Акацуки (космический аппарат)

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
(перенаправлено с «PLANET-C»)
Перейти к: навигация, поиск
Акацуки
яп. あかつき
PLANET-C, Venus Climate Orbiter
H-IIA F17 launching AKATSUKI.jpg
Заказчик

Япония JAXA

Производитель

Япония NTSpace

Задачи

Исследование климата Венеры

Спутник

Венеры

Выход на орбиту

Декабрь 2010 (не удался),
7 декабря 2015 (успешная попытка)

Запуск

20 мая 2010 года 21:58:22 UTC

Ракета-носитель

H-IIA202 F17

Стартовая площадка

Япония Танэгасима

Длительность полёта

~2 лет
Прошло: 7 лет, 5 месяцев, 28 дней

NSSDC ID

2010-020D

SCN

36576

Технические характеристики
Масса

~500 кг[1]

Размеры

1,04 × 1,45 × 1,4 м

Мощность

~500 Вт[1]

Источники питания

2×1,4 м² СБ

Ориентация

3-хосная

Движитель

Основной: 500 Н (НДМГ+АТ)
Ориентации: 4×20 Н + 8×3 Н (ММГ)

Срок активного существования

4,5 года

Элементы орбиты
Тип орбиты

Венерианская эллиптическая

Наклонение

172°

Период обращения

~30 часов

Апоцентр

~80 000 км

Перицентр

300 км

Целевая аппаратура
IR1

1 мкм инфракрасная камера

IR2

2 мкм инфракрасная камера

LIR

Средневолновая инфракрасная камера (Болометр)

UVI

Камера ультрафиолетового диапазона

LAC

Камера-детектор молний и свечения атмосферы

USO

Ультра-стабильный генератор X-диапазона для зондирования атмосферы

Сайт проекта
Commons-logo.svg [[commons:Category:Akatsuki (spacecraft)|Акацуки
яп. あかつき на Викискладе]]

Акацуки (яп. あかつき, «рассвет», «утренняя заря»), официально известный как проект PLANET-C (следующий после проекта PLANET-B) — автоматическая межпланетная станция (АМС) Японского агентства аэрокосмических исследований (JAXA). Предназначался для изучения Венеры. Предполагалось, что на орбите Венеры космический аппарат проведёт не менее 2 лет. Запущен носителем H-IIA 21 мая 2010 года в 6:58 по местному времени (01:58 московского времени) с японского космодрома Танегасима[2]. 7 декабря 2010 года аппарат приблизился к Венере, однако манёвр выхода на орбиту планеты окончился неудачей. С запозданием в пять лет зонд всё-таки вышел на орбиту и начал научную деятельность в декабре 2015-го. На ноябрь 2017-го года Акацуки является действующим аппаратом, однако он испытывает технические трудности. Ожидается, что он сможет продолжить работу до 2019-го года.


Учёные из JAXA 7 сентября 2011 года провели испытания двигателей зонда. В результате выяснилось, что их мощность составляет менее 1/8 от плановой. Учёные полагали, что при самом лучшем развитии событий, в том случае, если удастся привлечь к работе двигатель для контроля ориентации, то в декабре 2015 года «Акацуки» сможет выйти на долгопериодическую (90 дней) орбиту вокруг Венеры[3]. Попытка вывода зонда «Акацуки» на эллиптическую орбиту вокруг Венеры была назначена на 7 декабря 2015 года[4]. В указанный день аппарат смог удачно выйти на заданную орбиту[5].

Конструкция[править | править вики-текст]

Полная масса космического аппарата — 640 кг, из которых 320 кг — топливо и 34 кг — научное оборудование. Основная часть аппарата представляет собой бокс 1,04 × 1,45 × 1,4 м, оснащенный двумя солнечными батареями, площадь каждой из которых составляет 1,4 м². Солнечные батареи будут вырабатывать около 500 Вт электроэнергии на орбите Венеры к концу срока активного существования.

Движение и управление КА обеспечивается двухкомпонентной двигательной установкой имеющей тягу 500 Н, работающей на топливной паре НДМГ — АТ и однокомпонентными двигателями орбитального маневрирования на продуктах разложения монометилгидразина (ММГ): 4 по 20 Н и 8 двигателей тягой 3 Н.

Ход миссии[править | править вики-текст]

Изначально запуск планировался 17 мая (18 мая по японскому времени) 2010 года, однако был перенесён[6] и состоялся 21 мая 2010 года в 6:58 по местному времени (01:58 московского времени) с японского космодрома Танегасима[2]. Через 27 минут после запуска космический аппарат отделился от последней ступени носителя.

Начало манёвра по выходу на орбиту было запланировано на 23:49:00 6 декабря 2010 UTC.[7] Двигатель должен был проработать порядка 12 минут, затем ожидался переход на орбиту с примерными параметрами 180000 — 200000 км апоцентр, 550 км перицентр, период четверо земных суток[8].

