Astronautika: misije

Ako ste uživali u drami japanske sonde tokom prikupljanja uzoraka, pripremite se za još veći vatromet. Letilica će uskoro lansirati jednu kutiju napunjenu eksplozivom koja će detonirati u kosmosu, ispaliti bakarnu ploču u Rjugu i stvoriti krater širok oko 10 metara. To se očekuje 5. aprila u 02:36. Evo šta možemo da očekujemo.

r1
Ovako će 'Hajabusa 2' ispaliti Small Carry-on Impactor, SCI(levo), a onda se sakriti iza Rjuge (desno) kada dođe do eksplozije. Sistem kamera DCAM3 će sve snimati...

r2
Ovaj video prikazuje kontakt 'Hajabuse 2' sa asteroidom 21. februara 2019. Napravljen je od kadrova male kamere (CAM-H). Video počinje 59 sekundi pre krajnjeg spuštanja i ide brže nego u realnom vremenu. U stvarnosti, čitav manevar je trajao 5 minuta i 40 sekundi.

r3

ZAŠTO JAXA OVO RADI?

Cilj eksperimenta Small Carry-on Impactora– skraćeno SCI– jeste da naučimo nešto više o promenama na asteroidu tokom vremena. Preciznije, japanski naučnici se nadaju da će naučiti sledeće:

  • Koje će se veličine formirati krater na Rjugi kada udari impaktor poznate mase i brzine, poređenjem slika pre i posle nastanka kratera;
  • Koji je materijal ispod Rjugine površine i kako izgleda obzirom da nije bio izložen kosmičkom vremenu;
  • Da li se površina lako pokreće kada je pogodi impaktor;
  • Da li se stene lako razbijaju ako impaktor udari u stenu.

Ima mnogo nepoznanica u vezi sa SCI, što će eksperiment činiti jako interesantnim. Naučnici uopšte nisu sigurni koliki će krater stvarno nastati. U stanju su samo u određenoj meri ismeriti SCI; cilj će se nalaziti u granici greške od 200 metara. Širina kratera će zavisiti od vrste materijala u koji impaktor udari. Većina modela predviđa krater širine od oko 10 metara, mada neki tipovi površine mogu da dovedu do vrlo malog kratera (ako impaktor udari u posebno krto tlo) ili do još većeg kratera (ako udari u hrpu sitnih, grubih oblutaka). Procenjuje se da će krater imati dubinu otprilike desetinu prečnika, što je zapravo pravilo za sve 'šerpaste' kratere bilo gde u Sunčevom sistemu!

Odabrano mesto gađanja se nalazi u blizini Rjuginog ekvatora, otprilike na četvrtini puta oko asteroida ka istoku od mesta uzimanja uzoraka. To je na oko 300 metara od mesta gde je završio robot MASCOT (Mobile Asteroid Surface Scout), tako da nije nemoguće da SCI udari vrlo blizu sada mtrvog nemačko/francuskog lendera. Pošto će 'Hajabusin' tim možda odlučiti da uzme uzorke iz tog veštačkog kratera, odabrali su mesto koje je geološki slično prvom mestu na koje su sleteli, što će omogućiti poređenje materijala na površini i ispod nje. Mesto je takođe relativno bezbedno, što bi trebalo da pomogne budućem 'touchdownu'.

r4
MASCOT je imao dimenzije 29.5 cm × 27.5 cm × 19.5 cm i težinu 9,6 kg. Nosio je 4 instrumenta a baterija je radila 16 sati. Tokom sletanja je napravio 20 slika

r5
Površina asteroida snimljena tokom spuštanja rovera MASCOT 2. oktobra 2018.

r6
3D mesto sletanja MASCOT-a.

r7
r8
Mapa Rjugine površine sa označenim glavnim lokacijama. (Veća slika.)

Sledi slika Rjuge sa tačkom gađanja SCI malo levo od centra slike:

r9
Sa 240 metara u prečniku, Kolobok je jedan od najvećih kratera na asteroidu. Lociran je na ekvatoru na 1,5°S i 333,5°E. Nekoliko manjih kratera se nalazi na ili oko njegovog ruba. Dole desno, u senci, vidi se još jedan veliki krater, Cendrillon.

