Japońska podróż na asteroidę Hayabusa2 kończy się polowaniem na australijskim pustkowiu

Japońska agencja kosmiczna zbliża się do końca podróży odkrywczej, która ma rzucić światło na najwcześniejsze eony Układu Słonecznego i być może dostarczyć wskazówek dotyczących początków życia na Ziemi.

Ale najpierw będzie musiał wyruszyć na polowanie na śmiecia na australijskim pustkowiu.

W ten weekend fragmenty asteroidy wylądują w jałowym regionie w pobliżu Woomera w Australii Południowej. Są one przewożone na Ziemię przez Hayabusa2, automatyczną sondę kosmiczną wystrzeloną przez JAXA, japońską agencję kosmiczną, w 2014 roku w celu zbadania asteroidy Ryugu, ciemnej, bogatej w węgiel skały o szerokości nieco ponad pół mili.

Sukces misji i opracowana przez nią nauka podniosą status Japonii jako głównego gracza w eksploracji kosmosu, wraz z NASA, Europejską Agencją Kosmiczną i Rosją. JAXA obecnie ma statek kosmiczny na orbicie wokół Wenus studiowanie piekielny klimat tej planety i współpracuje z Europejczykami w ramach misji w drodze na Merkurego.

Japonia planuje w najbliższych latach przynieś skały z Fobosa, księżyc Marsa i przyczynić się do Program Artemis NASA wysłać astronautów na księżyc Ziemi.

Ale natychmiastowym wyzwaniem będzie poszukiwanie w ciemności kapsuły o szerokości 16 cali zawierającej próbki asteroid gdzieś pośród setek mil kwadratowych w regionie 280 mil na północ od Adelajdy, najbliższego dużego miasta.

„To naprawdę w szczerym polu” – powiedział Shogo Tachibana, główny badacz odpowiedzialny za analizę próbek Hayabusa2. Jest częścią zespołu ponad 70 osób z Japonii, które przybyły do ​​Woomera w celu odzyskania kapsuły. Obszar używany przez australijskie wojsko do testów zapewnia szeroką otwartą przestrzeń, która jest idealna dla powrotu sondy międzyplanetarnej.

Mała kapsuła powrotna oddzieliła się od głównego statku kosmicznego około 12 godzin przed planowanym lądowaniem, kiedy znajdowała się około 125 000 mil od Ziemi. JAXA będzie transmitować na żywo lądowania kapsuły o godzinie 11:30 czasu wschodniego w sobotę. (W Australii w niedzielę będą godziny przed świtem).

Kapsuła ma uderzyć o ziemię kilka minut przed południem.

W wywiadzie Makoto Yoshikawa, kierownik misji, powiedział, że istnieje niepewność około 10 kilometrów lub około sześciu mil, jeśli chodzi o określenie miejsca, w którym kapsuła ponownie wejdzie w atmosferę. Na wysokości sześciu mil kapsuła wypuści spadochron, a miejsce, w którym będzie dryfować podczas opadania, zwiększy niepewność.

„Miejsce lądowania zależy od wiatru tego dnia” – powiedział dr Yoshikawa. Powiedział, że obszar, który poszukiwacze będą musieli pokonać, może rozciągać się na około 60 mil.

Ślad kuli ognia przegrzanego powietrza wytworzony przez ponownie wchodzącą kapsułę pomoże poprowadzić zespół ratowniczy, podobnie jak radiolatarnia kapsuły. Zadanie stanie się znacznie trudniejsze, jeśli lampa ostrzegawcza zawiedzie lub spadochron nie otworzy się.

Jest też trochę pośpiechu. Zespół ma nadzieję odzyskać kapsułkę, przeprowadzić wstępną analizę i przetransportować ją z powrotem do Japonii w ciągu 100 godzin. Mimo że kapsuła jest szczelna, istnieje obawa, że ​​ziemskie powietrze będzie powoli przeciekać. „Nie ma idealnego uszczelnienia” – powiedział dr Tachibana.

Gdy kapsuła zostanie znaleziona, helikopter zabierze ją do laboratorium, które zostało ustawione w bazie lotniczej Australii w Woomera. Tam instrument wydobywa wszelkie gazy w kapsule, które mogły zostać uwolnione przez skały asteroidy, gdy były wstrząsane i łamane podczas ponownego wejścia. Dr Yoshikawa powiedział, że naukowcy chcieliby również sprawdzić, czy są w stanie wykryć jakiekolwiek cząsteczki helu z wiatru słonecznego, które uderzyły w asteroidę i zostały osadzone w skałach.

Gazy uspokoiłyby również naukowców, że Hayabusa2 rzeczywiście z powodzeniem zebrał próbki od Ryugu. Aby zadeklarować sukces, potrzeba minimum 0,1 grama lub mniej niż 1/280 uncji. Jest nadzieja, że ​​statek kosmiczny przyniósł kilka gramów.

W Japonii zespół Hayabusa2 rozpocznie analizę próbek Ryugu. Za około rok niektóre próbki zostaną udostępnione innym naukowcom w celu przeprowadzenia dodatkowych badań.