Манёвр был начат вовремя, после чего связь с аппаратом пропала на час[9][10]. Некоторые источники утверждали, что временное пропадание связи планировалось, так как имело причиной тень планеты, но перерыв продлился заметно дольше расчетных 20 минут[11]. После восстановления связи, аппарат был обнаружен находящимся в безопасном режиме и стабилизированным вращением 1 оборот за 10 минут[9]. Из-за небольшой скорости в канале связи, использующем ненаправленную антенну, подробности о состоянии аппарата стали доступны не сразу. Основная антенна в тот момент не могла быть использована из-за её возможной неисправности[12][13]. 8 декабря JAXA сообщило, что манёвр выхода на орбиту закончился неудачей[14][11][15][16].

Японское аэрокосмическое агентство пришло к выводу, что причиной неудачи зонда при попытке выйти на орбиту вокруг Венеры была неисправность клапана в одном из топливопроводов. Это вызвало недостаточное питание двигателя топливом, приведшее к его преждевременной остановке. Агентство проведёт на Земле испытания с целью привести в действие вызвавший проблему клапан и двигатель, используя такое же оборудование, как и на зонде[17]. Рассматривается возможность повторной попытки выхода на орбиту Венеры в ближайшие 6 лет, когда аппарат снова приблизится к планете. Ведутся работы по восстановлению работоспособности основной антенны[11][18].

В начале января 2015 года японские специалисты объявили, что следующая (вторая) попытка вывода аппарата на орбиту Венеры состоится в декабре 2015 года[19]. 7 декабря 2015 года аппарат успешно вышел на заданную орбиту благодаря работе четырёх маневровых двигателей, которые были включены на 20 минут. Следущий этап коррекции орбиты зонда Акацуки был намечен на 26 марта 2016 года[20][21].

4—8 апреля 2015 зонд передал на Землю первые снимки Венеры, сделанные в инфракрасном диапазоне, на которых подробно видны плотные облака из серной кислоты и дугообразная структура из облаков, протянувшаяся от одного полюса Венеры до другого[22][23].

В декабре 2016 года электроника аппарата, управляющая двумя камерами - IR2 и IR1 стала потреблять повышенный объем электропитания, что сделало невозможным для специалистов центра управления аппаратом использование его научных инструментов. После нескольких недель безуспешных попыток решения проблемы утечки энергии, центром управления было принято решение отключить две камеры аппарата. Остальные три камеры работают штатно. Ядром проблемы, по мнению специалистов JAXA, вероятнее всего, является деградация электронных частей компьютерной системы, которая, как оказалось, подверглась чрезмерному воздействию космического излучения. Миссия аппарата продолжается, как и было запланировано, однако есть опасения, что и другие его инструменты могли подвергнуться повышенному объему излучения и тоже могут выйти из строя.

Инструменты[править | править вики-текст]

Научное оборудование включает в себя ультрафиолетовую камеру, длинноволновую инфракрасную камеру, 1-мкм камеру и 2-мкм камеру.

Планируемые исследования включают в себя фотографирование поверхности с помощью инфракрасной камеры, а также эксперименты, которые позволят подтвердить наличие молний (то есть электрических разрядов в атмосфере Венеры). Кроме того, планируется определить наличие или отсутствие вулканической активности на Венере.

Суммарный бюджет миссии составляет 210 миллионов долларов.

Научные инструменты зонда «Акацуки»[24]
Эксперимент Конструктивные особенности Цель эксперимента
1μm Camera (IR1) — Ближневолновая инфракрасная камера диапазона 1 мкм Камера с фокусным расстоянием в 84,2 мм (f/4) и полем зрения 12°. Детектор с ПЗС-матрицей, имеющей разрешение 1024×1024 пикселей, охлаждаемой до 260 К. Наблюдения в 3-х спектральных полосах 0,90, 0,97 и 1,01 мкм.

Масса: 6 кг.

Наблюдения за нижним слоем облаков и поверхностью планеты. Поиск действующих вулканов. Измерение содержания водяного пара ниже облачного слоя.
2μm Camera (IR2) — Ближневолновая инфракрасная камера диапазона 2 мкм Камера с фокусным расстоянием в 84,2 мм (f/4) и полем зрения 12°. Детектор с ПЗС-матрицей, имеющей разрешение 1024×1024 пикселей, охлаждаемой до 65 К. Наблюдения в 5-ти спектральных полосах 1,65, 1,735, 2,02, 2,26 и 2,32 мкм.

Масса: 9 кг.