KAKO ĆE NAPRAVITI KRATER?

Umesto da baci bombu direktno na Rjuginu površinu i jako kontaminira područje plastičnim eksplozivom, plan je da se kontaminacija umanji pretvaranjem bombe u kosmički pištolj koji će ispaliti bakarnu ploču na površinu. Niko ne očekuje da postoju šansa da na Rjugi postoji bakar, tako da će naučnicima kasnije biti lako da razlikuju lokalni i donešeni materijal. Isti razlog je zbog čega se ispaljuju metkovi od tantala prilikom uzimanja uzoraka sa površine...

SCI eksperiment čini jedan mali cilinder prečnika 30 cm i dužine oko 22 cm. Još od lansiranja, nalazi se pričvršćen na donjoj 'palubi' 'Hajabuse 2', odmah pored metar dugog semplera ('surle') za uzimanje uzoraka:

r10
Komponente 'Hajabuse 2'. Centralni korpus ima visinu 1,25 m, širinu 1 m i dubinu 1,6 m. Širina zajedno sa solarnim panelime je 6 metara, a težina sa gorivom oko 600 kg.

Na sledećoj slici se vidi SCI pre ugradnje u sondu. Sâm SCI je desno; levo je prikazan poklopac sa 'zlatnom', reflektivnom folijom koja će učiniti SCI lakše uočljivom iz daljine posle odbacivanja. Folija je standardna brodska termoizolacija kroz koju će bakarni projektil biti izbačen.

r11

'Hayabusa 2' će odbaciti SCI sa visine oko 500 metara i uključiti 40-minutnu štopericu pre detonacija. Cilinder ne poseduje neku kontrolu položaja, tako da će mu 'Hajabusa' dati mali spin radi stabilizacije tokom sporog pada ka Rjugi.

Nakon toga, 'Hajabusa 2' će se dati u beg. Najpre će izvesti 'horizontalno povlačenje', klizeći bočno oko kilometar. Zatim će izbaciti kameru DCAM koja će pratiti vatromet (malo kasnije o tome) a zatim izvesti 'vertikalno povlačenje' sve dok za Rjuga potpuno ne zakloni od SCI eksplozije.

r12

Sledi raspored SCI. Sva vremena su zapravo vremena dospeća signala na Zemlju; da bi izračunali tačno vreme događanja na samoj letilici, treba dodati oko 17 minuta:

Događaj

PDT

EDT

UTC

Japan

SCI odbacivanje

19:13 
4 april

22:13
4 april

02:13
5 April

11:13
5 april

DCAM3 odbacivanje

19:31
4 april

22:31
4 april

02:31
5 April

11:31
5 april

SCI detonacija i stvaranje kratera

19:53
4 april

22:53
4 april

02:53
5 April

11:53
5 april

JAXA nije navela tačnu visinu na kojoj će SCI eksplodirati. Identična testiranja na Zemlji izvršena su na 100 metara visine, a izveštaji iz 2017. kažu da će cilindar padati najmanje 200 metara nakon ispaljivanja sa 'Hajabuse 2', tako da je najsigurnije reći negde između 100 i 200 metara. Nakon detonacije, trebaće samo milisekunda da 'eksplozivni deo' ubrza bakarnu ploču do brzine od oko 2 km/s, mnogo brže nego od metkova koji se ispaljuju prilikom uzimanja uzoraka, koji lete brzinom od oko 300 m/s. Profilisana bakarna ploča će se zapravo izokrenuti u oblik kacige pre nego što udari u Rjugu.

r13
Bakarna ploča oblika plitke tacne će se deformisati tokom leta ka površini. Eksploziju će izazvati punjenje od 4,5 kg eksploziva HMX.

Ako sve prođe kako treba, 'Hajabusa 2' će biti direktno u vidnom polju DCAM3 dok će biti zaštićena od krhotina impaktora i kamenja velike brzine.

r14
Kamera DCAM3 ima prečnik 6 cm, a u njoj su sočiva prečnika 30 mm. Kamera poseduje CMOS detektor veličine 1092×1092 piksela, i praviće 8-bitne monohromatske slike. Vidno polje kamere je 74°×74°, a moći će da pravi 1 kadar u sekundi. Slike će moći da pravi sa daljine od 1 km uz rezoluciju 0,65 m/px. Očekuje se da će baterija davati struju nekoliko sati.

