Элементы Элементы большой науки

Поставить закладку

Напишите нам

Карта сайта

Содержание
Энциклопедия
Новости науки
LHC
Библиотека
Видеотека
Книжный клуб
Задачи
Детские вопросы
Плакаты
Научный календарь
Фестиваль
Научные блоги
Наука и право
ЖОБ
Поиск в Рунете

Поиск

Подпишитесь на новости науки


 
(на Subscribe.ru)



Библиотека

 
М. Каку
«Физика будущего». Глава из книги


О. Джадсон
«Каждой твари — по паре». Глава из книги


З. Гельман
Квазикристаллы и квазиобразование


С. Комаров
Кристалл сомнения


О. Макаров
Они проникают в мозг: опыты на людях


А. Левин
Вселенная своими руками: теория инфлатонов


Н. Резник
Иммунология в ожидании прорыва


Е. Клещенко
Новые тайны древнего иммунитета


Д. Васильев
Наука в зоопарке


А. Андреев
Журналу «Природа» — 100 лет







Главная / Новости науки версия для печати

Взять грунт с астероида скорее всего не удалось


Дзюнъитиро Кавагути, руководитель проекта «Хаябуса» (фото: JAXA)
Дзюнъитиро Кавагути, руководитель проекта «Хаябуса» (фото: JAXA)

Японское космическое агентство JAXA сообщило, что аппарату «Хаябуса» (Hayabusa) с высокой вероятностью не удалось взять грунт с поверхности астероида Итокава (Itokawa). Это противоречит первоначальным утверждениям о том, что операция по взятию грунта прошла успешно. В настоящее время состояние зонда вызывает большие сомнения и неизвестно, сможет ли он вернуться на Землю.

Вчера в JAXA состоялась большая пресс-конференция, в ходе которой руководитель проекта «Хаябуса» Дзюнъитиро Кавагути (Jun'ichiro Kawaguchi) подробно ответил на вопросы о состоянии аппарата. Официально полный текст конференции был опубликован только на японском языке. Однако независимые наблюдатели оперативно подготовили и выложили в интернет его перевод на английский язык.

Пресс-конференция началась с короткого брифинга, на котором Кавагути проинформировал о проблемах с аппаратом и способах их решения, а затем журналисты стали буквально рвать на части руководителя миссии — в общей сложности ему было задано свыше 30 вопросов, из которых многие носили весьма специальный характер. В целом ситуация с зондом выглядит на сегодня следующим образом.

Проблемы

Вскоре после спуска к поверхности астероида за образцами грунта, который состоялся 26 ноября, у аппарата нарушилась ориентация и пропала связь с Землей. Только 30 ноября удалось добиться обмена информацией с аппаратом, причем для этого использовался так называемый однобитовый режим, в котором информация передается самим фактом включения или выключения несущей радиоволны. 1 декабря удалось установить связь через антенну низкого усиления (low-gain) со скоростью 8 бит/с.

Внешний вид зонда «Хаябуса». Во время сеансов связи узконаправленная параболическая антенна должна быть направлена к Земле. Солнечные батареи должны быть практически постоянно обращены к Солнцу (рисунок: JAXA)
Внешний вид зонда «Хаябуса». Во время сеансов связи узконаправленная параболическая антенна должна быть направлена к Земле. Солнечные батареи должны быть практически постоянно обращены к Солнцу (рисунок: JAXA)

Тут надо пояснить, что с межпланетными космическими аппаратами связь может поддерживаться в двух режимах: при помощи узконаправленной параболической антенны, которая обеспечивает высокую скорость передачи данных, и с помощью антенны низкого усиления, которая имеет широкую диаграмму направленности или вовсе является всенаправленной. Чем уже диаграмма направленности, тем сильнее принимаемый радиосигнал и тем быстрее можно передавать данные. Однако для использования узконаправленной антенны ее необходимо точно сориентировать на Землю. В тех случаях, когда это невозможно, а также при нарушении ориентации аппарата приходится использовать антенну низкого усиления, но скорость передачи данных при этом снижается в тысячи раз. Этого хватает только для того, чтобы снять с аппарата важнейшую телеметрическую информацию и передать критически важные команды, например для восстановления правильной ориентации. На некоторых аппаратах также имеется еще и промежуточный вариант — антенна среднего усиления (medium-gain).

