Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
"РЯДОМ" перенаправляется сюда. Чтобы узнать о других значениях, см. Рядом .

РЯДОМ Сапожник
Модель космического корабля цилиндрической формы с четырьмя солнечными панелями квадратной формы на одной из кромок корабля.
Модель космического корабля NEAR Shoemaker
Тип миссииОрбитальный аппарат ( 433 Эрос )
ОператорНАСА  · APL
COSPAR ID1996-008A
SATCAT нет.23784Отредактируйте это в Викиданных
Интернет сайтОфициальный веб-сайт
Продолжительность миссии5 лет, 21 день
Свойства космического корабля
Стартовая масса~ 800 кг (1800 фунтов)
Сухая масса487 килограммов (1074 фунтов)
Мощность1800 Вт
Начало миссии
Дата запуска17 февраля 1996 г. 20:43:27 UTC ( 1996-02-17 )
РакетаДельта II 7925-8
Запустить сайтМыс Канаверал LC-17B
Конец миссии
Последний контакт28 февраля 2001 г. ~ 00:00 UTC ( 2001-02-28 )
Дата посадки12 февраля 2001 г., 20:01 UTC ( 2001-02-12 )
Посадочная площадкаК югу от кратера Химерос , 433 Эрос
Облет Матильды 253
Ближайший подход27 июня 1997 г., 12:56 UTC ( 1997-06-27 )
Расстояние1212 километров (753 миль)
433 орбитальный аппарат Эрос
Орбитальная вставка14 февраля 2000 г., 15:33 UTC ( 2000-02-14 )
Орбиты230 витков [1]
Рисунок космического корабля, парящего над астероидом, заключенный в равносторонний треугольник с толстой красной рамкой. Слова «JHU / APL», «NASA» и «NEAR» напечатаны жирным белым шрифтом с левой, правой и нижней сторон границ треугольника.
Официальный знак миссии NEAR Shoemaker 

Рандеву с околоземным астероидом - Шумейкер ( NEAR Shoemaker ), переименованный после запуска в 1996 году в честь ученого-планетолога Юджина Шумейкера , представлял собой роботизированный космический зонд, разработанный Лабораторией прикладной физики Университета Джона Хопкинса для НАСА для изучения сближающегося с Землей астероида Эрос с близкого расстояния. орбите в течение года. Миссии удалось сблизиться с астероидом и несколько раз облететь его, в конце концов, 12 февраля 2001 года он приземлился на астероиде.

Основная научная цель NEAR состояла в том, чтобы получить данные об основных свойствах, составе, минералогии , морфологии, внутреннем распределении массы и магнитном поле Эроса. Вторичные цели включают изучение свойств реголита , взаимодействия с солнечным ветром , возможной текущей активности, на которую указывает пыль или газ, и состояния вращения астероида. Эти данные будут использоваться, чтобы помочь понять характеристики астероидов в целом, их связь с метеороидами и кометами , а также условия в ранней Солнечной системе. Для достижения этих целей на космическом корабле был установленСпектрометр рентгеновского / гамма-излучения , спектрограф для формирования изображений в ближнем инфракрасном диапазоне, многоспектральная камера, оснащенная детектором изображения CCD , лазерным дальномером и магнитометром . Также был проведен радионаучный эксперимент с использованием системы слежения NEAR для оценки гравитационного поля астероида. Общая масса инструментов составляла 56 кг (123 фунта), что требовало мощности 80 Вт.

Развитие [ править ]

Предыдущий план миссии заключался в том, чтобы он отправился к 4660 Nereus и пролетел мимо van Albada 2019 года по пути. [2] В январе 2000 года он должен был встретиться с Нереем, но вместо того, чтобы остаться, он посетит несколько астероидов и комет. [2] Среди обсуждавшихся вариантов были 2P / Encke , 433 Eros (который стал основной целью миссии), 1036 Ganymed , 4 Vesta и 4015 Wilson – Harrington . [2] Гранд-тур Small-Body был планом посещения двух астероидов и двух комет в течение десятилетия с космическим кораблем. [2]

Профиль миссии [ править ]

Около Земли астероид Эрос, вид с космического корабля NEAR .

