Dawn (sondă spațială)

Zori

Zori în centura de asteroizi (impresia artistului)
ID NSSDC 2007-043A
Obiectivul misiunii Asteroidul Vesta ,
planeta pitică Ceres .Șablon: Sondă Infobox / întreținere / obiectiv
operator Administratia Natională a Aeronauticii si SpatiuluiNASA NASAȘablon: Sondă / întreținere / operator Infobox
Lansator Delta II 7925 HeavyȘablon: rachetă sondă / întreținere / purtător de informații
constructie
Masa la decolare 1108 kgȘablon: Casetă de informații sondă / întreținere / masă la decolare
Cursul misiunii
Data de început 27 septembrie 2007, 11:34 UTCȘablon: Casetă de informații sondă / întreținere / dată de începere
platforma de lansare Cape Canaveral , LC-17BȘablon: Infobox probe / maintenance / launch pad
Șablon: Sondă Infobox / întreținere / istoric
 
 27 septembrie 2007 începe
 
 17 februarie 2009 Marte leagăn la o distanță de 543 km
 
 16 iulie 2011 Sosire la Vesta
 
 5 septembrie 2012 Plecare din Vesta
 
 6 martie 2015 Sosire la Ceres
 
 Iulie 2015 Începerea misiunii secundare
 
 Noiembrie 2015 orbită joasă
 
 30 iunie 2016 Începutul misiunii de urmărire
 
 21 iunie 2018 ultima utilizare a propulsoarelor de ioni
 
 1 noiembrie 2018 Sfârșitul misiunii
Sigla misiunii
Dawn logo.pngȘablon: Infobox probe / maintenance / logo

Sonda spațială Zori ( engleză pentru zori ) a programului Discovery de la NASA a fost lansat pe 27 septembrie 2007. A orbitat și a explorat asteroidul Vesta și planeta pitică Ceres între 2011 și 2018 , pe a cărei orbită se află încă. Numele Dawn reprezintă obiectivul de a obține informații despre istoria timpurie a sistemului solar, fiind prima sondă care a vizitat obiectele centurii de asteroizi , care sunt considerate foarte originale . A fost prima misiune în care o sondă a intrat pe orbită pe două corpuri cerești diferite.

Misiunea a fost condusă de Jet Propulsion Laboratory (JPL), în timp ce conducerea științifică a proiectului a fost la Universitatea din California . NASA a stabilit costul total la 357,5 milioane de dolari. Dintre acestea, 281,7 milioane de dolari au fost destinate dezvoltării și construcției sondei și 75,8 milioane de dolari pentru operațiuni de zbor pentru misiunea primară până în iulie 2015.

planificare

Ca parte a programului Discovery, Dawn și Kepler au fost selectați din diferite proiecte posibile în 2001 . Ambele misiuni ar trebui să înceapă în 2006.

În noiembrie 2005, pregătirea misiunii a fost oprită de JPL. Cauza a fost depășirea costurilor la fabricarea sondei. La începutul anului 2006 ar trebui să se decidă dacă misiunea va continua cu o dată de începere ulterioară sau dacă va fi anulată complet. Întrucât fereastra de lansare a sondei a fost neobișnuit de lungă de peste un an, misiunea ar putea fi lansată până în octombrie 2007.

La 3 martie 2006, s-a anunțat că misiunea Dawn a fost anulată. Sonda spațială, care a fost în mare parte finalizată, urma să fie depozitată. Cu toate acestea, șeful NASA Michael Griffin a anunțat la scurt timp după aceea că anularea misiunii este în prezent în curs de examinare. Doar trei săptămâni mai târziu, pe 27 martie, NASA a anunțat că programul Dawn a fost reluat.

Istoria misiunii

Pregătiri și început

Sonda, construită de Orbital Sciences , a fost inițial lansată în iulie 2007 cu o rachetă Delta II . La 11 iunie 2007, o aripă a panoului solar a fost deteriorată de un instrument de cădere în timp ce se pregătea de lansare, dar a putut fi reparată fără a pune în pericol programul.