Только когда связь через антенну низкого усиления была установлена, операторы смогли в первом приближении разобраться, что же произошло на борту аппарата. Утечка гидразина из двигателей ориентации, которая возникала вскоре после подъема с астероида, привела к двум неприятным последствиям: во-первых, нарушилась ориентация аппарата, а во-вторых, испарение топлива резко понизило его температуру. Потеря ориентации вызвала падение мощности солнечных батарей. Как следствие вскоре разрядилась аккумуляторная батарея, запаса которой хватает всего на 40 минут автономной работы. Резкое снижение температуры нарушило работу ряда важных устройств, в частности оказались заблокированы клапаны, которые управляют подачей топлива к части двигателей ориентации.

Решения

2 декабря операторы предприняли неудачную попытку восстановить ориентацию аппарата при помощи химических двигателей. Телеметрия, полученная 3 декабря, показала, что отклонение основной антенны от направления на Землю, а солнечных панелей от направления на Солнце продолжает расти и составляет от 20 до 30 градусов. Тогда по предложению группы, управляющей межпланетными ионными двигателями, было решено использовать нештатный метод восстановления ориентации: приоткрывать специальные клапаны, предназначенные для электрической нейтрализации выхлопа ионных двигателей, и через них выпускать в космос ксенон — рабочее тело двигателей. Слабая отдача газовой струи может служить экстренным средством восстановления ориентации аппарата.

В тот же день были написаны программы для этой операции и уже 4 декабря маневр был успешно выполнен. Это позволило уменьшить отклонение антенны от направления на Землю до 10-20 градусов и перейти в режим среднего усиления сигнала. Скорость передачи данных возросла до 256 бит/с. Однако вращение аппарата со скоростью один оборот в 6 минут вызывало регулярные перерывы в связи.

На 6 декабря главной задачей операторов по-прежнему оставалось налаживание управления ориентацией аппарата. В частности, для этого нужно было снять вращательный момент с единственного работающего гиродина (силового гироскопа), который в настоящее время совершает 1000 оборотов в минуту. Параллельно с борта аппарата медленно сгружалась информация, полученная во время последнего спуска к поверхности астероида.

Копия устройства, из которого должен был производиться выстрел по астероиду, и танталовая пуля к нему массой 5 грамм (фото: JAXA)
Копия устройства, из которого должен был производиться выстрел по астероиду, и танталовая пуля к нему массой 5 грамм (фото: JAXA)

И вот тут-то команду «Хаябусы» и всех, кто следит за его полетом, ждало самое большое разочарование. Оказалось, что в самый ответственный момент спуска, перед касанием поверхности, устройству, которое должно было выстрелить в астероид, была отдана команда перейти в «безопасный режим», в котором выстрел невозможен. Была ли выполнена эта команда, пока не ясно — есть данные о том, что ствол устройства заметно разогрелся, что может быть следствием выстрела. Окончательно определить, был ли произведен выстрел, можно будет лишь после получения полных записей о работе всех устройств 26 ноября. Но из-за недостатка электропитания на борту зонда команда сейчас экономит энергию и не хочет пока включать записывающее устройство, где сохранены полные протоколы посадки.

Ранее сообщалось о том, что вся процедура взятия грунта прошла успешно, однако при этом делалась оговорка, что полная телеметрия еще не получена. Теперь Кавагути оценивает вероятность того, что выстрел был произведен, лишь в 20%. В этом случае образцы грунта собраны не были, но, возможно, некоторое количество пыли могло попасть в контейнер для образцов во время предыдущей посадки, когда аппарат упал на поверхность астероида и пролежал на ней более получаса.

Перспективы

На сегодня критический вопрос — успеет ли «Хаябуса» подготовиться к обратному пути. Каждый день задержки ухудшает условия вхождения капсулы в атмосферу Земли в июне 2007 года. Чтобы условия спуска капсулы оставались приемлемыми, стартовать надо не позднее середины декабря. Если химические двигатели ориентации не получится привести в рабочее состояние, то придется по-прежнему задействовать для ориентации нейтрализаторы ионных двигателей. По утверждению Кавагути, запасов ксенона для этого должно хватить, но сами двигатели во время ориентирования аппарата придется отключать, и они не отработают все положенное время. Это дополнительно осложняет программу полета и заставляет торопиться с отправкой.