Резюме [ править ]

Основная цель миссии заключалась в исследовании сближающегося с Землей астероида 433 Эрос с орбиты в течение примерно одного года. Эрос - астероид S-типа размером примерно 13 × 13 × 33 км, второй по величине астероид, сближающийся с Землей. Первоначально орбита была круговой с радиусом 200 км. Радиус орбиты был постепенно снижен до орбиты 50 × 50 км 30 апреля 2000 г. и уменьшился до 35 × 35 км 14 июля 2000 г. В последующие месяцы орбита была поднята до орбиты 200 × 200 км и затем медленно уменьшилась и 13 декабря 2000 года сменилась на ретроградную орбиту 35 × 35 км. Миссия завершилась приземлением в районе "седла" Эроса 12 февраля 2001 года.

Некоторые ученые утверждают, что конечной целью миссии было связать Эрос, астероидное тело, с метеоритами, обнаруженными на Земле. Имея достаточно данных о химическом составе, можно установить причинную связь между Эросом и другими астероидами S-типа, а также теми метеоритами, которые считаются частями астероидов S-типа (возможно, самим Эросом). Как только эта связь будет установлена, метеоритный материал можно будет изучать с помощью большого, сложного и постоянно развивающегося оборудования, а результаты экстраполировать на тела в космосе. NEAR не доказал и не опровергал эту связь к удовлетворению ученых.

В период с декабря 1999 г. по февраль 2001 г. NEAR использовала свой гамма-спектрометр для обнаружения всплесков гамма-излучения в рамках Межпланетной сети . [3]

Путешествие к Матильде [ править ]

Запуск NEAR , февраль 1996 г.

После запуска на Delta 7925-8 ( ракета-носитель Delta II с девятью накладными твердотопливными ракетами-носителями и третьей ступенью Star 48 (PAM-D)) 17 февраля 1996 г. и выхода с околоземной орбиты NEAR вошла в первая часть его круизной фазы. NEAR провел большую часть фазы полета в состоянии "спячки" с минимальной активностью, которая закончилась за несколько дней до пролета астероида 253 Mathilde диаметром 61 км . [4]

Один из снимков с пролета 253 г. Матильды.

27 июня 1997 г. NEAR пролетел над Матильдой на расстоянии 1200 км в 12:56 UT со скоростью 9,93 км / с, вернув изображения и другие данные приборов. В результате облета было получено более 500 изображений, покрывающих 60% поверхности Матильды, [5], а также гравитационные данные, позволяющие рассчитать размеры и массу Матильды. [6]

Путешествие на Эрос [ править ]

3 июля 1997 года NEAR выполнила первый крупный маневр в глубоком космосе, сгорая на две части основного двигателя 450 Н. Это уменьшило скорость на 279 м / с и понизило перигелий с 0,99  а.е. до 0,95 а.е. Облет Земли при помощи гравитации произошел 23 января 1998 г. в 7:23 UT. Ближайшее сближение составило 540 км, что изменило наклон орбиты с 0,5 до 10,2 градуса и расстояние афелия с 2,17 до 1,77 а.е., что почти соответствует таковому у Эроса. Инструментарий был активен в это время. [4]

Неудача при первой попытке выхода на орбиту [ править ]

Первая из четырех запланированных рандеву ожогов была предпринята 20 декабря 1998 года в 22:00 UT. Последовательность записи была начата, но немедленно прервана. После этого космический корабль перешел в безопасный режим и начал кувыркаться. Двигатели космического корабля сработали тысячи раз во время аномалии, в результате чего было израсходовано 29 кг топлива, уменьшив запас топлива по программе до нуля. Эта аномалия почти привела к потере космического корабля из-за отсутствия солнечной ориентации и последующего разряда батареи. Контакт между космическим кораблем и центром управления полетом не мог быть установлен более 24 часов. Основная причина этого инцидента не установлена, но программные и операционные ошибки повлияли на серьезность аномалии. [7]