  • Deteriorarea unui panou solar de la Dawn

  • Aripa de celulă solară reparată

  • Începeți pe 27 septembrie 2007

  • Dawn se află la nivelul superior al ridicării grele Delta II

  • Vedeți de-a lungul unui panou solar pentru Dawn

Cu toate acestea, lansarea a fost amânată cu trei luni din alte motive și sonda, care fusese deja montată pe lansator, a fost scoasă și depusă. La 27 septembrie 2007, la ora 11:34 UTC , nava spațială Dawn, care fusese montată pe rachetă, a fost lansată cu succes de la rampa de lansare 17B a stației forțelor aeriene Cape Canaveral .

Zbor prin sistemul solar interior și trecere pe Marte

Traseu de zbor din zori

În primele 81 de zile de la decolare, controlul la sol a verificat Dawn și instrumentele. După o determinare precisă a orbitei interplanetare , sonda a început pe 17 decembrie 2007 să opereze unul dintre cele trei propulsoare de ioni NSTAR în modul continuu pentru a schimba traiectoria de zbor pe o traiectorie de tranziție către Marte. După ce aproximativ 85% din această elipsă de orbită a trecut prin exteriorul orbitei Pământului , Dawn a efectuat o manevră swing-by pe Marte pe 17 februarie 2009 pentru a atinge o viteză mai mare și o orbită mai departe de Soare pentru zborul către Vesta . Au existat și câteva înregistrări de pe Marte.

  • Flyby Mars, 17 februarie 2009

Asteroid Vesta

Din mai 2011 Dawn a lansat primele înregistrări ale Vesta . În acest moment, imaginile au fost folosite doar pentru a naviga în sondă și nu au fost încă optimizate în ceea ce privește claritatea și rezoluția.

Pe 16 iulie 2011 Dawn s-a îndreptat pe o orbită în jurul lui Vesta cu o rază de aproximativ 16.000 de kilometri. După aceea, raza orbitei a fost redusă treptat în continuare. La începutul lunii august, o orbită a fost atinsă la o altitudine de 2.700 de kilometri, în care puteau fi colectate primele imagini și date științifice. De la această înălțime, mai presus de toate, compoziția suprafeței a fost determinată cu ajutorul examinărilor spectroscopice . Înălțimea orbitei a fost apoi coborâtă la puțin sub 680 de kilometri deasupra suprafeței. Pe această orbită, suprafața lui Vesta a fost cartografiată și datele topografice au fost colectate folosind imagini stereo. Apoi altitudinea a fost redusă și mai mult până la 200 de kilometri. La această înălțime, compoziția suprafeței a fost analizată mai precis folosind spectrometrul cu raze gamma / neutron . Când sonda a început să se îndepărteze de Vesta în primăvara anului 2012, s-a oprit scurt pe o orbită de 2.700 de kilometri pentru a colecta date. Unghiul razelor soarelui se schimbase astfel încât oamenii de știință să poată observa detalii ascunse anterior și structuri de suprafață din diferite unghiuri.

Durata planificată inițial a misiunii Vesta a fost prelungită în aprilie 2012 de NASA de patruzeci de zile, inițial până pe 26 august 2012. Din cauza eșecului unei roți de reacție , plecarea de la Vesta a trebuit amânată până în septembrie. Dawn este echipat cu patru roți de reacție, dintre care cel puțin trei trebuie să funcționeze în mod normal. Dar după ce o primă roată de reacție a eșuat în iunie 2010, a fost instalat un nou software care a permis funcționarea doar cu două roți de reacție cu ajutorul motoarelor hidrazine, astfel încât eșecul acestei a doua roți nu ar putea pune în pericol cursul viitor al misiunii.

