«Хаябуса-2» — японська міжпланетна станція, призначена для доставки на Землю зразків ґрунту з астероїда Рюгу. У ній враховано недоліки попередньої місії — Хаябуса. Запуск здійснено 3 грудня 2014 року, 27 червня 2018 року зонд досяг астероїда Рюгу. Зонд досліджував астероїд близько півтора року і зібрав зразки ґрунту астероїда. Апарат залишив астероїд у листопаді 2019 року та успішно повернувся до Землі 5 грудня 2020 року.
«Хаябуса-2» має кілька наукових інструментів для дистанційного зондування, відбору зразків, чотири маленькі ровери, які дослідили поверхню для отримання інформації щодо геології та місцевості, з якої були отримані зразки.
Огляд місії
Первісно апарат планувалось запустити 30 листопада 2014 року, проте запуск було відкладено на 3 грудня 2014 року о 04:22 UTC (4 грудня 2014 року о 13:22:04 за місцевим часом) за допомогою ракети-носія Н-2А з космодрому Танеґасіма на півдні країни.
Як мету вибрано астероїд з номером 162173, раніше мав позначення . У перигелії його орбіта заходить всередину орбіти Землі, а в афелії торкається орбіти Марса. Діаметр оцінюється приблизно 0,92 км — це майже вдвічі більше, ніж в Ітокави. Спостереження здійснювалися впродовж півтора року, зворотний шлях має розпочався у грудні 2019 року, повернення капсули з матеріалом астероїда на Землю здійснено у грудні 2020 року.
Після закінчення основної програми місії та повернення зразків на Землю у 2020 році, космічний апарат «Хаябуса-2» заплановано використати для дослідження іншого малого тіла Сонячної системи.
Космічний апарат обладнаний іонними двигунами, поліпшеною навігаційною системою, антеною і системою управління орієнтацією. Операції під час роботи будуть схожі на ті, які здійснювалися першим апаратом, проте цей апарат матиме ударний суцільнометалевий заряд для отримання зразків.
Фінансування та історія Місія «Хаябуса-2» була підтверджена Комісією з космічної діяльності і додана на фінансування до японської космічної програми у 2006 році. У липні 2009 року на 27-му Міжнародному симпозіумі космічних технологій і науки у Японії доктор Макото Йосікава з Японського агентства аерокосмічних досліджень анонсував наступну місію «Хаябуса» з повернення зразків з астероїда. У серпні 2010 року агентство отримало підтвердження на початок будівництва «Хаябуса-2» від уряду країни. Кошторис склав 16,4 млрд йєн.
«Хаябуса-2» була запущена 3 грудня 2014 року та прибула до астероїда Рюгу 27 червня 2018 року. Станція залишалась за 20 км від поверхні астероїда і здійснювала його фотографування. 16 липня 2018 року орбіту апарата почали знижуватиImaging Ryugu from an altitude of 6 km. JAXA press release. 25 July 2018..
21 вересня 2018 року від «Хаябуси-2» з висоти 55 м відділились перші два ровери — Rover-1A (HIBOU) та Rover-1B (OWL), вони спустились на поверхню астероїда незалежно один від одногоHayabusa-2: Japan's rovers ready for touchdown on asteroid. Paul Rincon, BBC News. 20 September 2018.. Вони успішно функціонували та передавали дані. Ровер MASCOT успішно відділився 3 грудня 2018 року і працював близько 16 годин, як і планувалосьMASCOT lands safely on asteroid Ryugu . Press release, DLR Press Portal. 3 October 2018..
Перший відбір зразків було заплановано на кінець жовтня 2018 року, проте ровери не змогли взяти зразки через відсутність реголіту — ландшафт місця висадки складався з невеликого каміння. Було вирішено відкласти відбір зразків до 2019 року і проаналізувати доступні варіанти. Перша спроба взяти зразки з поверхні астероїда відбулась 21 лютого 2019 року. 5 квітня 2019 року станція «Хаябуса-2» вивільнила заряд, який створив штучний кратер на поверхні астероїда. 14 травня 2019 року станція не змогла вивільнити рефлекторні маркери, які необхідні для спуску і забору зразків, проте це успішно вдалось зробити 4 червня 2019 року. Підповерхневий відбір зразків було здійснено 11 липня 2019 року. Станція розпочала зворотну подорож до Землі 13 листопада 2019 року, прибуття зразків очікувалося наприкінці 2020 року.
