ستقوم المركبة الفضائية يابوسا التابعة لوكالة الفضاء اليابانية (المعروفة أيضًا باسم MUSES-C) بدراسة الكويكب إيتوكاوا من السلسلة المعروفة باسم الكويكبات القريبة من الأرض
ستقوم المركبة الفضائية يابوسا التابعة لوكالة الفضاء اليابانية (المعروفة أيضًا باسم MUSES-C) بالتحقيق في الكويكب إيتوكاوا من السلسلة المعروفة باسم الكويكبات القريبة من الأرض. ومن خلال المهمة، سيقوم معهد علوم الفضاء والملاحة الفضائية (ISAS) باختبار التقنيات التي ستسمح بإعادة عينة من سطح الكويكب إلى الأرض. ومهما كانت هذه العينات صغيرة، فإنها ستسمح بإجراء تحليل مفصل لهذه الجسيمات في المختبر. القيمة العلمية للعينات هائلة.
هناك عدة نماذج لمهام العودة في مراحل مختلفة من الإعداد حول العالم. وبينما تتطلب هذه المهام صاروخًا واسع النطاق، فقد استكشفت اليابان إمكانية إطلاق مهمة تتطلب مركبة فضائية صغيرة بهدف اكتشاف كويكب آخر يمكن الوصول إليه وتطوير نظام دفع كهربائي فعال للمركبة الفضائية.
وتتمثل المهمة الرئيسية لمهمة MUSES-C في التأكد من أن التكنولوجيا قادرة على تحقيق الهدف، وهو الطيران إلى كويكب وإرجاع عينة منه. "نحن مقتنعون بأن هذه المهمة ستزودنا بالبيانات الفنية والتكنولوجية التي ستسمح لنا بتعزيز القدرة على إعادة العينات في المستقبل.
لأكثر من شهرين وثلاثة أشهر بعد إطلاقها في مايو 2003، قطعت المركبة الفضائية يابوسا مسافة طويلة من الأرض باستخدام جاذبيتها في رحلة جوية في مايو 2004.
وستكون هذه أول مركبة فضائية ذات دفع منخفض تلتقي بالكويكب إيتوكاوا (1998SF36) الشهر المقبل.
وفي الوقت نفسه، قامت المركبة الفضائية يابوسا بتصوير المذنب المستهدف في نهاية يوليو، يومي 8 و9 أغسطس و12 أغسطس. إجمالي 24 صورة. يستخدم نظام الملاحة المتكامل الذي يتضمن أنظمة القياس الراديوية والبصرية هذه الصور لتوجيه المركبة الفضائية نحو الاقتراب النهائي من الجسم.
نجح نظام الملاحة، الذي يعمل بمعدل بطيء بسبب استخدام المحرك الأيوني، في إجراء الإشعال الأول له. وخلال الأسابيع المقبلة، سيتم أيضًا تصوير المذنب باستخدام كاميرا عالية الدقة.
تحمل المركبة الفضائية ثلاث عجلات رد فعل. وفي إحداها، وهي المسؤولة عن الدوران على المحور X، حدث عطل في 31 يوليو. ومع ذلك، فإن المركبة الفضائية مجهزة أيضًا ببرنامج لإصلاح عجلة التفاعل المزدوج وتم تفعيلها. واستأنفت المركبة الفضائية رحلتها المستقرة وتعمل بشكل طبيعي.
فريق المركبة الفضائية مقتنع بأنه سيحقق طريق الرصدات العلمية، بما في ذلك أخذ العينة المتوقعة خلال مرحلة الاتصال.
تم العثور على المركبة الفضائية في 12 أغسطس، وهو يوم آخر تحديث للخبر على موقع وكالة الفضاء اليابانية، على مسافة 35 ألف كيلومتر من وجهتها (المسافة حاليا أقل من 9,000 آلاف كيلومتر) وبسرعة 38 مترا في الثانية. . هذه سرعة مذهلة ستسمح بمواجهة قوة دفع منخفضة لم تتم تجربتها من قبل. ستقوم المركبة الفضائية بإيقاف تشغيل محركها الأيوني على مسافة 3,500 كيلومتر من الجسم وتستمر بالسرعة المتبقية لتصل إلى سرعة 10 أمتار في الثانية. سيتم تنفيذ التباطؤ من خلال نظام التحكم في التفاعل. وفي منتصف سبتمبر/أيلول، ستصل المركبة الفضائية إلى مسافة نسبية تبلغ 20 كيلومترا من الكويكب.
