Sakigake

Sonda spațială Sakigake
Descrierea acestei imagini, comentată și mai jos Sakigake Date generale
Organizare ESTE CA
Constructor Nippon Electronics Corporation
Camp Studiul cometei lui Halley
Studiul mediului interplanetar
Satelit experimental
Tipul misiunii Prezentare generală
stare Misiune indeplinita
Alte nume MS-T5, SS-10
Lansa 7 ianuarie 1985
Baza de lansare Uchinoura
Lansator M-3SII
Sfârșitul misiunii 15 noiembrie 1995
Identificator COSPAR 1985-001A
Caracteristici tehnice
Liturghie la lansare 138,1 kg
Instrumente de masă 12 kg
Ergols Hidrazină
Masa de propulsor 10 kg
Δv 50 m / s
Controlul atitudinii Spinne
Sursa de energie Celule fotovoltaice
Energie electrică 104 wați
Orbita heliocentrică
Periapsis 0,81 UA
Apoapsis 1,01 UA
Perioadă 318,6 zile
Înclinare 0,07 °
Principalele instrumente
PWP Analiza plasmatică
IFM Magnetometru
SCROAFĂ Detector de ioni

Sakigake (în japoneză さ き が け, literalmente „pionier”; MS-T5 numele său de cod) este prima sondă interplanetară din Japonia . Proiectul este dezvoltat de agenția spațială ISAS , o ramură a Universității din Tokyo, în timp ce platforma este fabricată de Nippon Electronics Corporation . Obiectivul său este de a pregăti zburatul cometei Halley de către sonda spațială dublă Suisei prin validarea în spațiul interplanetar a echipamentului de la bord și la sol și testarea funcționării lansatorului M-3SII-1 dezvoltat pentru a permite plasarea unei nave spațiale pe o orbită heliocentrică . Acest mic satelit (138 kg), transporta mai multe instrumente științifice care îi permiteau să facă observații asupra plasmei și câmpurilor magnetice în spațiul interplanetar .

Istoric

Context: programul spațial japonez din anii 1970

Japonia a dezvoltat rachete în anii 1960 și în 1970 a reușit să plaseze primul său satelit artificial pe orbită . Două agenții spațiale sunt responsabile pentru programul spațial japonez . Cele NASDA orientate spre sateliți de aplicare și ISAS , o ramură de la Universitatea din Tokyo, care produce și lansează prin satelit științifice cu propriul său lansator , evoluția unei rachete de sondare care utilizează numai motoare cu combustibil solid . În 1973, o delegație ISAS în vizită la NASA a descoperit că agenția spațială americană nu avea niciun plan să dezvolte o misiune spațială pentru comete. În ciuda interesului științific pentru un tip de corp ceresc despre care se știa puțin, nicio agenție spațială nu a avut în acel moment un proiect de misiune către acest tip de destinație.

Întoarcerea cometei lui Halley

Cometa Halley se deplasează pe o orbită care face placa la fiecare 75 la 76 de ani în interiorul sistemului solar (inclusiv Pământul). Remarcabil de luminos (este vizibil cu ochiul liber de pe Pământ), a fost studiat și recunoscut foarte devreme, deoarece primele observații fiabile raportate dintr-o sursă fiabilă au fost făcute în 240 î.Hr. AD de către chinezi. Caracterul periodic al orbitei sale a fost stabilit în 1695 de astronomul englez Edmund Halley care a prezis întoarcerea acestuia în 1758. Observații astronomice extinse au fost făcute în timpul vizitei sale în 1835 și 1910, iar comunitatea științifică a avut mari așteptări cu privire la revenirea sa în 1986, în ciuda poziția Pământului în raport cu orbita cometei. Halley este o cometă de scurtă perioadă al cărei apogeu este de 30 de unități astronomice de la Soare dincolo de orbita lui Neptun și care trece cel mai aproape de Soare la o distanță de 0,587 UA Datorită orbitei sale foarte excentrice, viteza sa cea mai apropiată de Soare este foarte mare. De asemenea, circulă pe o orbită retrogradă (opusă celei a Pământului), ceea ce crește viteza relativă în comparație cu orice navă spațială. În ciuda acestor circumstanțe nefavorabile pentru o misiune de transport aerian spațial, trecerea din 1986 a Cometei Halley a atras imediat interesul agențiilor spațiale din motive de fapt.