  • Se apropie de Vesta, 265.000 km, 14 iunie 2011

  • Vesta de la 100.000 de kilometri, 1 iulie 2011

  • Vesta de la 41.000 de kilometri, 9 iulie 2011

  • prima imagine de pe orbită la o distanță de 16.000 de kilometri, 17 iulie 2011

  • Vesta în rotație

Ceres

Pe 5 septembrie 2012, Dawn a părăsit orbita Vesta pe o orbită de transfer către planeta pitică Ceres . Această orbită a fost creată prin împingere aproape continuă de la unitatea ionică și a condus la o distanță de aproximativ 10% față de soare.

La 6 martie 2015, sonda Dawn a intrat pe o orbită foarte înaltă în jurul planetei pitice Ceres, care a fost apoi treptat coborâtă pentru a îndeplini sarcini științifice. Misiunea principală a constat în prima cartografiere a suprafeței de pe o orbită înaltă Ceres și s-a încheiat în iulie 2015. NASA a aprobat finanțarea misiunii de urmărire la începutul lunii iulie 2016. O vizită la asteroidul (145) Adeona a fost discutată inițial ca o posibilă misiune de urmărire , dar cu roțile de reacție defecte nu era sigur dacă Dawn va ajunge acolo într-o stare utilizabilă. În schimb, observarea lui Ceres a continuat.

Din iulie până în decembrie 2015, Dawn s-a apropiat de suprafață în mai multe trepte în spirală de până la 380 km; aceasta a permis o a doua mapare cu o rezoluție de 40 de metri pe pixel. Această misiune secundară, care a servit și pentru înregistrarea detaliată a chimiei solului, s-a încheiat la sfârșitul lunii iunie 2016. Din 2 septembrie 2016, orbita a fost din nou mărită la 1.460 km pentru a reduce consumul de hidrazină . Sonda era acum aproximativ la aceeași înălțime ca atunci când a fost cartografiată pentru prima dată, dar observația a fost făcută acum dintr-o perspectivă diferită. Din noiembrie până în decembrie, orbita a fost mărită în continuare la 7.200 km pentru a repeta măsurătorile anterioare și astfel a obține date mai precise. Spectrometrele cu raze gamma și neutroni, care au examinat anterior suprafața, au examinat acum radiația cosmică pentru a putea include radiația de fond în calcule și pentru a calibra datele.

În februarie 2017 Dawn se afla pe o orbită extrem de eliptică la o altitudine cuprinsă între 7.520 km și 9.350 km și s-a schimbat de la 23 februarie la o altitudine de 20.000 km și o altă orbită, acest lucru a permis și noi perspective. În primăvară, soarele se afla direct în spatele sondei în opoziție, astfel încât Ceres avea cea mai mare radiație și se spera că aceasta va oferi informații suplimentare despre natura planetei pitice.

Pe 24 aprilie 2017, a treia roată de reacție a eșuat. Ultima roată de reacție rămasă a fost apoi dezactivată și sonda a folosit doar hidrazină pentru controlul poziției. Software-ul modificat pentru controlul atitudinii în „mod hibrid” fusese deja instalat în aprilie 2011, care poate controla sonda cu două roți de reacție împreună cu duzele de hidrazină. Traseele de zbor și planurile de observare au fost modificate astfel încât duzele de control să funcționeze minim, ceea ce a mărit gama rezervelor de hidrazină. Software-ul a fost, de asemenea, pregătit pentru eșecul ultimelor roți de reacție, astfel încât nu au fost necesare modificări ale planului de observare sau modificări ale software-ului.

La începutul lunii iunie 2018 a fost coborât pe o orbită eliptică cu o înălțime de numai 50 km pentru a permite o observare și mai precisă a suprafeței Ceres. Propulsoarele ionice au funcționat pentru ultima dată pe 21 iunie 2018 și apoi au fost dezactivate pentru totdeauna. Orbita mică a provocat un consum ridicat de hidrazină și, prin urmare, a fost mutată în faza finală.