Aby zebrać te próbki, Hayabusa2 przybył na asteroidę w czerwcu 2018 roku. Wykonał serię badań, z których każde miało eskalację złożoności technicznej. Zrzucił sondy na powierzchnię Ryugu, wysadził dziurę w asteroidzie przyjrzeć się temu, co znajduje się pod spodem i dwukrotnie zejść na powierzchnię, aby złapać małe fragmenty asteroidy, operacja, która okazała się znacznie trudniejsza niż oczekiwano ze względu na wiele głazów na powierzchni.

Małe światy, takie jak Ryugu, nie interesowały kiedyś planetologów, którzy zajmowali się badaniem planet – powiedział Masaki Fujimoto, zastępca dyrektora generalnego Instytutu Nauk o Kosmosie i Astronautyce, części JAXA. „Drobne ciała, kogo to obchodzi?” powiedział. „Ale jeśli poważnie myślisz o powstawaniu układów planetarnych, małe ciała w rzeczywistości mają znaczenie”.

Badanie wody uwięzionej w minerałach z Ryugu może dać wskazówki, czy woda w oceanach Ziemi pochodziła z asteroid i czy cząsteczki węgla mogły zaszczepić elementy budulcowe życia.

Część próbek Ryugu trafi do NASA, która w ramach misji OSIRIS-REX przywozi niektóre skały i ziemię z innej asteroidy. Plik Sonda kosmiczna OSIRIS-REX badała mniejszą bogatą w węgiel asteroidę o nazwie Bennu i zacznie się z powrotem na Ziemię następnej wiosny, zrzucenie próbek skał we wrześniu 2023 r.

Ryugu i Bennu okazali się pod pewnymi względami zaskakująco podobni, obaj wyglądali jak bączek i z powierzchniami pokrytymi głazami, ale różniącymi się pod innymi względami. Po pierwsze, skały na Ryugu wydają się zawierać znacznie mniej wody. Znaczenie podobieństw i różnic nie stanie się jasne, dopóki naukowcy nie zbadają bardziej szczegółowo skał.

„Kiedy próbka OSIRIS-REX wróci, będziemy mieć lekcje wyciągnięte z misji Hayabusa2” – powiedział Harold C. Connolly Jr., profesor geologii na Uniwersytecie Rowan w New Jersey i naukowiec zajmujący się próbkami misji dla OSIRIS-REX. „Podobieństwa i różnice są absolutnie fascynujące”.

Dr Connolly ma nadzieję pojechać do Japonii latem przyszłego roku, aby wziąć udział w analizie próbek Ryugu.

Hayabusa2 nie jest pierwszą misją planetarną Japonii. Rzeczywiście, jego nazwa wskazuje na istnienie Hayabusa, wcześniejszej misji, która przyniosła próbki z innej asteroidy, Itokawa. Jednak ta misja, która rozpoczęła się w 2003 r. I powróciła w 2010 r., Napotkała poważne problemy techniczne. Tak samo postąpiła sonda kosmiczna Akatsuki JAXA, znajdująca się obecnie na orbicie wokół Wenus, której japońskiej agencji udało się przywrócić do misji naukowej po latach trudności. Japońska misja na Marsa również nie powiodła się w 2003 roku.

Dla kontrastu, operacje Hayabusa2 przebiegały prawie bezbłędnie, mimo że zachowuje ten sam ogólny projekt, co jego poprzednik. „Właściwie nie ma dużych problemów” – powiedział dr Yoshikawa, kierownik misji. „Oczywiście małe”.

Powiedział, że zespół szczegółowo zbadał awarie na Hayabusie i wprowadził zmiany w razie potrzeby, a także przeprowadził liczne próby, aby spróbować przewidzieć ewentualne nieprzewidziane okoliczności.

Misje japońskie generalnie działają przy mniejszych budżetach niż NASA i dlatego często mają mniej instrumentów. Koszt Hayabusa2 to mniej niż 300 milionów dolarów, podczas gdy cena OSIRIS-REX wyniesie około 1 miliarda dolarów.

Zrzucenie próbek Ryugu to nie koniec misji Hayabusa2. Po uwolnieniu kapsuły powrotnej, główny statek kosmiczny zmienił kurs, aby uniknąć zderzenia z Ziemią, omijając o 125 mil. Teraz przeniesie się na inną asteroidę, malutką oznaczoną jako 1998 KY26, która ma tylko 100 stóp średnicy, ale szybko się obraca, kończąc jeden obrót w mniej niż 11 minut.

Hayabusa2 wykorzysta dwa przeloty nad Ziemią, aby rzucić się w stronę KY26, ostatecznie przybywając w 2031 roku. Podczas swojej długiej podróży w kosmos przeprowadzi pewne eksperymenty astronomiczne, a statek kosmiczny nadal niesie ze sobą ostatni pocisk, którego może użyć aby przetestować powierzchnię skały kosmicznej.