Semnal verde pentru misiunea japoneză la Halley

Fără îndoială, motivat de absența planului în numele NASA, ISAS decide să studieze realizarea unei misiuni de flyby a cometei Halley . La acea vreme, lansatorul ISAS nu permitea lansarea unei nave spațiale către o destinație interplanetară. Racheta Mu -3S poate plasa doar 300 kg pe orbită joasă, iar agenția spațială nu a lansat niciodată o navă spațială în spațiul interplanetar. Cu toate acestea, proiectul a fost aprobat în 1979, cu șase ani înainte de lansare. Pentru a se apropia de cometă având în vedere constrângerile pe care trebuie să le facă față (fereastra de lansare impusă de lobby-ul pescarilor, complexitatea operațiunilor de navigație în spațiul interplanetar, puterea redusă a lansatorului), inginerii japonezi aleg să zboare peste cometa lui Halley odată ce a trecut la fel de aproape cât mai mult posibil către Soare și pentru a plasa zborul spre punctul în care cometa traversează planul eclipticii în calea sa descendentă. Se decide dezvoltarea a două sonde spațiale practic identice. Acesta este pe de o parte MS-T5 ( Mu Satellite-Test 5 ), redenumit după lansarea sa Sakigake, care trebuie lansat cu câteva luni înainte pentru a valida funcționarea platformei , progresul operațiunilor în spațiul interplanetar și capacitățile a noii versiuni a lansatorului Mu -3SII dezvoltat pentru misiune. A doua sondă spațială Planet-A, redenumită după lansarea sa Suisei , trebuie să efectueze zborul cât mai aproape de cometa Halley .

Cooperarea internațională: armata lui Halley

Sakigake și Suisei nu sunt singurele sonde spațiale dezvoltate pentru a studia Halley cu ocazia trecerii sale lângă Soare în 1956. Uniunea Sovietică intenționează să lanseze două misiuni pe Venus - Vega 1 și Vega 2 - care, una după ce misiunea lor principală a avut au fost îndeplinite (aruncând un balon meteo și un lander în atmosfera lui Venus, trebuie să zboare peste nucleul cometei la mică distanță. Aceste sonde spațiale poartă instrumente practic similare cu cele ale lui Giotto . Spațiul agenției , la rândul său, dezvoltă Giotto care trebuie să zboare peste cometă la mai puțin de 1000 de kilometri și poartă în jur de zece instrumente științifice. Se înființează un comitet - Interrnal Halley Watch - sub egida Organizației Națiunilor Unite pentru a coordona operațiunile acestor diferite sonde spațiale (numită Halley's Armada ) și limitează observațiile redundante Cea mai importantă decizie luată de această comisie este de a rafina traiectoria lui Giotto, care este ultima misiune care a zburat peste Halley, folosind informațiile furnizate de sondele spațiale Vega. Într-adevăr, luând în considerare viteza cometei, jeturile de gaz emise și dificultățile ridicate de observarea unui obiect atât de aproape de Soare, a fost dificil să se determine traiectoria lui Halley cu o precizie mai mică de 3000 km. Măsurătorile efectuate de sondele spațiale Vega au făcut posibilă reducerea acestei valori la 125 km.

Dezvoltarea misiunii

Pentru a putea lansa prima sa misiune interplanetară, ISAS a trebuit să dezvolte o versiune de lansator suficient de puternică, să creeze o stație terestră cu o antenă parabolică suficient de mare pentru a putea comunica la distanță mare cu sondele spațiale, să dezvolte o platformă de satelit adaptată operațiunii în spațiul interplanetar și să dezvolte software de navigație pentru a controla cu mare precizie traiectoria navei spațiale interplanetare.

Lansator Mu -3SII

La acea vreme, ISAS avea un lansator Mu -3S capabil să plaseze 300 kg pe orbită mică . Această rachetă în trei etape, cu o masă de 50 de tone, are trei trepte de combustibil solid și 8 stimulatoare de rapel mici . Pentru a-i oferi o capacitate de lansare interplanetară, a doua (M-23) și a treia etapă (M-3B) sunt noi versiuni întinse, cele opt propulsoare de înlocuire fiind înlocuite de două propulsoare care asigură o propulsie generală mult mai mare. Primul etaj (M-13) rămâne neschimbat. O a patra etapă (KM-P) este adăugată pentru a oferi forța de a scăpa de tragerea pământului. Toate aceste modificări permit lansatorului să plaseze un satelit de 770 kg pe o orbită joasă și o sondă spațială de 140 kg pe o orbită interplanetară.

Construcția stației terestre Usuda

Pentru a comunica la distanțe mari cu sondele spațiale lansate spre Cometa Halley, ISAS are nevoie de o stație terestră cu o antenă satelit mare . Un grup de lucru format din ingineri de la Mitsubishi Electric și NEC a studiat în 1980 realizările existente. Locul ales pentru instalarea stației trebuia să îndeplinească mai multe criterii: trebuia să fie înconjurat de munți, astfel încât să protejeze transmisiile radio terestre, să fie departe de liniile aeriene, să fie departe de liniile de înaltă tensiune, să fie suficient de aproape de Tokyo, sediul spațiului agenție, pentru transmiterea datelor. În cele din urmă, instalația a trebuit să obțină aprobarea autorităților locale. Sunt studiate aproximativ zece site-uri care îndeplinesc aceste criterii. Site-ul selectat este situat în satul Usada de lângă orașul Saku, la 170 de kilometri de Tokyo . Pentru a instala antena parabolică cu 64 de metri în diametru și 2000 de tone, este construit un drum care să deservească amplasamentul. Centrul spațial profund Usuda a fost inaugurat pe 31 octombrie 1984 cu trei luni înainte de lansarea Sakigake.