  • Ceres (animație) pe 4 februarie 2015

  • Ceres, înregistrat pe 19 februarie 2015

  • Ceres (animație) pe 19 februarie 2015

  • Crater ocupator cu zonele luminoase Cerealia Facula în mijloc și Vinalia Faculae pe partea dreaptă

  • Flyover animat

Sfârșitul misiunii

Una dintre ultimele poze

La 1 noiembrie 2018, misiunea a fost declarată încheiată după ce o încercare finală de contact a eșuat. Sursele de hidrazină au fost epuizate, provocând defectarea controlului poziției și prăbușirea sursei de alimentare. Zorile vor rămâne pe orbita în jurul Ceres timp de decenii.

tehnologie

Corpul principal al navei spațiale Dawn este un autobuz care are o înălțime de 1,36 m și, cu panouri solare complet desfăcute, are o anvergură de 19,7 m. Masa de lansare a fost de 1108 kg, din care 624 kg erau goale.

Sonda are trei propulsoare de ioni NSTAR cu un impuls specific de 3.000 s, al cărui predecesor a fost deja testat în misiunea Deep Space 1 . Motoarele foloseau xenon ca masă de susținere și erau utilizate pentru transferuri interplanetare ca motoare de croazieră utilizate. Sonda transporta 425 kg xenon (inițial erau planificate 450 kg). Cele trei motoare de 30 cm ar putea fi pivotate în două axe, deci ar putea fi utilizate și pentru controlul poziției. Doar unul dintre cele trei motoare ar putea funcționa odată. În timp ce motorul Deep Space a fost utilizat timp de 1.678 de zile, 2.100 de zile de funcționare au fost programate pentru această misiune. Propulsoarele ionice au intrat în funcțiune pentru prima dată pe 6 octombrie 2007 și au fost în stare bună până la final. Au funcționat în total 2.141 de zile, adică 5,87 ani și 53% din durata misiunii și au provocat o schimbare totală a vitezei de 41.360 km / h, ceea ce este mai mult decât orice altă navă spațială realizată cu propria sa putere. Conform calculului, atunci când propulsoarele ionice au fost oprite, 261 din cei 270 de litri de xenon au fost consumați. În schimb, motoarele convenționale alimentate cu hidrazină au fost folosite pentru a pivota în orbitele din jurul corpurilor cerești .

Deoarece acționarea ionică necesită multă energie electrică, sonda are panouri solare mari care furnizează 10 kW de putere aproape de pământ, la Ceres unul a calculat încă 1 kW. În designul original, au fost furnizate panouri solare cu patru segmente, dar pe parcursul dezvoltării au fost schimbate în panouri solare cu cinci segmente, cu 25% mai multă suprafață a celulei solare și astfel cu 25% mai multă putere.

Pentru comunicare, sonda are trei antene cu câștig mic și o antenă cu câștig mare cu un diametru de 152 cm. Antenele cu câștig redus permit comunicarea cu o rată de date scăzută, chiar dacă antena cu câștig ridicat nu este îndreptată spre pământ, dar numai una dintre cele trei poate fi în funcțiune la un moment dat. Sonda are două mici transpondere de spațiu profund , o componentă de trei kilograme care a fost utilizată și testată pentru prima dată cu Deep Space 1 . Acest transmițător compact și fiabil ar putea primi și transmite în banda X. Două tuburi de undă călătoare cu putere de transmisie de 100 W au fost utilizate cu antena cu câștig ridicat, doar unul dintre cele două putând fi în funcțiune odată. Rata de date a ajuns până la 124 kilobit / s.

  • Autobuzul lui Dawn cu inscripții

  • Anvergura aripilor Dawn cu palete de celule solare desfășurate

  • Rezervorul de xenon al Dawn

Instrumente

Instrumentele existente

Trei instrumente științifice sunt integrate în Dawn:

