Astronautika: misije

29. novembar. 2009.

Vesta

3-D model asteroida Veste.

Nasina robotizovana svemirska sonda DAWN lansirana je sa Floride 27. septembra 2007. godine raketom "Delta II" 7925H. Kako sada stvari stoje, sve je u najboljem redu, i po planu, trebalo bi da stigne do svog cilja, a to su asteroid Vesta i planeta patuljak Ceres, u junu 2011. odn. februara 2015. godine. Trudim se da o svim referentnim događajima ove misije pišem redovno na ovom sajtu.

Međutim, tek nekoliko ljudi (naravno, to se tako kaže) zna da su i Sovjeti planirali sličnu misiju još pre dvadesetak godina. Nakon uspešne saradnja sa Francuzima na misiji ВЕГА" 1984/85 godine, koja se ticala Venere i Halejeve komete (o tome sam nedavno napisao veliki tekst), rešeno je da se saradnja nastavi na novom projektu. Misija Веста" je trebalo da ima dve identične letilice (kao i prethodne sovjetske misije serije „Венера"[1]), i planirano je da bude lansirana 1991. godine. Slično kao i u misiji „ВЕГА", svaka letilica je trebalo da otpusti jedan ili više lendera ili balona u Venerinu atmosferu, a potom da se uputi ka sledećem cilju. To bi bili asteroidi. Letilice bi potom krenule ponovo ka Zemlji (radi gravitacione asistencije), a potom bile upućene na oko 3-3,3 AJ od Sunca. Tamo su trebale da prolete kraj nekih manjih asteroida i, ako bude moguće, kraj Veste, gde bi izbacile po jedan mali lender (odatle je i čitava misija nazvana „Веста"). Tečne mete su, između ostalog, najviše zavisile od tačnog datuma lansiranja. Do 1985. godine, precizno je analizirano preko 2.700 mogućih trajektorija za lansiranja u periodu 1992/92. Uzimajući u obzir sve faktore, kao što je npr. maksimalna dostignuta brzina, odabrano je 12 mogućih trajektorija. Naravno, dve identične letilice mogle su da odaberu različite putanje i mete. One su bile: (5) Astraea, (53) Kalypso, (187) Lamberta, (453) Tea, (1335) Demoulina i (1858) Lobachevskij, i kometa Encke.

Vesta_letelica

Koncept svemirske letilice Веста".

 

Ali vremenom Sovjeti su usmerili svoje interesovanje ka Marsu, što je rezultiralo misijama Фобос" 1988/89. godine, te je 1985. misija „Веста" preorijentisana ka Marsu, s tim što je onaj deo koji se ticao asteroida ostao nepromenjen. Detaljne studije su potvrdile da bi svaka letilica mogla da poseti 4 mala tela, uključujući asteroide različitih spektralnih klasa, i verovatno jednu ili dve komete. Takođe je postojala i realna šansa da posete najmanje jedan Apollo-Amor[2] asteroid (near-Earth asteroids). Preliminarne studije su pokazale da će svaka letilica morati da poseduje sledeće instrumente:

-          Širokougaonu kameru (vidno polje od ~6,5°, 512 × 512 piksela CCD)

-          Uskougaona kamera (vidno polje od ~0,5°, 512 × 512 piksela CCD - 3,9 arcsec/pixel)

-          Near-infracrveni spektrometar (meri između 0,5-5 mikrometara sa lambda/delta lambda = 50,5 arcmin/pixel)

Pored ovih, verovatni kandidati za sledeće instrimente su bili:

-          UV spektrometar (za slikanje tokom proleta kraj kometa)

-          Radarski visinomer/radiometar

-          Detektor prašine

-          Detektor čestica - jona ili neutralnih gasova

Planirano je da brodska memorija bude oko 240 Mbajta. Slike napravljene sa minimalne udaljenosti (koja bi bila negde oko 500 km) imale bi rezoluciju od 10 m po pikselu. U najgorem slučaju, prenos podataka bi bio 600 bajtova u sekundi (ako nebi bio korišćen Deep Space Network (DSN)). Svemirske letilice bi imale masu od oko 750 kg (bez goriva), a isto toliko bi mogle da ponesu goriva+oksidanta, i penetrator težak oko 500 kg. Galijumski solarni paneli površine 20 m2 davali bi u idealnim uslovima oko 350 W struje.

[Za upoređenje, 10-15 godina kasnije, solarni paneli slične površine na svemirskoj letilici DAWN stvarali su 1.300 W na udaljenosti od 3 AJ od Sunca (ili 10 kW na 1 AJ). To je neophodno, jer su pri maksimalnom (kombinovanom) potisku jonski motori na letilici DAWN trošili oko 8 kW. Još jedno poboljšanje: DAWN ima 8 Gbajta memorije. Takođe, nosi dve identične kamere vidnog polja 5,5°, 1.024 ×1 .024 piksela, koje sa visine od 100 km daju rezoluciju od 9 metara po pikselu.]

Ako bi se obezbedila podrška DSN antena, Doplerovo praćenje kretanja svemirskog aparata „Веста" moglo je da se upotrebi za precizno određivanje mase objekta kojom se približava. Razmatrana je i druga mogućnost: ne meriti masu, već brzinu u blizini ciljnog asteroida.

Sama struktura satelita izvedena je iz konstrukcije satelita francuskog „Télécoma"[3] (INMARSAT), i obezbeđivala je potrebnu masu, zapreminu i delta-v. Letilice bi imale stabilizaciju po sve 3 ose, a imale bi i pokretnu platformu sa dva stepena slobode, koja je podržavala pojedine naučne instrumente.