Obiectivele științifice ale misiunii Sakigake

Având în vedere fereastra de lansare , Sakigake nu s-a putut apropia de câteva milioane de mile de cometa Halley . Trecând la 7 milioane de kilometri de acesta, i s-a dat obiectivul de a măsura posibilele interacțiuni dintre plasma cometară și vântul solar.

Caracteristici tehnice

Sakigake folosește o platformă ultraligeră dezvoltată de Nippon Electronics Corporation similară cu cea a Suisei . Corpul sondei este construit în jurul unui tub central care susține o platformă pe care sunt fixate echipamentul electronic și cilindrul de 1,4 metri în diametru, 80  cm înălțime ale căror laturi sunt acoperite cu celule solare care asigură aproximativ 104 wați. Pentru a ușura ansamblul, structurile sunt realizate din fagure de aluminiu și compozit de carbon. În partea superioară există o antenă parabolică cu câștig mare de 80  cm în diametru care permite transmiterea de date cu o rată de 64 kilobiți / secundă, precum și a instrumentelor științifice. Sonda are și antene cu câștig mediu și cu câștig mic. Masa totală este de 139,5  kg .

Sonda este stabilizată prin rotirea în jurul axei cilindrului cu două viteze posibile: 0,2 rotații pe minut și 6,3 rotații pe minut (viteză normală). Axa de rotație este menținută perpendicular pe planul orbitei. Antena cu câștig mare este fixată pe o axă a cărei mișcare de rotație neutralizează cea a satelitului pentru ao menține îndreptată spre Pământ. Controlul atitudinii și corecțiile cursului se fac folosind motoare rachete cu o forță de 3 newtoni care rulează hidrazină . Sonda spațială transportă 10 kg din ea în două sfere de titan care permit o schimbare totală a vitezei de 50 m / s. Sonda spațială folosește senzori solari și un căutător de stele pentru a determina orientarea acesteia.

Instrumentare științifică

Instrumentarea științifică include trei instrumente cu o masă de:

Conduita misiunii

Sakigake a fost lansat pe 7 ianuarie 1985 TU de la centrul spațial Uchinoura de o rachetă Mu M-3SII , din care a fost primul zbor. Lansarea a trebuit amânată cu 3 zile din cauza vremii nefavorabile și apoi a unei probleme cu supapa de pe lansator, care a avut ca efect creșterea distanței pe care a zburat cometa cu 3 milioane de kilometri. Funcționarea lansatorului este totuși nominală. Sonda spațială este plasată pe o orbită heliocentrică de 0,81 x 1,01 UA cu o înclinație orbitală de 0,07 ° față de planul eclipticii și o perioadă orbitală în jurul Soarelui de 318,6 zile. A trecut cât mai aproape de Cometa Halley pe 11 martie 1986, la o distanță de 6,99 milioane de kilometri . Durata misiunii a fost stabilită la 18 luni, dar sonda spațială avea încă o cantitate mare de combustibil. Trimiterea către Venus și Marte este exclusă din cauza lipsei instrumentelor adecvate și cu privire la Marte, deoarece sonda spațială nu este proiectată la o distanță atât de mare de Soare. Agenția spațială japoneză decide să direcționeze sonda spațială către cometa 21P / Giacobini-Zinner cu un survol programat în februarie 1996. Pentru a realiza acest lucru, sonda spațială a trebuit să manevreze pentru a trece de patru ori aproape de Pământ folosind asistența gravitațională a acesteia. O primă trecere făcută la 8 ianuarie 1992 își modifică orbita (0,916 x 1,154 UA) și permite instrumentelor lui Sakigake să colecteze date pe coada magnetosferei Pământului. Alte 14 survolări ale Pământului au fost efectuate pe 14 iunie 1993 și 28 octombrie 1994, dar cu mai puțină precizie. Hidrazina fiind practic epuizată, agenția spațială renunță la ideea unui al doilea flyby al unei comete. Cele Măsurătorile la distanță nu mai sunt trimise la nava spatiala data de 15 noiembrie 1995, dar semnalul continuă să fie primită. Transmițătorul sondei spațiale a fost oprit la 7 ianuarie 1999, la cea de-a 14-a aniversare de la lansare.

Rezultate științifice

Din plasma de unde generată de o undă de șoc la o distanță cuprinsă între 300 000 și 500 000 km de nucleul Cometei Halley au fost detectate la câteva milioane de kilometri de nava spațială.

Note și referințe

  1. Ulivi și Harland 2009 , p.  27
  2. Ulivi și Harland 2009 , p.  16
  3. Ulivi și Harland 2009 , p.  50
  4. Inoue 2011 , p.  2
  5. Inoue 2011 , p.  3
  6. Întâlnirea Sakigake / Suisei cu cometa p / Halley , p.  39
  7. Ulivi și Harland 2009 , p.  27-29
  8. Întâlnirea Sakigake / Suisei cu cometa p / Halley , p.  39-40
  9. Ulivi și Harland 2009 , p.  66-65
  10. [1]
  11. Sakigake - Catalogul principal al NASA
  12. Ulivi și Harland 2009 , p.  90-92
  13. Întâlnirea Sakigake / Suisei cu cometa p / Halley , p.  41-42

Bibliografie

Vezi și tu

Articole similare

linkuri externe