70-метровая антенна дальней космической связи NASA способна поддерживать связь с аппаратами на расстоянии более 16 миллиардов километров от Земли (фото: NASA)
70-метровая антенна дальней космической связи NASA способна поддерживать связь с аппаратами на расстоянии более 16 миллиардов километров от Земли (фото: NASA)

Но для подготовки к отлету мало восстановить управление ориентацией аппарата, нужно еще перекачать на Землю всю собранную информацию — во время межпланетного перелета ее будет не получить. Для всех этих процедур требуется хорошая быстрая связь с аппаратом. Будучи зажаты по времени, японцы обратились за помощью к коллегам из NASA с просьбой предоставить время на крупнейшей 70-метровой антенне дальней космической связи. Эта антенна вдвое больше используемых в японской космической программе и обеспечивает значительно большую скорость передачи данных. Несмотря на то, что данная антенна активно используется в программах «Кассини» и «Вояджер», NASA изыскало возможность и в течение нескольких дней выделяло для операции по спасению «Хаябусы» по два часа времени на 70-метровой антенне.

Сейчас отлет планируется на 14-15 декабря. Но если возникнут осложнения и вовремя стартовать не получится, остается еще возможность подождать 3-3,5 года, пока откроется новое окно для возврата зонда на Землю. Правда, нет никакой уверенности, что за это время на аппарате не выйдет из строя еще какое-нибудь важное оборудование.

Александр Сергеев

Последние новости: Космические исследования, Александр Сергеев

17 ноября
Марсианские глины сформировались в подповерхностных слоях планеты
30 июня
Миссия «Улисса» завершена, но странствия продолжаются
24 мая
Энцелад жует лед
8 января
Представлены доказательства существования озер на Титане
8 сентября
SMART-1 спрятал концы в лунную пыль
30 августа
Тайну образования Луны, недораскрытую SMART-1, разгадает Chandrayaan
4 августа
Лунные зонды разобьются во имя науки
3 августа
Марсианские пылевые бури несовместимы с жизнью на планете
2 августа
Отправляясь на Титан, не забудьте зонтик
27 июля
Существование жидких озер на Титане подтверждено


Астрономические наблюдения недели

Новости науки почтой (рассылка на Subscribe.ru):

 

Новости науки по темам: антропология, археология, астрономическая научная картинка дня, астрономия, биология, биотехнологии, генетика, геология, затмения, информационные технологии, космос, лингвистика, математика, медицина, нанотехнологии, наука в России, наука и общество, Нобелевские премии, палеонтология, психология, технологии, физика, химия, эволюция, экология, энергетика, этология

Новости науки по авторам: Дарья Баранова, Вера Башмакова, Александр Бердичевский, Максим Борисов, Варвара Веденина, Александр Венедюхин, Михаил Волович, Алексей Гиляров, Николай Горностаев, Юрий Ерин, Анастасия Еськова, Дмитрий Замолодчиков, Игорь Иванов, Мария Кирсанова, Дмитрий Кирюхин, Александр Козловский, Алексей Левин, Андрей Логинов, Лейла Мамирова, Александр Марков, Мария Медникова, Вадим Мокиевский, Максим Нагорных, Елена Наймарк, Петр Петров, Александр Пиперски, Константин Попадьин, Сергей Попов, Роман Ракитов, Татьяна Романовская, Александр Самардак, Александр Сергеев, Андрей Сидоренко, Даниил Смирнов, Любовь Стрельникова, Алексей Тимошенко, Мария Шнырёва

Новости науки по месяцам: 2012 II, I  2011 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2010 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2009 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2008 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2007 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2006 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2005 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I 


Научные новости у наших партнеров: «Биомолекула», «В мире науки», «Вокруг света», Газета.ру, Грани.ру, Лента.ру, «Наука и жизнь», «Популярная механика», Gzt.ru

 


при поддержке фонда Дмитрия Зимина - Династия