Cameră încadrată (FC)
Din motive de redundanță , Dawn are două camere identice care sunt utilizate în principal pentru cartografierea asteroizilor. Înregistrările multispectrale ale camerelor pot fi, de asemenea, utilizate pentru a studia compoziția geologică a suprafeței. Un alt domeniu de aplicare pentru camere este navigarea optică a sondei folosind câmpuri stelare. Fiecare cameră cântărește aproximativ cinci kilograme și necesită aproximativ 18 wați de putere. Camerele au fost construite de Institutul Max Planck pentru Cercetarea Sistemului Solar în cooperare cu Centrul German Aerospace (DLR) și Institutul pentru Tehnologia Datelor și Rețelele de Comunicare (IDA) de la Universitatea Tehnică din Braunschweig .
Spectrometru vizibil și IR (Spectrometru de cartografiere (MS), „VIR” intern)
VIR este un spectrometru care funcționează în lumină vizibilă și infraroșie. VIR se bazează pe instrumentul VIRTIS al misiunii Venus Express și a fost furnizat de agenția spațială italiană ASI .
Spectrometru Gamma Ray / Neutron (GR / NS, „GRAND” intern)
De raze gamma / neutron spectrometru mapează apariția elementelor principale , cum ar fi oxigenul , siliciu , fier , titan , magneziu , aluminiu , calciu și oligoelemente , cum ar fi uraniu , toriu , potasiu , hidrogen , gadoliniu și samariu . Spectrometrul Gamma Ray / Neutron poate detecta prezența hidrogenului pentru a determina nivelul de hidratare pe suprafața asteroidului. Instrumentul a fost furnizat de Departamentul de Energie al SUA Los Alamos National Laboratory .

Instrumente încrucișate

Alte două instrumente au fost eliminate din proiectul final al sondei:

Magnetometru (mag)
Magnetometru ar trebui să caute slabe campuri magnetice in apropiere de asteroizi. Instrumentul ar fi fost atașat la un braț de cinci metri. Mag a fost furnizat de Universitatea din California, Los Angeles , dar a fost eliminat din proiectul final al sondei din motive de greutate.
Altimetru laser (GLA)
Altimetrul cu laser urma să creeze hărți topografice ale asteroizilor și va fi furnizat de Centrul de zbor spațial Goddard al NASA . Numărul mare de înregistrări din direcții diferite poate fi evaluat stereoscopic pentru a obține informații despre înălțime din acestea.

diverse

Până la 4 noiembrie 2006, NASA a oferit părților interesate posibilitatea de a-și posta numele pe un site web, astfel încât să poată fi scris pe un microcip care zboară cu sonda spațială. Aproximativ 365.000 de nume au fost înregistrate în această campanie pe Internet „Trimiteți-vă numele Centurii de Asteroizi”.

O sondă spațială către asteroidul Vesta era deja planificată la mijlocul anilor 1980. Această cooperare ruso-franceză s-a numit VESTA și ar trebui să continue cooperarea de succes cu sondele VEGA . Începutul a fost planificat pentru 1991/92. Cu toate acestea, din cauza diferiților factori, această misiune a fost întreruptă la sfârșitul anilor 1980.

În martie 2016, echipa Dawn a NASA și JPL au primit Trofeul Collier către Asociația Națională Aeronautică .

