Missão Hayabusa 2: asteróides revelam a história do sistema solar

A sonda forma uma cratera de impacto na superfície do asteróide. Ilustração do artista

Em 3 de dezembro de 2014, a sonda espacial Hayabusa-2 foi lançada com sucesso a partir do Tanegashima Cosmodrome. O alvo da sonda é o asteróide 1999 JU3. Foi inaugurado em 10 de maio de 1999 como parte do projeto LINEAR pelo Observatório Socorro. Não há nada de especial nesse asteróide, exceto que foi decidido enviar a sonda Hayabusa-2 para o pouso e amostragem da substância do objeto. O dispositivo é um desenvolvimento da Agência de Pesquisa Aeroespacial do Japão (JAXA).

O primeiro dispositivo Hayabusa foi visitado pelo asteróide Itokawa em 2005. O novo objeto de estudo é duas vezes maior que Itokawa, seu diâmetro é de 0,92 km. Ele é bastante comum, pertence ao grupo Apollo. A órbita do asteróide é estendida, devido à qual, girando em torno do sol, atravessa as órbitas da Terra e de Marte. Então, "Hayabusa-2" na semana passada finalmente alcançou o objetivo final de sua jornada.

Durante o próximo ano e meio, a sonda estudará o asteróide de lado, da órbita e na superfície - um módulo de descida será usado para isso (não apenas um, mas vários). O módulo não apenas precisará coletar amostras da substância do asteróide, mas também devolvê-lo à estação. E que, por sua vez, em cinco anos "levará" carga valiosa para a Terra, para estudo em laboratórios. As amostras estarão em uma cápsula selada.


A sonda Hayabusa-2 é enviada ao espaço usando um veículo de lançamento

Por que estudar asteróides?

O fato é que muitos deles têm a mesma idade que o próprio sistema solar e, se os planetas e os planetoides evoluem, mudam, os asteróides na maioria dos casos permanecem os mesmos que eram no início da existência. Assim, se você entender o que um asteróide consiste, poderá ter uma idéia de que o sistema solar, seus planetas e luas planetárias foram formados. Talvez tudo isso ajude a descobrir como surgiu a vida, embora essa seja uma pergunta mais complicada.

Além disso, os cientistas esperam obter uma resposta para a pergunta de como o tipo de estrela e as características de seu "trabalho" afetam o processo de formação do planeta. Os astrônomos já possuem muitos dados sobre a composição dos asteróides, que foram obtidos observando, compilando vários tipos de modelos e combinando os dados obtidos em um único conjunto - dados científicos.



A propósito, a missão do "Hayabusa-2" não é de todo única em termos da entrega da substância do asteróide à Terra. O antecessor, a primeira sonda Hayabusa, coletou e enviou com sucesso amostras de solo do asteróide Itokawa para a Terra. Foi uma missão muito difícil, acompanhada de problemas técnicos, mas, no entanto, chegou à linha de chegada no final. No processo, na própria estação, motores, elementos estruturais individuais falharam, a sonda foi danificada, o solo do asteróide quase não foi montado. Mas no geral, tudo correu bem. Com base nos dados obtidos, engenheiros e cientistas tiveram a oportunidade de criar uma sonda mais avançada, que agora está estudando o asteróide.

Quanto à JU3 de 1999 , há duas razões pelas quais a sonda foi enviada para esse asteróide em particular. A primeira é uma órbita alongada, que já foi mencionada acima. O segundo é a idade do objeto. Asteróides deste tipo são muito antigos, mais antigos que qualquer outro. Pertence à classe C, cujos representantes se destacam entre os “parentes” com alto teor de carbono e rochas hidratadas. Talvez seja este asteróide que ajudará a responder à pergunta sobre o que era o sistema proto-solar - o que deu origem ao Sol e aos planetas. Graças à órbita do asteróide, a sonda pode voar até ele sem muita dificuldade e depois retornar à Terra.



De tempos em tempos, amostras de rochas que compõem asteróides de classe C. chegam ao nosso planeta.Estamos falando de condritos carbonáceos, que os cientistas estudam há muitas décadas. Mas meteoritos relacionados a condritos carbonáceos voam através da espessura da atmosfera da Terra. Isso significa que eles esquentam muito, o que leva a uma mudança na composição. O asteróide, como mencionado acima, não muda com o tempo, é uma amostra congelada da substância da qual nosso sistema foi formado.

Detalhes da viagem para Hayabusa-2

Para encontrar o asteróide, a sonda teve que voar mais de 3,2 bilhões de quilômetros. Ao mesmo tempo, no estágio final, o objeto para o qual a sonda buscava estava localizado a uma distância de 280 milhões de quilômetros da Terra. E não, isso não é um erro de digitação, é realmente uma questão de milhões de quilômetros, não bilhões.

O caminho de viagem acabou sendo tão incomum, de modo que o dispositivo teve a oportunidade de realizar uma manobra gravitacional, ganhar velocidade com a ajuda de motores e alcançar o asteróide. 1999 A JU3 corre no espaço com grande velocidade e, para entrar em sua órbita, a sonda precisa alcançar o objeto e coordenar sua velocidade com a velocidade do asteróide. Isso é difícil, mas os astrônomos da Terra realizam facilmente os cálculos necessários para viajar. Os motores da sonda são iônicos; eles foram desligados apenas no mês passado, depois que o Hayabusa-2 atingiu o asteróide a vários milhares de quilômetros de distância.