Зразки з астероїда були доставлені на Землю 5 грудня 2020 року.
На зворотному шляху місія літального апарата була розширена: він має пролетіти повз невеличкий астероїд (98943) 2001 CC21 в 2026 році та невеличкий уламок 1998 KY26 в 2031 році. Тому 4 грудня на відстані близько 220 тисяч кілометрів від Землі літальний апарат випустив невеликий спускний капсуль (40 см завширшки) зі зразками, а сам запустив двигуни для зміни траєкторії.
Спускний капсуль, який не має рушіїв, увійшов в атмосферу Землі о 17:28 GMT 5 грудня 2020 року на швидкості близько км/год. Капсуль успішно приземлився о 17:47 GMT (6 грудня о 4:17 ранку за місцевим часом) в місцевості Вумера.
Космічний апарат Конструкція «Хаябуси-2» базується на першій версії апарата «Хаябуса» з деякими поліпшеннями. Маса апарата з пальним — 610 кг, живлення систем забезпечують сонячні панелі потужністю 2,6 кВт на відстані 1 а. о. та 1,4 кВт на відстані 1,4 а. о. Енергія накопичується у вбудованих літій-іонних батареях (13,3 А·год).
Система руху Космічний апарат обладнаний чотирма іонними рушіями на сонячній енергії, що мають назву μ10, один із яких — запасний. Іонні двигуни іонізують газ — ксенон і розганяють його електростатичним полем. Три двигуни генерують тягу у 28 мН, це незначна тяга у космічних масштабах, проте двигуни мають високу ефективність, 66 кг ксенону можуть змінити швидкість космічного апарата до 2 км/с.
Апарат має чотири запасні реактивні механізми і систему з 12 маневрових хімічних рушіїв для контролю орієнтації та орбітального коригування біля астероїда. Хімічні двигуни використовують пару гідразин/MON-3 загальна маса хімічного палива — 48 кг.
«Хаябуса-2» ПоказникOperation Status of Ion Engines of Asteroid Explorer Hayabusa2. (PDF) Nishiyama, Kazutaka; Hosoda, Satoshi; Tsukizaki, Ryudo; Kuninaka, Hitoshi. JAXA, January 2017The Ion Engine System for Hayabusa2 . The 32nd International Electric Propulsion Conference, Wiesbaden, Germany, September 11–15, 2011. Система руху Кількість маневрових двигунів Загальна тяга (іонний двигун) Питомий імпульс Прискорення Потужність джерела живлення Загальна маса Система іонного двигунасуха маса Система іонного двигуназагальна маса Сонячні панелі Ксенон Гідразин/MON-3 (пальне) Тяга (хімічні двигуни)
Зв'язок Компанія NEC, головний конструктор апарата, розпочала проєктування 590-кг апарата, системи зв'язку К-діапазону і проміжної інфрачервоної камери.
Інструменти За ідеологією, конструкцією і принципом забору ґрунту «Хаябуса-2» буде майже точною копією першого апарата («Хаябуса»). У ній усунено виявлені недоліки, як-от низький ресурс маховиків системи орієнтації та дефекти допоміжної рухової установки з РРД. Крім того, вдосконалено систему забору ґрунту (з урахуванням передбачуваних відмінностей у його складі та стані) і змістити робочий діапазон спектрометра. Передбачається встановити «плоску» антену системи зв'язку.
Апарат обладнаний спускним апаратом МІНЕРВА-2, що містить три планетоходи — Rover-1A, Rover-1B і Rover-2.
Апарат також обладнаний невеличким спускним апаратом MASCOT (), який розробили Німецький аерокосмічний центр і Національний центр космічних досліджень Франції. На спускному апараті встановлені спектрометр, магнітометр, радіометр та камера, а також модуль для переміщення, завдяки якому апарат може змінювати своє положення для подальших досліджень. До розробки системи терморегуляції для MASCOT долучились українські вчені з теплоенергетичного факультету НТУУ «КПІ» ім. Ігоря Сікорського.