Первоначальный план миссии предусматривал, что за четырьмя ожогами последует выведение на орбиту 10 января 1999 года, но прерывание первого ожога и потеря связи сделали это невозможным. Был введен в действие новый план, согласно которому NEAR пролетел мимо Эроса 23 декабря 1998 г. в 18:41:23 UT со скоростью 965 м / с на расстоянии 3827 км от центра масс Эроса. Изображения Эроса были сделаны камерой, данные были собраны с помощью спектрографа в ближнем ИК-диапазоне , а во время пролета было выполнено радиосопровождение. Свидание маневр был выполнен на 3 января 1999 года с участием подруливающее сгореть , чтобы соответствовать NEAR «s орбитальную скорость к скорости Эроса. гидразинСжигание подруливающего устройства произошло 20 января для уточнения траектории. 12 августа двухминутный двигатель малой тяги снизил скорость космического корабля относительно Эроса до 300 км / ч. [4]

Орбитальная вставка [ править ]

График траектории полета космического корабля NEAR .
Анимация траектории NEAR Shoemaker с 19 февраля 1996 г. по 12 февраля 2001 г.
  •   РЯДОМ Сапожник
  •   Эрос
  •   земной шар
  •   Матильда
  •   солнце
Анимация NEAR сапожника «S траектории вокруг Эроса с 1 апреля 2000 года по 12 февраля 2001 года
  •   РЯДОМ Сапожник
  •   433 Эрос

Выход на орбиту вокруг Эроса произошел 14 февраля 2000 г. в 15:33 UT (10:33 EST) после того, как NEAR завершил 13-месячную гелиоцентрическую орбиту, которая близко соответствовала орбите Эроса. 3 февраля в 17:00 UT был завершен маневр сближения, в результате которого космический корабль замедлился с 19,3 до 8,1 м / с относительно Эроса. Еще один маневр произошел 8 февраля, с небольшим увеличением относительной скорости до 9,9 м / с. Поиски спутников Эроса проводились 28 января, 4 и 9 февраля; ничего не было найдено. Сканирование проводилось в научных целях и для уменьшения вероятности столкновения со спутником. РЯДОМ вошел в 321 × 366 км эллиптической орбите вокруг Эроса на 14 февраля Орбита медленно уменьшалась до 35 км круговой полярной орбите 14 июля NEARоставался на этой орбите в течение 10 дней, а затем был постепенно переведен на 100-километровую круговую орбиту к 5 сентября 2000 года. Маневры в середине октября привели к пролету над Эросом в пределах 5,3 км от поверхности в 07:00 UT октября. 26. [4]

Орбиты и посадка [ править ]

Астероид Эрос с высоты примерно 250 метров (площадь на изображении составляет примерно 12 метров в поперечнике [1] ). Этот снимок был сделан во время NEAR «S спуска к поверхности астероида.

После пролета NEAR перешел на круговую орбиту 200 км и сместил орбиту с прямой.от околополярной до ретроградной приэкваториальной орбиты. К 13 декабря 2000 года орбита была переведена обратно на круговую низкую орбиту длиной 35 км. С 24 января 2001 г. космический аппарат начал серию близких (5–6 км) проходов к поверхности, а 28 января прошел 2–3 км от астероида. Затем космический корабль совершил медленный управляемый спуск на поверхность Эроса, завершившийся приземлением к югу от седловидной детали Химерос 12 февраля 2001 г. примерно в 20:01 UT (15:01 EST). К удивлению диспетчеров, космический корабль не был поврежден и работал после приземления на расчетной скорости от 1,5 до 1,8 метра в секунду (таким образом, он стал первым космическим кораблем, совершившим мягкую посадку на астероид). [8] После получения продления времени антенны в сети Deep Space Networkгамма-спектрометр космического корабля был перепрограммирован для сбора данных о составе Эроса с выгодной позиции примерно в 4 дюймах (100 мм) от поверхности, где он был в десять раз более чувствительным, чем когда он использовался на орбите. [9] Это увеличение чувствительности было частично из-за увеличенного отношения сигнала от Эроса по сравнению с шумом, генерируемым самим зондом. [3] Воздействие космических лучей на датчик также уменьшилось примерно на 50%. [3]

В 19:00 по восточному стандартному времени 28 февраля 2001 г. были получены последние сигналы данных от NEAR Shoemaker, прежде чем он был закрыт. Последняя попытка связи с космическим кораблем 10 декабря 2002 г. не увенчалась успехом. Вероятно, это произошло из-за экстремальных условий -279 ° F (-173 ° C, 100 K ), в которых зонд находился на Эросе. [10]

Космические аппараты и подсистемы [ править ]

Космический корабль NEAR внутри ракеты Delta II .

