МИНЕРВА (космический корабль) - MINERVA (spacecraft)

МИНЕРВА (Микро-нано-экспериментальный робот-робот для астероида) представляют собой серию вездеходы разработан японским космическим агентством JAXA с целью изучения астероид поверхности. Первая MINERVA была частью Хаябуса миссии, а MINERVA-II - серия из трех марсоходов для Хаябуса2. 12 ноября 2005 г. 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.[1] 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. Фотография сделана в JAXA Кампус Сагамихара.

После одобрения астероида возврат образца В проекте MUSES-C было предложено установить марсоход на исследователь астероидов, а разработка MINERVA началась в 1997 году. Завершенная в феврале 2003 года, MINERVA стала первым космическим марсоходом Японии и первым астероидным марсоходом в мире.[2]

9 мая 2003 г. космический корабль MUSES-C с MINERVA был запущен из г. Космический центр Кагосима, и был назван Хаябуса. Хаябуса прибыл к своей цели, астероид 25143 Итокава, 12 сентября 2005 г. После двухмесячной фазы наблюдения, Хаябуса начал репетиции спуска в рамках подготовки к посадке на астероид. 12 ноября MINERVA отделилась от Хаябуса и направились в Итокава, но падение не удалось, и таким образом MINERVA стала самой маленькой искусственный объект на гелиоцентрической орбите.[3][4] После разделения MINERVA продолжала общаться в течение 18 часов, передавая данные на свою базу.[4]

После Хаябусас вернуться на Землю, проект-преемник, Хаябуса2, началось, в том числе и вездеход.[5] В то время как MINERVA рассматривалась как дополнительное дополнение к первой Hayabusa, MINERVA-II стала частью номинальной полезной нагрузки для Хаябуса2.[6] Запущен 3 декабря 2014 г. Хаябуса2 прибыл на астероид 162173 Рюгу 27 июня 2018 года. MINERVA-II-1, состоящий из двух идентичных марсоходов, была развернута с Хаябуса2 в 21 сентября. Оба марсохода достигли поверхности Рюгу и стали первыми зондами, которые когда-либо путешествовали по поверхности астероида. JAXA объявило, что марсоходы получили названия HIBOU (ранее Rover-1A) и OWL (ранее Rover-1B) соответственно.

Второй запуск марсохода для MINERVA-II-2 состоялся 2 октября 2019 г., 16:38 UTC[7]. Марсоход, известный как Rover-2 или MINERVA-II-2, отказал 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 внутреннего устройства MINERVA, сделанная в JAXA. Кампус Сагамихара. В электрический двухслойный конденсатор видны 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
  • ОМЕ-Муравей, квартира 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 находился в солнечной среде.[8][9] Для смягчения ударов при приземлении и защиты солнечных элементов из поверхности MINERVA выступают 16 штырей. У шести из них были термометры для прямого измерения температуры земли астероида.[3] Штифты также служили средством увеличения трения во время прыжков.[8]

Питание осуществляется от солнечных батарей, установленных на каждой стороне MINERVA.[3] Избыточная мощность хранится в электрический двухслойный конденсатор, и используется в ситуациях, когда требуется большая мощность, чем та, которую вырабатывают солнечные элементы, 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, торчащих из основного корпуса, MINERVA имела три камеры и шесть фотодиоды на борту в качестве внешних датчиков. Три CCD камеры 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 позиции вездехода нужно было использовать любую сторону, обращенную к Хаябусе. Скорость связи между MINERVA и OME-E была 9.6 Кбит / с, с максимальной дальностью 20 км.

MINERVA имеет на борту микрокомпьютер. Его основной процессор микропроцессор является Hitachi с SH-3, частота 10 МГц, принятый за низкое энергопотребление, эффективность и надежность. Память компьютера включает 2 МБ ОЗУ, 512 КБ ПЗУ, и 2 МБ Флэш-память.[10][11]

МИНЕРВА-II-1

MINERVA-II-1 была разработана JAXA и Университет Айдзу. По сравнению со своим предшественником он имеет тонкий дизайн, чтобы повысить 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 находился дальше от Солнца, чем Итокава, что потребовало увеличения площади солнечных элементов.[12] Больший размер Рюгу по сравнению с Итокавой означает, что марсоходы будут сталкиваться с более сильной гравитацией, и поэтому Двигатели постоянного тока используются для MINERVA-II-1.[13] Размещая два марсохода одновременно, можно создать сеть космических зондов.[9] Максимальная скорость связи между марсоходами MINERVA-II-1 и OME-E базового корабля составляет 32 кбит / с. Два марсохода почти идентичны, с той лишь разницей, что некоторые внутренние датчики и тепловые характеристики.[14] Rover-1A использует традиционный многослойная изоляция, который закрывает марсоход, предотвращая попадание тепла, а Rover-1B оснащен радиаторами для отвода тепла наружу.[15]

МИНЕРВА-II-2

В отличие от трех других MINERVA (одна на Хаябуса, два на Хаябуса2) разработан JAXA /КАК ЕСТЬ, 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.[16] Марсоход был реализован как «полезная нагрузка», предназначенная для университетского сообщества.[12] Ответственность каждого университета заключается в следующем:[16]

Эксплуатация и посадка

МИНЕРВА (Хаябуса)

MINERVA была задействована Хаябусой во время третьей репетиции приземления. 12 ноября 2005 г. в 6:07:38 UTC с Земли была отправлена ​​команда на развертывание MINERVA.[3] Однако перед командой развертывания MINERVA случайно была отправлена ​​команда, инструктирующая Хаябуса увеличить высоту. MINERVA была развернута в 6:24 UTC, но расстояние до 25143 Итокава составляла 200 м, а Хаябуса поднимался со скоростью примерно 15 см / с от астероида. На снимке, сделанном Hayabusa 212 s после развертывания MINERVA, были видны MINERVA и OME-C, укрытие марсохода, которое также было развернуто.