На апараті також встановлено ударний суцільнометалевий заряд Small Carry-on Impactor (SCI), який складається з мідного ядра й заряду вибухівки. Під час наближення до астероїда апарат вистрілить цим зарядом у поверхню. На дні кратера, який утворився, вчені сподіваються знайти інші зразки порід. Інший інструмент, який буде розгорнутий, — камера. Ця камера спостерігатиме за підривом Small Carry-on Impactor. Мідний заряд зіткнеться з астероїдом на швидкості 2 км/с.
Етапи місії 3 грудня 2014 року — запуск космічного апарата. 3 грудня 2015 року — зонд здійснив гравітаційний маневр навколо Землі та, отримавши додаткове прискорення, вирушив до астероїда. 27 червня 2018 року — зонд вийшов на орбіту астероїда. 21 вересня 2018 року — здійснено м'яку посадку на поверхню астероїда двох модулів Rover-1A і Rover-1B. 3 жовтня 2018 року — здійснив посадку модуль MASCOT. MASCOT працював на астероїді понад 17 годин, за цей час модуль тричі змінював своє місце перебування, успішно виконав заплановані дослідження складу ґрунту і властивостей астероїда і передав дані на орбітальний апарат. 22 лютого 2019 року — зонд «Хаябуса-2» опустився на відносно рівний шестиметровий майданчик 900-метрового астероїда. Після взяття зразків ґрунту «Хаябуса-2» знову повернувся на орбіту небесного тіла. Плануються наступні взяття зразків ґрунту. 6 квітня 2019 року — із зонда було скинуто снаряд Small Carry-on Impactor (SCI), яка складалася з мідного снаряда масою 2,5 кілограма і 4,5-кілограмового заряду вибухової речовини, щоб пил і частинки ґрунту, що піднялися з астероїда, зміг захопити апарат для доставки на Землю. 11 липня 2019 року — зонд «Хаябуса-2» вдруге зібрав зразки ґрунту астероїда. 13 листопада 2019 року — зонд «Хаябуса-2» залишив орбіту астероїда Рюгу та попрямував до Землі разом зі зразками. Вчені JAXA мають намір скинути зразки астероїда в герметичній капсулі з борту «Хаябуси-2» на Землю, після чого зонд зможе продовжити свій шлях і розпочати вивчати нове небесне тіло. 5 грудня 2020 року — повернення капсули зі зразками ґрунту з астероїда Рюгу на випробувальний полігон Вумера в Австралії.
Відкриття за підсумками місії У березні 2023 року в зразках з поверхні навколоземного астероїда Рюгу, які доставив на Землю «Хаябуса-2», дослідники знайшли урацил, який входить до складу рибонуклеїнової кислоти (РНК), і нікотинову кислоту, тобто вітамін В3, що бере участь у метаболізмі. У цих зразках вже знаходили воду та різноманітні органічні речовини, зокрема всі основні амінокислоти. Проте складові РНК там виявили вперше. Раніше їх знаходили в метеоритах, які впали на Землю.Нуклеотиди та вітаміни й раніше виявляли в деяких метеоритах, але завжди залишалося питання, чи це не пов'язане із забрудненням каменів на Землі. Але оскільки «Хаябуса-2» доставив зразки в герметичних капсулах, цей фактор можна виключити.— розповіли науковці. Дане відкриття підтверджує гіпотезу, що ключові «елементи життя» потрапили на Землю з космосу — імовірно, їх занесли астероїди та інші небесні об'єктиRNA compound and vitamin B3 found in samples from near-Earth asteroid. Updated 2:09 AM EDT, Wed March 22, 2023Японські науковці знайшли компонент РНК на поверхні астероїда. 22.03.2023, 16:46.
Примітки
Посилання Огляд місії «Хаябуса-2» на каналі Alpha Centauri Asteroid explorer Hayabusa Agency's Report from ISAS/JAXA У Японії ведеться робота над космічним апаратом «Хаябуса — 2» Влада Японії ухвалила рішення про початок розробок зонд «Хаябуса-2»