Взять грунт с астероида скорее всего не удалось
|
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.
|
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
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.
|
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.
|
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