Наблюдения циркуляции и распределения окиси углерода в атмосфере на высотах 30-50 км над поверхностью планеты. Измерение размеров частиц образующих облака. Измерение максимальной высоты облаков. Наблюдения зодиакального света.
Longwave Infrared Camera (LIR) — Средневолновая ИК-камера Камера с f/1,4, полем зрения 12° и разрешающей способностью в 0,05°. Детектор с неохлаждаемой матрицей микроболометра разрешением 240×240 пикселей. Наблюдение ведётся в диапазоне 8 — 12 мкм

Масса: 3,7 кг.

Измерение температуры и высоты пика облаков.
Ultraviolet Imager (UVI) — Камера ультрафиолетового диапазона Камера с полем зрения в 12°. Датчик с ПЗС-матрицей разрешением в 1024×1024 пикселей. Наблюдения в двух диапазонах длин волн — 283 и 365 нм.

Масса: 3,4 кг.

Наблюдения верхних слоёв облаков и тумана. Наблюдения пространственного распределения диоксида серы и пока неустановленного вещества поглощающего свет в верхних слоях облаков.
Lightning and Airglow Camera (LAC) — Камера молний и свечения атмосферы Камера с полем зрения в 16°. Детектор на базе массива лавинных фотодиодов, в виде матрицы 8×8 пикселей. Наблюдения в пяти спектральных полосах 542,5, 545, 557,7, 630 и 777,4 нм.

Масса: 1,5 кг.

Наблюдение молний на ночном диске планеты и свечения атмосферы, вызываемого течением в атмосфере химических реакций.
Ultra-stable oscillator (USO) — Генератор радиоизлучения для зондирования атмосферы Радиопередатчик X-диапазона (8,4 ГГц), антенны и ультра-стабильный генератор. Система обработки данных в центре космической связи в Усуде (Нагано). Измерения вертикального профиля температуры атмосферы, плотности паров серной кислоты и концентрации электронов в ионосфере. Структуры солнечной короны.

Примечания[править | править вики-текст]

  1. 1 2 Launch Plan of Venus Climate Orbiter (PLANET-C) / Small Secondary Satellites by H-IIA Launch Vehicle No. 17 (H-IIA F17) Japan Fiscal Year 2010 Spring Launch Season
  2. 1 2 Япония запустила спутник с солнечным парусом. Архивировано 11 апреля 2012 года.
  3. Японцы признали промах "Акацуки" критическим, Lenta.ru (16.09.2011).
  4. Японский зонд вновь попытаются вывести на венерианскую орбиту
  5. JAXA: "Акацуки" успешно вышел на орбиту Венеры, РИА Новости (7 декабря 2015). Проверено 8 декабря 2015.
  6. Launch Day of the H-IIA Launch Vehicle No. 17
  7. Hot Topics : Date of AKATSUKI injection to Venus orbit (english). JAXA (November 18, 2010). Проверено 5 декабря 2010. Архивировано 11 апреля 2012 года.
  8. 来月7日に金星周回軌道へ=あかつき、エンジン噴射−7年前は火星で失敗・宇宙機構 (яп.). Jiji.com. Jiji Press (November 18, 2010). Проверено 5 декабря 2010. Архивировано 11 апреля 2012 года.
  9. 1 2 金星探査機「あかつき」の状況について (яп.) (December 7, 2010). Проверено 7 декабря 2010. Архивировано 11 апреля 2012 года.
  10. Восстановлена связь с запущенным сегодня на орбиту Венеры японским зондом
  11. 1 2 3 Японский космический зонд «Акацуки» не смог выйти на орбиту Венеры
  12. JAXA’s press briefing, 22:00, December 7, 2010 JST
  13. Неисправная антенна мешает получению точных данных с зонда «Акацуки»
  14. AKATSUKI Special Site. December 8, 2010. AKATSUKI Venus orbit injection plan to be reviewed  (англ.)
  15. Japan's Venus Probe Fails to Enter Orbit. ABC News. Проверено 8 декабря 2010. Архивировано 11 апреля 2012 года.
  16. Akatsuki Mission statement. The Planetary Society. Проверено 8 декабря 2010. Архивировано 11 апреля 2012 года.
  17. Японское космическое агентство разобралось в причинах неудачи «Акацуки»
  18. Японская космическая программа может претерпеть изменения
  19. Японский аппарат попытается снова выйти на орбиту Венеры
  20. Japanese probe fires thrusters in second bid to enter Venus orbit
  21. Venus Climate Orbiter «AKATSUKI» Inserted Into Venus' Orbit
  22. Rescued Japanese spacecraft delivers first results from Venus
  23. Японский аппарат «Акацуки» передал первые изображения Венеры
  24. PLANET-C Team / JAXA. Akatsuki: Science instruments and targets (англ.). Архивировано 11 апреля 2012 года.

Ссылки[править | править вики-текст]