Dawn ждет решения о своей судьбе

0
91

Будущее космического зонда Dawn, у которого сейчас остаётся всё меньше и меньше топлива (в качестве топлива используется гидразин и ксенон) и который теперь работает около карликовой планеты Церера без помощи маховиков-гироскопов, будет решено в ближайшие недели. Ученые не исключили его отправку к ещё одному объекту Солнечной системы, и в таком случае, как ни парадоксально, аппарат израсходовал бы гораздо меньше остающегося гидразинового топлива, чем, если бы остался на орбите Цереры, где находится с марта 2015 года.

Основная миссия Dawn завершилась в июне 2016 года, после этого ученые Nasa одобрили годовое расширение, которое истекает 30 июня. Судьба проекта после 30 июня остается неясна, поэтому Nasa придётся решить, продолжать ли исследовать Цереру до конца или отправиться от карликовой планеты и возможно лететь к астероиду. Основными критериями при выборе станет стоимость эксплуатации и содержание научной группы в первом и во втором случае. Еще одна возможность состоит в том, чтобы столкнуться с каким-либо астероидом.

Dawn мог бы остаться около Цереры для дальнейшего исследования этого интересного мира, карликовой планеты с диаметром 900 км и самого большого объекта в Главном поясе астероидов. Серый пейзаж Цереры рассеян ударными кратерами, некоторые из которых содержат солевые отложения в форме ярких пятен, которые стали открытием для ученых.

Dawn также нашел доказательства областей, богатых льдом, чуть ниже поверхности темно-серого цвета, ученые теперь считают, что у Цереры был подземный океан в прошлом. Зонд также обнаружил незначительную, временную атмосферу, содержащую водяной пар.

Аппарат на солнечной энергии, оснащенный солнечными батареями длиной почти 10 метров, был запущен в сентябре 2007 года. Церера стала вторым местом назначения Dawn после того, как аппарат завершил исследование гигантского астероида Веста в 2012 году. Миссия уже давно выполнила поставленные задачи, прошедший год около Цереры включал дополнительное отображение карликовой планеты и уникальное наблюдение “противостояния” в конце апреля, когда Dawn расположился непосредственно между Солнцем и кратером Occator.

Ученые надеялись, что благоприятный угол Солнца приведет к новому пониманию яркого соленого материала в Occator. Но судьбу Dawn может решить поломка, произошедшая 23 апреля, за меньше чем неделю до противостояния. Зонд потерял третий из своих четырех маховиков, которые отвечают за ориентацию аппарата. Наземные диспетчеры вернули Dawn в нужное положение, но путем использование гидразиновых двигателей.

Первый маховик Dawn потерял в 2010 году, прежде чем он достиг Весты. Второй прекратил работу в 2012 году, когда ионный двигатель отклонил аппарат от Весты для полета на Цереру. Инженеры спроектировали Dawn таким образом, чтобы управлять его ориентацией тремя маховиками, один для каждой оси. Запасной, четвертый был добавлен для избыточности.

После потери третьего маховика эксперты создали гибридное управление ориентацией Dawn, то есть двумя остающимися и гидразиновыми двигателями, но теперь корабль должен полностью полагаться на двигатели. Маховики позволяли Dawn проводить работу, используя гидразин очень экономно. Выход из строя третьего маховика не приведет моментально к завершению миссии, но он приведет к уменьшению срока эксплуатации аппарата из-за постоянного использования гидразина при маневрах около Цереры.

Dawn будет использовать больше гидразина, чтобы соорентировать себя около Цереры, но в случае отправки зонда с тремя ксеноновыми ионными двигателями к другому объекту, потребовалось бы меньше гидразина для маневрирования. Объем уменьшения гидразина зависит от использования Dawn. Каждый раз в полете, когда аппарат запускает ионный двигатель, уменьшается потребление гидразина.

Но на орбите около Цереры зонд включает свои датчики для исследований на низкой высоте. Чем ниже высота, тем быстрее должна быть орбитальная скорость. И чтобы увидеть интересные подробности поверхности с низкой высоты, Dawn должен становиться быстрее. Кроме того, ее гравитационная составляющая тащит зонд способом, который разворачивает судно на нежелательный курс.

Та сила увеличивается чем ниже высота, поэтому Dawn должен вырабатывать больше тяги, чтобы противостоять ей. Как следствие – то, что зонду потребуется больше гидразина, чем в случае, когда он вращается вокруг Солнца и маневрирует ионными двигателями.

Dawn в настоящее время находится на эллиптической орбите: 20000 х 50000 км. Если он будет находиться на такой орбите, то гидразина и ксенона хватит, чтобы поддерживать его эксплуатацию до конца 2018 года. Но если аппарат опустится до отметки в 385 км, как он это делал прошлом году, это будет эквивалентно 18 дням работы гидразиновых двигателей на большой высоте, где он сейчас находится.

Решение о будущем проекта будет принято в ближайшие недели. В прошлом июне научная команда предложила послать Dawn к астероиду Adeona, примитивный, богатый углеродом объект, оставшаяся от гигантского столкновения, которое разрушило намного большее тело. Используя ксеноновые двигатели, зонд сблизился бы с ним в мае 2019 года. Скорее всего, будет выбран именно этот вариант.

Ученые не хотят, чтобы Dawn столкнулся с Церерой и потенциально испортил будущие исследования. Речь идет о требованиях планетарной защиты, аппарат не проходил подобную обработку на Земле. Учитывая то, что Церера была океанским миром в прошлом, в котором могли существовать условия для развития жизни, планетарные требование говорят, что в таких местах запрещается приземляться или производить столкновение в случае израсходования топлива.