ŠTA ĆEMO VIDETI?


Pre nego što odgovorim šta ćemo videti posle SCI, pogledajmo šta nećemo videti. Sledi video napravljen 2011. tokom testiranja SCI na Zemlji. WARNING: IT'S VERY LOUD.


https://youtu.be/4IsTheUJbgk

Bilo bi fenomenalno videti kako bi ovaj video izgledao pri mikrogravitaciji, ali nažalost, DCAM3 će se nalaziti kilometar daleko. Sledi slika oonoga što ćemo možda mi videti:

r15

I ovo će biti prilično dobro! DCAM3, ili Deployable Camera 3, predstavlja evolutivni napredak sistema DCAM1 i DCAM2 koje su 2010. korišćeni za Jaxinu misiju 'IKAROS'[1]. 'IKAROS' je, ko se seća, bilo prvo upravljivo solarno jedro na svetu koje je poslato u međuplanetni kosmos raketom koja je poslala sondu 'Akatsuki' ka Veneri.

r16
Jedna od dve kamere, DCAM2, snimila je do kraja otvoreno solarno jedro.

Zapravo, sistem DCAM3 će imati 2 kamere: jednu analognu u boji male rezolucije koja će biti u direktnoj vezi sa 'Hayabusom 2' u realnom vremenu, i crno-belu digitalnu bolje rezolucije koja će slati slike kasnije. Baterija DCAM3 će trajati samo 3 sata, ali je dovoljno jaka da dosegne do 'Hajabuse 2' 10 km daleko. Postoji i kamera sa oznakom MCAM koja će slikati DCAM3 kako se otkačinje od sonde.

ŠTA POSLE?

Da bi izbegla krhotine koji će posle eksplozije ući u orbitu oko Rjuge pre nego što ponovo padnu na površinu ili odlete dalje u kosmos usled pritiska solarnog zračenja, 'Hajabusa 2' će sačekati dve nedeljke pre nego što se vrati na svoju početnu poziciju na viisini od 20 km. Na kraju će se letilica vratiti na mesto zločina da snimi šta se dogodilo.Tim je već prikupio fotografije površine gde će SCI udariti sa visine od oko 1,7 km. Ove slike će pomoći da tim locira novi, veštački krater.

Posle toga će pasti odluka da li izvesti drugi tačdaun, bilo u tek stvoreni veštački krater, bilo u obližnju lokaciju sa oznakom S01, koja je detaljno osmatrana od 6. do 8. marta sa viisine od 22 metra. Drugi tačdaun ne bi trebalo da se dogodi pre juna.

Poslednja napomena: Misija je ažurirala podatke u računaru sonde na osnovu najnovijih saznanja o Rjugi koje su sakupili japanski naučnici. Slede slike pre i posle uzimanja uzoraka sa površine. Površina se svakako pokazala stenovitijom nego što se očekivalo...!

 r17

r18

 

[1]O tome sam davno pisao ovdeovde.

Draško Dragović
Author: Draško Dragović
Dipl inž. Drago (Draško) I. Dragović, napisao je više naučno popularnih knjiga, te više stotina članaka za Astronomski magazin i Astronomiju, a učestvovao je i u nekoliko radio i TV emisija i intervjua. Interesuje ga pre svega astronautika i fizika, ali i sve teme savremenih tehnologija XXI veka, čiji detalji i problematika često nisu poznati široj čitalačkoj publici. Izgradio je svoj stil, lak i neformalan, često duhovit i lucidan. Uvek je spreman na saradnju sa svojim čitaocima i otvoren za sve vidove komunikacije i pomoći. Dragovićeve najpoznatije knjige su "KALENDAR KROZ ISTORIJU", "MOLIM TE OBJASNI MI" i nova enciklopedija "NEKA VELIKA OTKRIĆA I PRONALASCI KOJA SU PROMENILA ISTORIJU ČOVEČANSTVA"

Zadnji tekstovi:


Dodaj komentar


 
 leksikon 190


stranica posmatraci2019

CURRENT MOON


tvastronomija18