Vezi si

Link-uri web

Commons : Dawn  - colecție de imagini, videoclipuri și fișiere audio

Dovezi individuale

  1. ↑ NASA (ed.): Dawn Launch, Mission to Vesta and Ceres. Trusa de presă . Septembrie 2007 ( nasa.gov [PDF]).
  2. ↑ Susan Reichley: 2001 Comunicate de presă - Misiunea JPL pentru asteroizi primește de la NASA. În: www.jpl.nasa.gov. Adus la 13 august 2016 .
  3. ↑ Space.com: Misiunea NASA Asteroid Dawn a spus să „stea jos” , 7 noiembrie 2005.
  4. ^ Spaceflightnow.com: Sonda construită pentru a vizita asteroizii uciși în mârâitul bugetului , 3 martie 2006.
  5. ↑ Planetary Society: O ușoară amânare pentru Dawn ( memento din 16 iunie 2008 în Arhiva Internet ), 8 martie 2006.
  6. ↑ NASA: NASA restabilește misiunea Dawn , 27 martie 2006.
  7. ↑ Spaceflight Now: Sonda asteroidului Dawn nu va fi lansată până pe 7 septembrie 2007.
  8. ↑ NASA: Dawn Spacecraft Lansat cu succes , 27 septembrie 2007 (engleză).
  9. ↑ Jurnalul Dawn: http://dawn.jpl.nasa.gov/mission/journal_12_17_07.asp .
  10. ↑ Dawn's NASA Captures First Image of Nearing Asteroid ( Memento din 21 iulie 2011 în Internet Archive ) dawn.jpl.nasa.gov, accesat pe 13 mai 2011.
  11. ↑ „DAWN” filmează prima imagine de pe Vesta derstandard.at.
  12. ↑ Nave spațiale NASA Dawn intră pe orbită în jurul Asteroidului Vesta www.jpl.nasa.gov, accesat la 17 iulie 2011.
  13. ↑ Dawn Nears Start of Year-Long Stay at Giant Asteroid. Adus pe 12 iulie 2018 .
  14. ↑ Mission News: Dawn primește timp suplimentar pentru a explora Vesta www.nasa.gov, accesat pe 19 aprilie 2012.
  15. ↑ a b Vehiculul spațial Dawn Dawn al NASA se lovește de călătoria la 2 asteroizi. Adus pe 27 august 2012 .
  16. ↑ Editor: DAWN: Sondă pe orbită în jurul planetei pitice Ceres. Comunicat de presă de la Centrul Aerospatial German. astronews.com, 6 martie 2015, accesat 7 martie 2015 .
  17. ↑ Blogul Laboratorului de propulsie cu jet NASA | Dragi Exdawnsions. Adus pe 4 noiembrie 2018 .
  18. ↑ Blogul Laboratorului de propulsie cu jet NASA | Misiunea îndeplinită, dar călătoria continuă ... Adus la 4 noiembrie 2018 .
  19. ↑ Zorile stabilesc cursul pentru orbita superioară. Laboratorul de propulsie cu jet, 31 august 2016, accesat la 21 martie 2017 .
  20. ^ New Ceres Views as Dawn Moves Higher. Laboratorul de propulsie cu jet, 18 noiembrie 2016, accesat la 21 martie 2017 .
  21. ^ Dawn descoperă dovezi pentru materialul organic pe Ceres. Laboratorul de propulsie cu jet, 16 februarie 2017, accesat pe 21 martie 2017 .
  22. ↑ Misiunea Dawn | Dawn Journal pe 25 aprilie 2017. Adus pe 21 mai 2017 .
  23. ↑ Misiunea Dawn | Dawn Journal 24 mai 2017. Adus pe 27 mai 2017 .
  24. ↑ JPL: Misiunea Dawn: Noua Orbită, Noi Oportunități. 31 mai 2018, accesat pe 5 iunie 2018 .
  25. ↑ JPL: Misiunea Dawn a NASA în centura de asteroizi se încheie. 1 noiembrie 2018, accesat 3 noiembrie 2018 .
  26. ↑ Tony Greicius: motoarele Dawn se aprind complet, știința continuă . În: NASA . 28 iunie 2018 ( nasa.gov [accesat la 7 iulie 2018]).
  27. ↑ Dawn at Vesta - Press Kit / July 2011. NASA, iulie 2011, p. 20 , accesat la 27 martie 2017 (engleză).
  28. ↑ Jim Taylor: Dawn Communications . Ed.: NASA. August 2009 ( nasa.gov [PDF]).
  29. ↑ NSSDC Master Catalog Display: Framing Camera (FC) .
  30. ↑ NSSDC Master Catalog Display: Mapping Spectrometer (MS) .
  31. ↑ Afișaj principal al catalogului NSSDC: spectrometru cu raze gamma / neutron (GR / NS) .
  32. ↑ NSSDC Master Catalog Display: magnetometru (Mag) .
  33. ↑ Space Files: Pre-Dawn: The French-Soviet mission VESTA ( Memento din 5 mai 2013 pe WebCite ), 5 noiembrie 2007.