МИНЕРВА (космический корабль) - MINERVA (spacecraft)

MINERVA ( Микро-нано-экспериментальный робот-робот для астероидов ) - это серия марсоходов, разработанных японским космическим агентством JAXA для исследования поверхностей астероидов . Первая MINERVA была частью миссии Hayabusa , а MINERVA-II - это серия из трех марсоходов для Hayabusa2 . 12 ноября 2005 года марсоход MINERVA был запущен с орбитального аппарата Hayabusa с целью приземлиться на астероид 25143 Итокава . Однако посадка не удалась, поскольку MINERVA пропустила астероид и оказалась на гелиоцентрической орбите. 21 сентября 2018 года первые два марсохода MINERVA-II успешно приземлились на астероид 162173 Рюгу . Третий марсоход MINERVA-II вышел из строя перед запуском с орбитального аппарата Hayabusa2, но он все равно был выпущен 2 октября 2019 года для выполнения гравитационных измерений перед столкновением с астероидом через несколько дней.

Обзор

Модель MINERVA. Снимок сделан в кампусе JAXA Sagamihara .

После утверждения проекта по возврату образцов астероидов MUSES-C, марсоход был предложен для установки на исследователь астероидов, и разработка MINERVA началась в 1997 году. Завершенная в феврале 2003 года, MINERVA стала первым космическим марсоходом Японии и первым астероидом. вездеход в мире.

9 мая 2003 года космический корабль MUSES-C с MINERVA был запущен из космического центра Кагосима и получил название Хаябуса . Хаябуса прибыл к своей цели, астероиду 25143 Итокава , 12 сентября 2005 года. После двухмесячной фазы наблюдений Хаябуса начал репетиции спуска в рамках подготовки к посадке на астероид. 12 ноября MINERVA отделился от Хаябусы и направился к Итокаве, но падение не удалось, и таким образом MINERVA стала самым маленьким искусственным объектом на гелиоцентрической орбите . После разделения MINERVA продолжала общаться в течение 18 часов, передавая данные на свой базовый корабль.

После того, как Hayabusa «s возвращения на Землю, проект преемника, Хаябуса-2 , начал, который также включал в себя ровер. В то время как MINERVA рассматривалась как дополнительное дополнение к первой Hayabusa, MINERVA-II стала частью номинальной полезной нагрузки для Hayabusa2 . Запущенный 3 декабря 2014 года, Hayabusa2 прибыл к астероиду 162173 Рюгу 27 июня 2018 года. MINERVA-II-1, состоящий из двух идентичных марсоходов, был запущен с Hayabusa2 21 сентября. Оба марсохода достигли поверхности Рюгу и стали первыми зондами, которые когда-либо путешествовали по поверхности астероида. JAXA объявило, что марсоходы были названы HIBOU (ранее Rover-1A) и OWL (ранее Rover-1B) соответственно.

Второе развертывание марсохода для MINERVA-II-2 произошло 2 октября 2019 года, 16:38 UTC. Марсоход, известный как Rover-2 или MINERVA-II-2, потерпел неудачу перед развертыванием, но все равно был выпущен с орбитального аппарата Hayabusa2 для выполнения гравитационных измерений. Он упал на астероид через несколько дней после выброса 8 октября.

Дизайн

МИНЕРВА

Модель внутренней структуры MINERVA, сделанная в кампусе JAXA в Сагамихара . Видны электрический двухслойный конденсатор и стереокамеры для съемки крупным планом.

MINERVA состоит из пяти компонентов, включая корпус марсохода.

  • OME-B, который устанавливает MINERVA на MUSES-C и подает питание на MINERVA до ее отделения
  • OME-C, обложка между OME-B и MUSES-C
  • OME-E, повторитель между шиной данных материнского корабля
  • OME-Ant, плоская патч-антенна для OME-E для связи с MINERVA

Эти четыре компонента находились внутри марсохода.

MINERVA представляет собой шестиугольную призму диаметром 12 см и высотой 10 см с солнечными элементами, прикрепленными к каждой стороне. Это позволяет зонду сохранять питание в любом положении, пока он находится в солнечной среде. Для смягчения ударов при посадке и защиты солнечных элементов из поверхности MINERVA выступают 16 штырей. У шести из них были термометры для прямого измерения температуры земли астероида. Штифты также служили средством увеличения трения во время прыжков.

Питание осуществляется от солнечных батарей, установленных на каждой стороне MINERVA. Избыточная мощность накапливается в двухслойном электрическом конденсаторе и используется в ситуациях, когда требуется большая мощность, чем та, которая вырабатывается солнечными элементами, например, при вращении двигателя и при использовании камер. После того, как электрический двухслойный конденсатор перестанет функционировать, связь будет по-прежнему возможна, но марсоход не сможет выполнять дальнейшие прыжки или изображения, поэтому считалось, что стационарная MINERVA должна постоянно измерять температуру поверхности астероида в месте его последнего упокоения.