وبعد ذلك ستواصل المركبة الفضائية مرافقة المذنب طوال الوقت الذي تستغرقه دراسة المنطقة والعثور على موقع الهبوط. ثم ستبدأ المركبة الفضائية في الاقتراب من الكويكب.
أولاً، سيتم قياس المسافة النسبية والارتفاع من السطح باستخدام جهازين مصممين لهذا الغرض. أثناء الاقتراب، ستقوم المركبة الفضائية بضبط محركاتها بشكل مستقل، وخلال هذه العملية برمتها، ستنقل الصور إلى الأرض. وعلى الرغم من أن مركز التحكم على الأرض لن يتمكن من مناورة المركبة الفضائية لأنها ستكون على بعد 10 دقائق ضوئية، إلا أنه سيكون قادرًا على إرسال أمر إذا اكتشفت وحدات التحكم خطرًا ولكن ليس أكثر. معظم القرارات المهمة يجب أن تتخذها المركبة الفضائية نفسها.
وعلى ارتفاع 100 متر، ستقوم المركبة الفضائية بإسقاط علامة الهدف على أرض الكويكب. سوف تتألق العلامة التي يبلغ قطرها حوالي 10 سنتيمترات على سطح الكويكب وستعيد شعاع الفلاش من المركبة الفضائية التي ستهبط بموجبها أيضًا. ومن هذه النقطة فصاعداً، سيتم تفعيل جهاز يعرف باسم LRF يقوم بقياس المسافة بين المركبة الفضائية والسطح، بالإضافة إلى قياس المسافة بين المركبة الفضائية والسطح.
منحدر السطح باستخدام الإسقاط الشعاعي لأشعة متعددة. جهاز آخر، سيتم استخدام FBS للكشف عن خطر الاصطدام على السطح.
وبعد الاقتراب من سطح الكويكب وقبل الملامسة النهائية للأرض، ستوقف المركبة الفضائية محركاتها وتسقط في حالة سقوط حر. وذلك لمنع الطائرات من تلويث سطح الكويكب عن طريق الاقتراب منه كثيرًا. من هذه النقطة، ستبقى المحركات في وضع الإغلاق حتى تكتمل مهمة أخذ العينات. بعد النزول في السقوط الحر، سيبدأ أخذ العينات على الفور. ستقوم الحفارة بعد ذلك بإزالة العينة ووضعها في المركبة الفضائية. وبعد أخذ العينات مباشرة، ستقوم المركبة الفضائية بتنشيط محركاتها والإقلاع على الفور، واستئناف التحليق على ارتفاع 100 متر وانتظار الأمر التالي من الأرض.
أساليب أخذ العينات
كيف سيتم جمع العينات؟ بالمقارنة مع جاذبية القمر، التي تقل عن سدس جاذبية الأرض، فإن الجاذبية على سطح الكويكب ضئيلة، أقل من مائة ألف من جاذبية الأرض. إذا لم يتم استخدام حفارة أو أي أداة أخرى للحفر مثبتة بمرساة قوية على السطح، فقد يتم دفع المركبة الفضائية بعيدًا قبل أن تحفر الحفارة حفرة. وبصرف النظر عن هذا، هناك عامل آخر يجعل من الصعب أخذ العينة، وهو أننا لا نعرف مما يتكون الكويكب حقا. ففي النهاية، هذا هو سبب وصول سفينة الفضاء إلى هناك في المقام الأول.
اتضح أن اليابانيين لم يقرروا بعد الطريقة التي سيتم بها إجراء التنقيب، ويبدو أن الأدوات الموجودة في المركبة الفضائية قادرة على تقديم مجموعة متنوعة من الخيارات اعتمادًا على الظروف على الأرض.
العودة إلى الأرض
وفي المرحلة الأخيرة من المهمة، ستدخل كبسولة صغيرة تحتوي على عينة الكويكب الغلاف الجوي للأرض في منتصف عام 2007 بسرعة 12 كيلومترا في الثانية. الحد الأقصى لمعدل تسخين الكبسولة عند عودتها إلى الغلاف الجوي أعلى بعشرات المرات من معدل تسخين المكوك الفضائي وعدة مرات من غرف العودة أبولو. تم تطوير المادة التي صنع منها الدرع الحراري بأحدث التقنيات. بعد أن يبطئ الغلاف الجوي المركبة الفضائية، ستطلق مظلات للهبوط السلس. سيتم تحديد موقع الكبسولة حسب موقع الراديو الذي سيتم إرساله، وبالتالي سيكون من الممكن استخراجها.
