Авиация NEAR Shoemaker - Хроника полёта и траектория
11 мая 2011Оглавление:
1. NEAR Shoemaker
2. Устройство аппарата
3. Хроника полёта и траектория
4. Результаты миссии
«NEAR Shoemaker» следовал по так называемой траектории «Delta VEGA», необходимой для сближения с Эросом, орбита которого наклонена под углом 10,8° к плоскости эклиптики Солнечной системы. «Delta V» подразумевает изменение скорости движения аппарата, а «EGA» — гравитационную помощь Земли.
Запуск
17 февраля 1996 года со стартовой площадки 17-B на мысе Канаверал во Флориде, с помощью трёхступенчатой американской ракеты-носителя «Дельта-2» 7925, был запущен «NEAR Shoemaker». На высоте около 183 км с наклонением 28,74° ракета вышла на парковочную орбиту. Период нахождения на парковочной орбите был сравнительно коротким . Это говорит о том, что солнечная энергия начала использоваться через час после запуска.
Третья ступень отработала полностью в земной тени. Приблизительно через 22 минуты после запуска эта ступень отделилась, и раскрылись панели солнечных батарей. После отделения третьей ступени за контроль аппаратом стала отвечать его система управления. В течение 37 минут, с момента запуска и до выхода «NEAR Shoemaker» из тени Земли, аппарат поддерживал работу с помощью встроенных батарей. Поскольку их размеры и вес были ограничены, работали только наиболее важные системы.
Полёт к Матильде
Полёт к астероиду Матильда занял более 16 месяцев.
В течение первых нескольких недель полёта проверялось состояние аппарата. Также в течение этого периода проводились небольшие запуски двигателя, в целях калибровки двигательной системы, и корректировки отклонений от заданной траектории. После этого, для экономии энергии, аппарат был переведён в режим минимальной активности. Все инструменты были отключены. Подсистема телеметрии периодически обрабатывала служебные операции и навигационные данные, и сохраняла их. Нагреватели использовались для поддержания температуры неактивных систем.
«NEAR Shoemaker» сохранял этот спящий режим, за исключением контактов с Землёй, проводившихся раз в три недели в течение четырёх часов каждый. Контакты были необходимы для анализа состояния аппарата на Земле, и получения накопившихся телеметрических данных.
Пролёт Матильды
27 июня 1997 года «NEAR Shoemaker» пролетел на минимальном расстоянии 1200 км от астероида Матильда. Скорость пролёта составила 9,94 км/с. По ходу пролёта аппарат сделал более 500 изображений астероида. Разрешение наиболее качественных из них составляет 180 метров на пиксель. Также было получено 7 цветных изображений, с разрешением 400—500 метров на пиксель. Из-за медленного вращения, «NEAR Shoemaker» смог сфотографировать всего около 60% поверхности.
Кроме телеметрических наблюдений, было измерено магнитное поле и масса Матильды. В процессе отлёта аппарата был проведён поиск возможных спутников астероида, но они не были обнаружены.
3 июля 1997 года, через неделю после пролёта Матильды, был проведён первый манёвр с помощью двигателя аппарата, необходимый для уменьшения перигелия с 0,99 а. е. до 0,95 а. е. Манёвр был проведён в два этапа, с целью недопущения перегрева двигателя.
Пролёт Земли
Следующим важным этапом миссии был пролёт рядом с Землёй, необходимый для изменения наклонения к эклиптике Солнечной системы с 0,5° до 10,2°, и уменьшения афелийного расстояния от 2,17 а. е. до 1,77 а. е. Пролёт прошёл 22 января 1998 года на высоте 540 км от поверхности планеты.
Интересным аспектом пролёта Земли оказался тот факт, что изменённая траектория оказалась над южным полярным регионом планеты на протяжении значительного времени. Это позволило получить ряд уникальных изображений Антарктиды.
Пролёт Эроса
Согласно первоначальному плану полёта, «NEAR Shoemaker» должен был выйти на орбиту Эроса 10 января 1999 года. Однако, 20 декабря 1998 года, во время проведения тормозного импульса из-за сбоя в программном обеспечении на 27 часов была потеряна связь с аппаратом. В связи с этим был принят новый план полёта.
Согласно новому плану, 23 декабря «NEAR Shoemaker» пролетел на расстоянии 3827 км от центра массы Эроса. Дата выхода на орбиту астероида была перенесена на 14 февраля 2000 года. Аппарат должен был выйти на гелиоцентрическую орбиту, совпадающую с орбитой Эроса.
3 января 1999 года, с использованием двигателя, был выполнен манёвр для корректировки траектории и скорости аппарата, необходимых для повторной встречи с астероидом.
Во время пролёта Эроса были сделаны его снимки, собраны данные с помощью инфракрасного спектрометра.
На орбите Эроса
14 февраля 2000 года «NEAR Shoemaker» вышел на орбиту Эроса, с перицентром 327 км, апоцентром 450 км и периодом обращения 27,6 дней. На этой орбите были сделаны первые снимки астероида, собраны данные о поверхности и геологии Эроса.
3 марта 2000 года аппарат приблизился к Эросу на расстояние приблизительно 205 км, и проработал на почти круговой орбите около месяца. За это время была собрана информация о составе астероида.
1 апреля 2000 года «NEAR Shoemaker» начал следующий этап сближения с Эросом, для более детального его изучения. 11 апреля аппарат вышел на круговую орбиту, на расстояние около 100 км.
22 апреля 2000 года космический аппарат продолжил сближение с астероидом, и 30 апреля вышел на 50-километровую орбиту, наиболее удобную для исследования астероида. «NEAR Shoemaker» пробыл на этой орбите почти до конца 2000 года. За этот период было проведено большое количество исследований. Через немногим более месяца был вынужденно отключён инфракрасный спектрометр, после резкого скачка напряжения в устройстве. За время работы с помощью прибора было получено более 58 тысяч спектральных снимков.
13 декабря 2000 года «NEAR Shoemaker» в последний раз изменил орбиту, приблизившись к астероиду на расстояние около 35 км. На этой орбите основные исследования проводились с помощью гамма-рентгеновского спектрометра, изучающего химический состав поверхности.
Завершение миссии
12 февраля 2001 года аппарат начал торможение, медленно спускаясь на Эрос. Через два дня, 14 февраля, «NEAR Shoemaker» опустился на поверхность астероида. По ходу спуска были сделаны изображения поверхности с высоким разрешением, в том числе 69 детальных снимков, запечатлённых в последние 5 км спуска.
Аппарату удалось осуществить мягкую посадку на Эрос. После приземления панели солнечных батарей оказались освещены Солнцем, что обеспечило энергией гамма-рентгеновский спектрометр. Работая на поверхности, этот прибор мог определять состав грунта Эроса на глубине до 10 сантиметров с высокой точностью.
Находясь на поверхности, аппарат ещё более двух недель передавал данные. 28 февраля миссия NEAR была завершена. В декабре 2002 года была предпринята последняя попытка связаться с аппаратом, оказавшаяся неудачной.
Просмотров: 3329
|
|