Ссылки для упрощенного доступа

logo-print

Японский спутник пытается взять пробы грунта с астероида


Александр Сергеев

Впервые в мире доставить на Землю образцы грунта с астероида - такую амбициозную цель поставили перед собой японские исследователи космоса. Специально для этого к небольшому астероиду Итокава отправился межпланетный зонд "Хаябуса", что в переводе означает "Сокол". С 12 сентября он работает в непосредственной близости от астероида. Четырежды зонд спускался к поверхности астероида, и наконец, взял образцы.

Неземная материя

Пробу грунта с астероида не брали никогда. Вообще пробы грунта доставлялись только с Луны. Но как только закончилась программа взятия проб грунта с Луны – а это делали советские аппараты «Луна» и американские «Аполлоны», с тех самых пор ничего с других космических тел на Землю не доставлялось. Недавно американцы запустили свой аппарат, который врезался в ядро кометы, и они смогли проанализировать ее состав, но это – только дистанционные методы зондирования. А японские ученые поставили перед собой цель именно взять пробы и доставить их на Землю. Пробы, конечно, очень маленькие. На астероиде не предполагается делать бурение, как, например, было на станциях «Луна». План был следующий: подлететь к астероиду, спуститься к поверхности, прикоснуться к нему, специальным устройством выстрелить в астероид и собрать немножко пыли. Пуля имеет массу пять граммов, и значит выброшено должно быть несколько граммов вещества из которых несколько десятков или сотен миллиграмм можно попробовать поймать. Но для анализа этого вполне достаточно.

Автономная навигация

Чтобы подлететь к астероиду для аппарата была выработана специальная система автономной навигации. Он летит на расстоянии триста миллионов километров от земли. Свет, а значит и радиосигнал, оттуда идет 16 минут и 16 минут возвращается обратно, то есть скорость реакции персонала управления на внештатные ситуации составляет 32 минуты. Поэтому система автономной навигации аппарата должна принимать многие решения самостоятельно. После того как аппарат вышел на орбиту, он полтора месяца летал вокруг астероида, снимал его, опускался ниже, поднимался выше. За это время он передал на Землю полторы тысячи снимков, провел 75 тысяч инфракрасных измерений, 700 часов отработал его рентгеновский спектрометр, который измеряет изотопный состав поверхности. Спутник выполнил 400 миллионов замеров высоты, то есть простроил подробную карту поверхности этого астероида.

Сбои и проблемы

Количество сбоев и проблем, которые сопровождали полет, оказалось очень велико. Первый отказ произошел на подлете к астероиду. 31 июля 2005 года отказал один из гиродинов. Гиродин – это силовой гироскоп. Когда он раскручивается в одну сторону, то аппарат, соответственно, начинает крутиться в другую сторону. На «Хаябусе» было три гиродина по трем осям. Когда 31 июля вышел из строя один – работать еще было можно. Но 3 октября уже на орбите астероида вышел из строя и второй гиродин. А на одном гиродине обеспечить устойчивую ориентацию невозможно. Но без этого нельзя осуществлять нормальную связь с Землей. Самое главное – это правильно ориентировать узконаправленную антенну. Раствор ее луча составляет около одного градуса, и в этот один градус необходимо поймать Землю. Самый главный прибор на этом аппарате – это параболическая антенна дальней космической связи. Правда, есть и резервный канал, но он работает очень медленно и годится только для аварийных ситуаций. Если добиться устойчивой ориентации не удается, то научную программу можно считать законченной. Но ученые нашли выход из положения. На Земле в специальной вакуумной камере провели дополнительное тестирование гиродиновых движков ориентации и научились использовать их во внештатном режиме для очень точной корректировки ориентации. Справились с этим и стали работать дальше.

Спуск на астероид

Аппарат опускался к поверхности астероида четыре раза. Спуск происходит таким образом. Аппарат, движущийся по орбите, замедляется и начинает падать на астероид, время от времени притормаживая.

Когда происходил первый спуск на какой-то высоте сработала автоматика, которая передала сигнал «параметры вне пределов» и быстро увела аппарат от астероида. Это был пробный спуск.

Задачей второго спуска было сбросить на астероид автономного прыгающего робота. Это конструкция размером с кружку, которая, упав на поверхность астероида, могла бы отталкиваться от него специальными рычажками и подпрыгивать на несколько метров, чтобы перелететь на соседнюю точку, там вести съемку и замеры некоторых параметров, и так далее. Аппарат уже спускался, и он был уже на высоте 70 метров, где уже нужно было сбросить робота, но в этот момент пропала связь с аппаратом, потому что шло переключение антенн дальней космической связи с японской на австралийскую, и в центре управления сорок минут сидели без связи. При этом они уже дали команду отстыковать и сбросить робота. Команда, видимо, прошла не сразу. Аппарат дошел почти до самой поверхности и уже начал подниматься, когда сбросил робота. В результате робот улетел в космос просто потому, что они поднимались со скоростью больше второй космический.

Потом последовал еще один спуск. Задача была такая: сначала сбросить на поверхность специальный навигационный маркер, а потом опуститься, выстрелить и собрать грунт. Они сбросили этот маркер и уже прошли последние метры спуска, уже было 17 метров до поверхности (а в этот момент аппарат работает автономно, потому что управлять им с земли невозможно), и тут сработал датчик помех. В ответ на его команду аппарат должен был стартовать и уйти от астероида. Но в этот момент автоматика выясняет, что у аппарата неправильная ориентация, видимо из-за не вполне работающих гиродинов. Из-за сбоя была отменена процедура взятия грунта, но одновременно отменена и процедура ухода от астероида. Аппарат просто упал на поверхность. Там он пролежал полчаса, пока не удалось восстановить связь с землей. На Земле операторы посмотрели, включили двигатели и улетели. А грунт-то не взяли, потому что прошла команда на отмену операции.

Четвертый спуск может оказаться роковым

В четвертый раз аппарат опять отправился за грунтом. Этот спуск прошел как следует, и все работало нормально. Аппарат подлетел к астероиду, произвел запланированный выстрел и вроде даже забрал грунт. Но на подъеме обнаружилось, что происходит утечка топлива в двигателях ориентации.

В данный момент ученые проверяют все клапаны. Вроде бы утечку остановили, но, видимо, это отсекло один из двигателей, и теперь он не может работать. Если восстановить его работу этого не удастся, то, к сожалению, аппарат не сможет вернуться на Землю. Без двигателя ориентации невозможно точно направить аппарат.

Будем надеяться, что ученые справятся с этой проблемой. Хотя еще останется сложнейшая задача: капсулы должна войти в атмосферу Земли, не повредиться и упасть, как положено в Австралии, а не в океане. Но это дело будущего.

До сих пор проблемы с ориентацией аппарата не позволяют наладить с ним устойчивую связь. Японские ученые обратились к NASA с просьбой предоставить им время на самой большой 70-метровой антенне дальней космической связи. В настоящее время эта антенна занята в программах "Кассини" и "Вояджер", но, возможно, американские специалисты все же согласятся помочь японским коллегам в критической ситуации.

XS
SM
MD
LG