Из изображений, сделанных MINERVA, было отправлено только одно, которое было фотографией солнечных панелей Хаябусы.[3] После отделения от Хаябуса общение с MINERVA длилось 18 часов.

МИНЕРВА-II (Хаябуса2)

Хаябуса2 прибыл на астероид 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.[15] Место посадки марсоходов MINERVA-II-1 было названо Тритонис.[17] Из двух марсоходов HIBOU (он же Rover-1A) сделал снимок Хаябуса2 вскоре после развертывания. OWL (он же Rover-1B) удалось записать видео с Рюгу.[18] 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

использованная литература

  1. ^ Они сделали это! Два японских марсохода успешно приземлились на астероид Рюгу. Меган Бартельс, Space.com. 22 сентября 2018.
  2. ^ Ёсимицу, Тэцуо (18 января 2005 г.). «日本 で 初 め て の 惑星 探査 ロ ー バ （rover） は 小 惑星 表面 rove す る か?» (по-японски). Институт космоса и астронавтики. Получено 2018-10-19.
  3. ^ а б c d е Ёсимицу, Тецуо; Кубота, Такаши; Накатани, Ичиро. «Марсоход MINERVA, ставший маленьким искусственным спутником Солнца». Университет штата Юта. Получено 2018-10-18.
  4. ^ а б Ёсимицу, Тецуо. «С тревогой ожидая плодов нашего труда». JAXA. Получено 2018-10-17.
  5. ^ Ёсимицу, Тецуо; Кубота, Такаши; Адачи, Тадаши; Курода, Йоджи (2012). «Усовершенствованная роботизированная система прыжковых марсоходов для малых тел Солнечной системы» (PDF). Международный симпозиум по искусственному интеллекту, робототехнике и автоматизации в космосе. Получено 2018-10-19.
  6. ^ Юичи, Цуда (2014). "工 学 技術 と し て の は や ぶ さ 2" (по-японски). Планетарное общество Японии. Получено 2018-10-19.
  7. ^ Hatabusa2 в Twitter. ДЖАКСА. Доступ 7 октября 2019 г.
  8. ^ а б Ёсимицу, Тецуо; Кубота, Такаши (июнь 2003 г.). "新 し き チ ャ レ ン ジ 世界 初 の 小 惑星 探査 ロ ー バ" MINERVA"" (PDF) (по-японски). Институт космоса и астронавтики. Получено 2018-10-17.
  9. ^ а б Ёсимицу, Тецуо; Кубота, Такаши (5 января 2011 г.). «Статус марсохода MINERVA-II в грядущем исследователе астероидов Хаябуса-2» (PDF) (по-японски). JAXA. Архивировано из оригинал (PDF) 10 декабря 2013 г.. Получено 2018-10-18.
  10. ^ «Марсоход MINERVA, ставший маленьким искусственным спутником Солнца». Конференция AIAA / USU по малым спутникам. 2006 г.. Получено 27 июн 2019.
  11. ^ «32-битные микропроцессоры / контроллеры RISC с оригинальной архитектурой (Hitachi)» (PDF). Японский музей истории полупроводников. Получено 27 июн 2019.
  12. ^ а б Окада, Тацуаки; Демура, Хирохидэ; Хирата, Нару; Кубота, Такаши; Ёсимицу, Тецуо; и другие. (5 января 2011 г.). "は や ぶ さ ２ 着陸 探査 に よ る 小 惑星 表面 の 科学 観 測" (PDF) (по-японски). JAXA. Архивировано из оригинал (PDF) 10 декабря 2013 г.. Получено 2018-10-18.
  13. ^ Оцука, Минору (28 марта 2016 г.). «車輪 な し で ど う や っ て 移動？ ロ ー バ ー「 ミ バ 2 」の 仕 組 み (後 編)». МОНОист (по-японски). Получено 2018-10-19.
  14. ^ Ёсимицу, Тецуо; Кубота, Такаши; Томики, Ацуши (6 января 2015 г.). «Полезная нагрузка MINERVA-II в миссии Хаябуса-2». JAXA. Получено 2018-10-19.
  15. ^ а б Оцука, Минору (7 сентября 2018 г.). "小型 ロ ー バ ー「 MINERVA-II 」は 今 度 こ そ 小 惑星 表面 に 着陸 で き る か?". Новости Mynavi (по-японски). Получено 2018-10-19.
  16. ^ а б «大学 コ ン ソ ー シ ア ム た 小型 表面 探査 ロ ボ ッ ト （MINERVA-II-2） が「 は や さ ２ 」に 搭載 さ 小 惑星 に» け (PDF) (Пресс-релиз) (на японском языке). Университет Тохоку. 21 ноября 2014 г.. Получено 5 октября, 2018.
  17. ^ «Исправление названия места посадки MINERVA-II1». JAXA. 4 февраля 2019 г.. Получено 2019-02-10.
  18. ^ «MINERVA-II1: Изображения с поверхности Рюгу». JAXA. 27 сентября 2018 г.. Получено 2018-10-20.

внешние ссылки