Космический корабль имеет форму восьмиугольной призмы со стороной примерно 1,7 м, с четырьмя фиксированными солнечными панелями из арсенида галлия в составе ветряной мельницы, фиксированной 1,5-метровой радиоантенной с высоким коэффициентом усиления X-диапазона с магнитометром, установленным на антенном фиде, и рентгеновский солнечный монитор на одном конце (носовая палуба), а другие инструменты закреплены на противоположном конце (кормовая палуба). Большая часть электроники была смонтирована внутри деки. Двигательный модуль находился внутри. Решение установить приборы на корпусе космического корабля вместо использования стрелы привело к необходимости экранировать гамма-спектрометр от шума, создаваемого кораблем. [3] висмут германатныйбыл использован щит, хотя он оказался умеренно эффективным. [3]

Корабль был стабилизирован по трем осям и использовал одно двухкомпонентное топливо ( гидразин / четырехокись азота ) 450 ньютон (Н) главного двигателя [11] и четыре 21 Н и семь 3,5 Н гидразиновых двигателей для приведения в движение, для общего потенциала дельта-V 1450 м / с. Контроль ориентации достигался с помощью гидразиновых двигателей и четырех реактивных колес. Двигательная установка несла 209 кг гидразина и 109 кг окислителя NTO в двух баках окислителя и трех топливных баках. [4]

Мощность была представлена четырьмя 1,8 на 1,2 метра арсенида галлия солнечных батарей , которые могут производить 400  ватт на уровне 2,2  АС (329000000 км), БЛИЖАЙШЕМ «с максимальным расстоянием от Солнца и 1800 Вт на одном АС (150000000 км). Энергия хранилась в перезаряжаемой никель-кадмиевой батарее емкостью девять ампер-часов с 22 элементами . [4]

Схема, показывающая расположение научных инструментов NEAR .

Наведение космического корабля было достигнуто за счет использования набора датчиков из пяти цифровых детекторов ориентации Солнца, инерциального измерительного блока (IMU) и камеры слежения за звездами, направленной против направления наведения инструмента. ИДУ содержал полусферические резонаторные гироскопы и акселерометры. Четыре реактивных колеса (расположенные так, чтобы любые три могли обеспечивать полное управление по трем осям) использовались для нормального управления ориентацией. Подруливающие устройства использовались для сброса углового момента от реактивных колес, а также для быстрых поворотных и движущихся маневров. Контроль ориентации был с точностью до 0,1 градуса, стабильность наведения по линии прямой видимости - в пределах 50 микрорадиан в течение одной секунды, а знание отношения после обработки - до 50 микрорадиан. [4]

Подсистема управления данными и данными состояла из двух резервных командных и телеметрических процессоров и твердотельных записывающих устройств, блока переключения питания и интерфейса к двум резервированным стандартным шинам данных 1553 для связи с другими подсистемами.NEAR был первым космическим аппаратом APL, в котором использовалось значительное количество микросхем в пластиковом корпусе (PEM), и первым, кто использовал твердотельные регистраторы данных для массового хранения данных - предыдущие космические аппараты APL использовали магнитные магнитофоны или магнитные сердечники. [12]

Твердотельные рекордеры построены из 16 Мбит памяти IBM Luna-C DRAM . Один рекордер имеет 1,1 гигабит памяти, другой - 0,67 гигабит. [4]

Миссия NEAR была первым запуском программы NASA Discovery Program , серии небольших космических аппаратов, предназначенных для перехода от разработки к полету менее чем за три года и стоимостью менее 150 миллионов долларов. Строительство, запуск и 30-дневная стоимость этой миссии оценивается в 122 миллиона долларов. Окончательная общая стоимость миссии составила 224 миллиона долларов, включая 124,9 миллиона долларов на разработку космических аппаратов, 44,6 миллиона долларов на поддержку запуска и отслеживание и 54,6 миллиона долларов на операции миссии и анализ данных. [1]