Neophodnost Marsove gravitacione asistencije određivala je moguće trajektorije (visina preletanja Marsa nebi smela da bude previsoka, da nebi ugrozila glavnu misiju, a opet ni dovoljno mala jer mora da omogući sigurno lansiranje lendera na Mars). Takođe i asteroidni penetrator ima svoja brzinska ograničenja prilikom približavanju zadatom asteroidu (mora biti manja od 4 km/s). Sve to je dovelo do toga da su odabrane 3 moguće trajektorije, sa dve Marsove gravitacione asistencije. Razmatrala se i mogućnost samo jedne asistencije, ali dvostruka gravitaciona asistencija povećava masu korisnog tereta letilice za 30%, i zahteva dodatno vreme za let kroz Asteroidni pojas od 1,8 meseci. Sve odabrane trajektorije odnosile su se na lansirni prozor u 1994. godini. Veličina i spektralni (?) tip svakog asteroida predstavljen je ovde:

Trajektorija 1:
- Lansiranje sa Zemlje
- Gravitaciona asistencija Marsa
- prelet iznad (2335) James (asteroid tipa X, 10 km) (jedan od Amor asteroida)
- Gravitaciona asistencija Marsa
- (109) Felicitas (tip C, prečnik 89,4 km)
- (739) Mandeville (tip EMP(?), 110 km)
- (4) Vesta (tip V. Prečnik 530 km) prelet sa 3.5 km/s. Oslobađa se penetrator.
Ukupno delta-v[4]: 450 m/s

Trajektorija 2:
- Lansiranje sa Zemlje
- Gravitaciona asistencija Marsa
- prelet pored komete kratkog perioda 157P/Tritton
- Gravitaciona asistencija Marsa
- (2087) Kochera (prečnik 30 km?)
- (1) Ceres (prelet & oslobađanje penetratora)
Ukupno delta-v: 1150 m/s

Trajektorija 3:
- Lansiranje sa Zemlje
- Gravitaciona asistencija Marsa
- (1204) Renzia (prečnik 10 km?) (jedan od Amorovih asteroida)
- Gravitaciona asistencija Marsa
- (435) Ella (tip U, prečnik 40 km)
- (46) Hestia (tip C, prečnik 124,1 km)
- (135) Hertha (tip M, prečnik 79,24 km)
Ukupno delta-v: 350 m/s

Takođe su razmatrane eventualne posete asteroidima (11) Parthenope, (19) Fortuna i (20) Massalia.

Određene orbite su zahtevale dodatne brige. Naprimer, asteroid (739) Mandeville ima nagib od 20,7° u odnosu na ekliptiku, te je potrebno imati puno sreće i znanja uhvatiti ga (kada se nalazi u blizini ravni ekliptike). Posebno ako se želi nešto više od pukog proletanja kraj njega! Svemirska sonda DAWN će se parkirati u orbite Ceresa i Veste na duži vremenski period - međutim, to podrazumeva da prvo mora da se uskladi s njihovim brzinama. To je glavna prepreka poseti (2) Pallasu. sledećoj meti koja se nameće, zbog visokog nagiba putanje[5].

Našao sam „poverljivi podatak" da nije isključeno da će DAWN, nakon obavljenih zadataka na Vesti i Ceresu (i ako ostane dovoljno goriva), biti preusmeren ka Palasu (spori prelet) 2018. godine.

Na kraju, kombinacija faktora, koji verovatno obuhvataju i promenu odnosa Moskve i Pariza, delimičan uspeh misije „Фобос", narastajuće financijske probleme, raspad SSSR-a, itd, stavile su ovu misiju na dugačku policu projekata koji nikada nisu realizovani. Međutim, ideja je već bila posađena u glave naučnika (a tehnologija je nastavila da se razvija), i danas je realizovana (u potpuno drugačijoj formi) u vidu asteroidnog orbitera DAWN.

Ceres

Na slici se vidi umetnikova vizija prilaska jonske letilice na ksenonski pogon DAWN svom drugom cilju: neuspeloj planeti Ceresu. Kada je uzletela sa Floride, letilica je imala 425 kg goriva. Do Veste će potrošiti 275 kg, i dodatnih 110 kg do Ceresa. Ako nakon manevrisanja ostane još nešto goriva, moguće je da će se DAWN okrenuti i ka asteroidu Palas.



[1] Serija koju su Sovjeti lansirali od 1961. do 1984. Kasnije verzije su uvek lansirane u paru. Deset „Venera" je uspešno sletelo na Veneru, a 13 je uspešno slalo podatke iz Venerine atmosfere. Bile su teške oko 1 tone.

[2] Najpoznatiji član ove velike porodice (preko 1.200) je (433) Eros, koji je kasnije (2001) bio prvi asteroid na koji je sleteo jedan ljudski objekat - sonda NEAR Shoemaker.

[3] Peta najveća telekomunikaciona mreža na svetu. Početkom šezdesetih, Francuzi su, uz SAD, bile najnaprednija zemlja po pitanji satelitskog prenošenja TV i drugih signala. Bili su prvi koji su u julu 1962. prenosili satelitski TV signal, i do 1977. pokrivali su čitavu planetu. Francuski Telecom je treći najveći korisnik tog sistema.

[4] Uprošćeno, promena brzine neophodna da se iz jedne pređe na drugu orbitu.

[5] Nagib prema ekliptici je 34,838°; pošto je i orbita i visoko ekscentrična (0,231), totalno je nepogodan za praćenje svemirskom sondom.

Srodni članci

DOWN - Najzad prodor ka asteroidima

Prvi put je misija otkazana u decembru 2003, da bi ponovo bila aktivirana u februaru 2004. Onda je u januaru 2006. potpuno otkazana, a novinarima je rečeno ...

Jonski valjak nastavlja da melje

 

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