kwietnia - odpalono jeden z silników, Hayabusa rozpoczyna podróż na Ziemię.

Powrót na Ziemię

• 13 czerwca 2010 ok. 14:10 kapsuła z próbkami wyladowała na obszarze Woomera Prohibited Area w Australii Południowej .

Bibliografia

Linki zewnętrzne

( ang. ) * Strona JAXA dotycząca Hayabusa ( ang. ) * Strona NASA dotycząca misji ( ang. ) * Strona JAXA dotycząca misji ( ang. ) * JAXA Hayabusa Today (pozycja sondy na żywo) ( ang. ) * Artykuł w MSNBC, "Japońskie zdjęcia asteroidy" ( ang. ) * Ambitna misja budzi nadzieę na uzyskanie próbek z asteroidy Artykuł na by Spaceflight Now ( ang. ) * Dokument na temat anulowanego lądownika NASA (PDF) ( ang. ) * JAXA: Ostatnie doniesienia na temat Hayabusa

Przypisy