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b «РЯДОМ: FAQ» . Лаборатория прикладной физики .
  2. ^ a b c d Возможности расширенной миссии для миссии сближения астероидов класса Discovery
  3. ^ a b c d e Тромбка, JI; Nittler, LR; Старр, РД; Эванс, LG; и другие. (2001). «Эксперимент на рентгеновском / гамма-спектрометре NEAR-Shoemaker: обзор и извлеченные уроки» . Метеоритика и планетология . 36 (12): 1605–1616. Bibcode : 2001M & PS ... 36.1605T . DOI : 10.1111 / j.1945-5100.2001.tb01852.x .
  4. ^ a b c d e f g h "РЯДОМ С сапожником" . Координированный архив данных космической науки НАСА . Проверено 5 февраля 2019 года .
  5. ↑ Уильямс, Дэвид Р. (18 декабря 2001 г.). "РЯДОМ облета астероида 253 Матильда" . НАСА . Проверено 10 августа 2006 года .
  6. ^ DK Yeomans; и другие. (1997). «Оценка массы астероида 253 Матильда по данным слежения во время ближнего пролета» . Наука . 278 (5346): 2106–9. Bibcode : 1997Sci ... 278.2106Y . DOI : 10.1126 / science.278.5346.2106 . PMID 9405343 . Проверено 29 августа 2007 года . 
  7. ^ "Ближние Rendezvous Ожог аномалии декабря 1998 года" (PDF) . Заключительный отчет Совета по рассмотрению аномалий NEAR. Ноября 1999 . Проверено 2 февраля 2017 года .
  8. ^ Сиддики, Асиф А. (2018). За пределами Земли: Хроника исследования глубокого космоса, 1958–2016 (PDF) . Серия истории НАСА (второе изд.). Вашингтон, округ Колумбия: Офис программы истории НАСА. п. 2. ISBN  9781626830424. LCCN  2017059404 . СП2018-4041.
  9. ↑ Уорт, Хелен (28 февраля 2001 г.). «Конец астероидного приключения: РЯДОМ Сапожник телефоны дома в последний раз» . Лаборатория прикладной физики .
  10. ^ " ' РЯДОМ молчания сапожника" . Лаборатория прикладной физики . 23 февраля 2001 г.
  11. ↑ Уильямс, Дэвид Р. (8 февраля 2000 г.). "NEAR Mission Profile" . Центр космических полетов имени Годдарда НАСА . Проверено 5 февраля 2019 года .
  12. ^ Рональд К. Бурек. " Твердотельные регистраторы данных NEAR " . Технический дайджест Johns Hopkins APL. 1998 г.
  • Текст адаптирован из общедоступной веб-страницы НАСА .
  • Тромбка JI; Squyres SW; Bruckner J; Boynton WV; и другие. (2000). «Элементный состав астероида 433 Эрос: результаты рентгеновского спектрометра NEAR-Shoemaker» . Наука . 289 (5487): 2101–2105. Bibcode : 2000Sci ... 289.2101T . DOI : 10.1126 / science.289.5487.2101 . PMID  11000107 .
  • Zuber MT; Smith DE; Cheng AF; Гарвин Дж. Б.; и другие. (2000). «Форма 433 Эроса из лазерного дальномера NEAR-Shoemaker» . Наука . 289 (5487): 2097–2101. Bibcode : 2000Sci ... 289.2097Z . DOI : 10.1126 / science.289.5487.2097 . PMID  11000106 .
  • Yeomans DK; Антреазийский PG; Barriot JP; Чесли SR; и другие. (2000). «Результаты радионауки во время сближения космического корабля NEAR-Shoemaker с Эросом». Наука . 289 (5487): 2085–2088. Bibcode : 2000Sci ... 289.2085Y . DOI : 10.1126 / science.289.5487.2085 . PMID  11000104 .

 В эту статью включены материалы, являющиеся  общественным достоянием, с веб-сайтов или документов Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства .

Внешние ссылки [ править ]

  • NEAR Shoemaker Profile от NASA's Solar System Exploration.
  • Главный каталог NSSDC: Космический корабль - NEAR Shoemaker
  • NASA GSFC: NEAR Shoemaker, встреча с околоземным астероидом
  • Официальный сайт миссии NEAR (Лаборатория прикладной физики Джона Хопкинса)
  • Встреча с астероидом у Земли
  • Архив миссий NEAR в Системе планетарных данных НАСА, узел малых тел