Наряду с шестью встроенными датчиками температуры на штырях, выступающих из основного корпуса, MINERVA имела три камеры и шесть фотодиодов на борту в качестве внешних датчиков. Три камеры CCD были идентичны; два из них смотрели в одном направлении и находились рядом друг с другом, что позволяло получать стереографические изображения крупным планом. Это предназначалось в основном для съемки поверхности астероида. Оставшаяся камера была размещена с противоположной стороны от двух камер с основной целью получения изображения астероида сверху во время прыжков.

Сверху и снизу MINERVA расположена антенна. По мере изменения положения вездехода нужно было использовать любую сторону, обращенную к Хаябусе. Скорость передачи данных между MINERVA и OME-E составляла 9,6  кбит / с с максимальной дальностью 20 км.

MINERVA имеет встроенный микрокомпьютер . Его основной ЦП микропроцессора является Hitachi «с SH-3 , работающий на частоте 10   МГц, принятой для его потребления низкой мощности, эффективности работы и надежности. Память компьютера включает 2 МБ ОЗУ , 512 КБ ПЗУ и 2 МБ флэш- памяти .      

МИНЕРВА-II-1

MINERVA-II-1 была разработана JAXA и Университетом Айзу . По сравнению с предшественником он имеет тонкий дизайн, чтобы увеличить вероятность контакта поверхности с большей площадью с поверхностью астероида. MINERVA-II-1 была увеличена по сравнению со своей предшественницей как пункт назначения марсохода, астероид Рюгу был дальше от Солнца, чем Итокава, что потребовало увеличения площади солнечных элементов. Больший размер Рюгу по сравнению с Итокавой означает, что марсоходы будут сталкиваться с более сильной гравитацией, поэтому для MINERVA-II-1 используются более крупные двигатели постоянного тока . За счет одновременного развертывания двух марсоходов можно создать сеть космических зондов. Максимальная скорость связи между марсоходами MINERVA-II-1 и OME-E материнского корабля составляет 32  кбит / с. Два марсохода практически идентичны, единственная разница заключается в некоторых внутренних датчиках и тепловых характеристиках . Rover-1A использует традиционную многослойную изоляцию , которая покрывает марсоход, предотвращая проникновение тепла, в то время как Rover-1B оснащен радиаторами для отвода тепла наружу.

МИНЕРВА-II-2

В отличие от трех других MINERVA (одна на Hayabusa , две на Hayabusa2 ), разработанных JAXA / ISAS , MINERVA-II-2 была разработана консорциумом японских университетов и использует существенно разные методы мобильности. Основная цель MINERVA-II-2 - проверить навигацию в среде с чрезвычайно малым гравитационным ускорением. Марсоход был реализован как «полезная нагрузка», нацеленная на университетское сообщество. Ответственность каждого университета заключается в следующем:

Эксплуатация и посадка

МИНЕРВА (Хаябуса)

MINERVA была задействована Хаябусой во время репетиции третьей посадки. 12 ноября 2005 г. в 6:07:38 UTC с Земли была отправлена ​​команда на развертывание MINERVA. Однако перед командой развертывания MINERVA случайно была отправлена ​​команда, предписывающая Хаябусе увеличить высоту. MINERVA была запущена в 6:24 UTC, но расстояние до 25143 Итокава составляло 200 м, а Хаябуса поднимался со скоростью примерно 15 см / с от астероида. На снимке, сделанном Hayabusa 212 s после развертывания MINERVA, запечатлены и MINERVA, и OME-C, укрытие марсохода, которое также было развернуто.

Из изображений, сделанных MINERVA, было отправлено только одно, которое было фотографией солнечных панелей Хаябусы. После отделения от Хаябуса общение с MINERVA длилось 18 часов.

МИНЕРВА-II ( Хаябуса2 )

Хаябуса2 прибыл к астероиду 162173 Рюгу 27 июля 2018 года. Космический аппарат выпустил партию из двух марсоходов MINERVA-II-1 над «северным полушарием» Рюгу. Процесс проводился полностью автономно, что позволило предотвратить повторение ошибки, обреченной на гибель их предшественника. Место посадки марсоходов MINERVA-II-1 было названо Тритонис. Из двух марсоходов HIBOU (он же Rover-1A) сделал снимок Хаябусы2 вскоре после развертывания. OWL (он же Rover-1B) удалось записать видео с Рюгу. MINERVA-II-1 стал первым зондом, который сделал снимок и перемещался по поверхности астероида. После завершения своих миссий два марсохода останутся на поверхности астероида.

МИНЕРВА-II-2

Ровер MINERVA-II-2, также называемый Rover-2, отказал перед развертыванием. Однако 2 октября 2019 года он был запущен на орбиту вокруг Рюгу для выполнения гравитационных измерений. После выхода с космического корабля «Хаябуса-2» он упал на астероид 8 октября.

Смотрите также

Рекомендации

Внешние ссылки