Em seguida, foi necessário examinar a vizinhança do asteróide quanto à presença de “vizinhos” menores que poderiam danificar a sonda em caso de colisão. Estamos falando da área de influência gravitacional do próprio asteróide, o diâmetro dessa esfera é de cerca de 100 km. Felizmente, nada desse tipo foi encontrado, então agora a sonda pode funcionar sem problemas.

O Hayabusa-2 agora entrou em uma órbita de 20 km e, a essa distância, continua a estudar o asteróide. A sonda funciona bem, não há problemas técnicos. Nesta expedição não haveria sentido sem comunicação. É - o dispositivo recebe sinais da Terra e envia informações de volta. O atraso é de aproximadamente 15 minutos.

Recursos de teste

Os engenheiros e cientistas que projetaram o Habyausu-2 equiparam-no com uma série de ferramentas científicas com as quais o asteróide é estudado:

• O ONC (Câmera de navegação óptica) é um sistema óptico que inclui uma câmera com teleobjetiva e duas câmeras com teleobjectivas curtas. Devido à sua versatilidade, o ONC permite tirar fotos de navegação, fotografar a superfície de um asteróide, orientar o dispositivo e direcioná-lo por um caminho exato;
• TIR (Câmera Infravermelha Térmica) - uma câmera térmica projetada para determinar a temperatura de um objeto em locais diferentes. Também pode ser usado para estudar a chamada inércia térmica de um asteróide. O mapa de calor ajudará a entender a estrutura do objeto e descobrir as características da superfície;
• Os módulos de descida são um MASCOT (Mobile Asteroid Surface Scout) e três MINERVA-II. Os módulos serão enviados para o asteróide nos momentos em que a sonda chegar ao objeto a uma distância mínima. As sondas são projetadas para analisar as características da superfície - mineral, distribuição de tamanho de partícula, propriedades químicas, etc;
• Penetrator SCI (Pequeno Carry-on Impactator), que dispara no asteróide com uma concha de cobre pesando 2,5 kg. Um tiro lançará um projétil na superfície a uma velocidade de 2 km / s. A sonda observará o local de entrada do projétil usando câmeras. Em seguida, usando outra ferramenta, eles coletam amostras de solo, que serão colocadas em uma cápsula hermética. A sonda, como mencionado acima, deve entregar esta cápsula na Terra;
• O NIRS3 (espectrômetro de infravermelho próximo) é um espectrômetro que procura gelo de água em um asteróide e ajuda a determinar a composição química da superfície.

Vale ressaltar que este ano o “Hayabusa-2” aproximará o asteróide a uma distância de apenas 1 km. No início de outubro deste ano, o módulo MASCOT e um dos três módulos menores do MINERVA-II serão pousados ​​no asteróide.



Infelizmente, no final deste ano, nenhuma notícia virá da sonda - ela estará na zona de onde as transmissões de rádio são bloqueadas pelo Sol (estará entre a sonda e a Terra). Assim, sem o controle da Terra, a sonda não será capaz de realizar ações ativas - apenas para observar o que está acontecendo. A comunicação com a sonda será estabelecida novamente em janeiro de 2019. Nesse sentido, o trabalho continuará ao mesmo tempo.

O que você já conseguiu descobrir?

Em princípio, quase todas as características de um asteróide determinadas usando uma sonda, bem como seu “comportamento”, coincidem com as calculadas. Então, seu diâmetro é de 900 metros, que os astrônomos determinaram da Terra. O período de revolução em torno de seu eixo é de 7,5 horas. Existem grandes crateras na superfície, com um diâmetro máximo de funil de 200 metros. Há rochas, algo como montanhas e até uma rocha solitária localizada bem em um dos pólos do asteróide. As "montanhas" e a rocha têm um albedo superior ao do material circundante; portanto, pode ser que sejam compostas por rochas com composição diferente do material da superfície.



Pode muito bem ser que anteriormente o asteróide fazia parte de um objeto muito maior - também um asteróide. Sua direção de rotação é oposta à direção de rotação dos planetas do sistema solar e do sol. É verdade que Urano e Vênus também giram na direção oposta. O asteróide 1999 JU3 pertence ao grupo da quase Terra. O período de revolução do corpo ao redor do Sol é de 474 dias, e a velocidade orbital média é de 27 quilômetros por segundo.

A cápsula com a substância será entregue à Terra em dezembro de 2020. Lentamente, mas não tanto para esperar. A propósito, o estudo de um asteróide não é a única tarefa importante que os criadores do Hayabusa-2 se propuseram. Outro objetivo é o desenvolvimento gradual de tecnologias e métodos de retorno de missões espaciais, principalmente interplanetárias. Além disso, os cientistas estão explorando gradualmente o potencial para o desenvolvimento de asteróides. Para entender como a mineração espacial pode ser promissora, você precisa saber o que os asteróides carregam. Como a composição mineral do asteróide é desigual, é possível que também tenha recursos úteis para os seres humanos.