Akatsuki (rumfartøj)

Akatsuki
あかつき
PLANET-C, Venus Climate Orbiter

Kunde JAXA
Fabrikant NTSpace
Operatør Japan Aerospace Exploration Agency
Opgaver Venus klimaforskning
Satellit Venus
affyringsrampe Tanegashima
løfteraket H-IIA202 F17
lancering 20. maj 2010 21:58:22 UTC
Går ind i kredsløb December 2010 (mislykkedes),
7. december 2015 (vellykket)
Flyvevarighed ~2 år
Forløbet: 12 år 5 måneder 4 dage
COSPAR ID 2010-020D
SCN 36576
specifikationer
Vægt 517,6 kg
Dimensioner 1,04 × 1,45 × 1,4 m
Strøm ~500 W [1]
Strømforsyninger 2×1,4 m 2 SB
Orientering 3-akslet
flyttemand Basis: 500 N ( Hydrazin + AT )
Orienteringer: 8x23 N + 4x3 N ( Hydrazin )
Levetid for aktivt liv 4,5 år
Orbitale elementer
Banetype Venus elliptisk
Humør 172°
Omløbsperiode ~30 timer
apocenter ~80.000 km
pericenter 300 km
måludstyr
IR1 1 µm infrarødt kamera
IR2 2 µm infrarødt kamera
LIR Mellembølge infrarødt kamera ( bolometer )
UVI UV kamera
LAC Lyn og luftglød kamera
USO Ultra-stabil X-band generator til atmosfærisk lyd
jaxa.jp/projects/sat/pla...
 Mediefiler på Wikimedia Commons

Akatsuki (あ つき, "daggry", "daggry") , officielt kendt som PLANET-C- projektet (efter PLANET-B- projektet ) er en automatisk interplanetarisk station (AMS) under Japan Aerospace Exploration Agency ( JAXA ). Beregnet til studiet af Venus . Det blev antaget, at rumfartøjet ville tilbringe mindst 2 år i kredsløb om Venus. Det blev opsendt af H-IIA-fartøjsskibet den 21. maj 2010 kl. 06:58 lokal tid (01:58 Moskva-tid) fra det japanske Tanegashima -kosmodrom [2] . Den 7. december 2010 nærmede enheden sig Venus, men manøvren for at komme ind i planetens kredsløb endte i fiasko.

Den 7. september 2011 testede JAXA-forskere sondens motorer. Som et resultat viste det sig, at deres kapacitet er mindre end 1/8 af den planlagte. Forskere mente, at i det bedste hændelsesforløb, hvis det var muligt at sætte orienterings-thrusterne i drift, i december 2015 ville Akatsuki være i stand til at gå ind i et langvarigt 90-dages kredsløb omkring Venus [3] . Et forsøg på at sætte Akatsuki-sonden i en elliptisk bane omkring Venus var planlagt til den 7. december 2015 [4] . På den angivne dag var rumfartøjet i stand til at komme ind i den specificerede bane [5] og begyndte videnskabelig aktivitet. Fra december 2021 fortsætter Akatsuki med at arbejde og leverer regelmæssigt information fra Venus' kredsløb [6] .

Konstruktion

Rumfartøjets samlede masse er 517,6 kg, hvoraf 196,3 kg er brændstof [7] og 34 kg er videnskabeligt udstyr. Hoveddelen af ​​enheden er en kasse 1,04 × 1,45 × 1,4 m, udstyret med to solpaneler , som hver har et areal på 1,4 m 2 . Solpaneler vil generere omkring 700 watt elektricitet i kredsløb omkring Venus [7] . Reservestrømkilden er et lithium-ion-batteri på 11 celler med en samlet kapacitet på 23 Ah .

Bevægelsen og styringen af ​​rumfartøjet er tilvejebragt af et to-komponent fremdrivningssystem med en fremdrift på 500 N , der opererer på et hydrazin  - AT brændstofpar og en-komponent orbital manøvremotorer på hydrazinnedbrydningsprodukter: 8 motorer på hver 23 N og 4 motorer med 3 N trækkraft [7] .

Mission fremskridt

Oprindeligt var opsendelsen planlagt den 17. maj (18. maj, japansk tid), 2010, men blev udskudt [8] og fandt sted den 21. maj 2010 kl. 06:58 lokal tid (01:58 Moskva-tid) fra japanske Tanegashima kosmodrom [2] . 27 minutter efter opsendelsen adskilte rumfartøjet sig fra det sidste trin af luftfartsselskabet.

Starten af ​​orbital manøvren var planlagt til 23:49:00 6. december 2010 UTC . [9] Motoren skulle virke i omkring 12 minutter, derefter forventedes den at overføre til en bane med omtrentlige parametre på 180.000–200.000 km apocenter, 550 km pericenter, en periode på fire jorddage [10] .

Manøvren blev startet til tiden, hvorefter kommunikationen med apparatet gik tabt i en time [11] [12] . Nogle kilder hævdede, at det midlertidige tab af kommunikation var planlagt, da det var forårsaget af planetens skygge, men pausen varede meget længere end de anslåede 20 minutter [13] . Efter at kommunikationen var genoprettet, viste det sig, at enheden var i sikker tilstand og stabiliseret rotation på 1 omdrejning på 10 minutter [11] . På grund af den lave hastighed i kommunikationskanalen ved hjælp af en rundstrålende antenne var detaljer om enhedens tilstand ikke umiddelbart tilgængelige. Hovedantennen kunne ikke bruges på det tidspunkt på grund af dens mulige funktionsfejl [14] [15] . Den 8. december 2010 rapporterede JAXA , at den orbitale indsættelsesmanøvre var endt i fiasko [13] [16] [17] [18] .

Japan Aerospace Agency konkluderede, at årsagen til fejlen i sonden, da den forsøgte at komme ind i kredsløb omkring Venus, var en ventilfejl i en af ​​brændstofledningerne. Dette forårsagede utilstrækkelig brændstofforsyning til motoren, hvilket førte til dens for tidlige nedlukning. Agenturet vil udføre test på Jorden for at betjene ventilen og motoren, der forårsagede problemet, ved hjælp af det samme udstyr som på sonden [19] . Muligheden for et andet forsøg på at komme ind i Venus' kredsløb overvejes i løbet af de næste 6 år, når apparatet igen nærmer sig planeten. Der arbejdes på at genoprette ydeevnen af ​​hovedantennen [13] [20] .

I begyndelsen af ​​januar 2015 annoncerede japanske eksperter, at det næste (andet) forsøg på at sætte enheden i kredsløb om Venus ville finde sted i december 2015 [21] . Den 7. december 2015 kom rumfartøjet med succes ind i sin tilsigtede bane takket være driften af ​​fire thrustere, som blev tændt i 20 minutter. Den næste fase af Akatsuki-banekorrektionen var planlagt til den 26. marts 2016 [22] [23] .

Den 4.-8. april 2015 sendte sonden til Jorden de første billeder af Venus taget i det infrarøde område, som i detaljer viser tætte skyer af svovlsyre og en bueformet skystruktur, der strækker sig fra den ene Venus-pol til den anden [ 24] [25] .

I december 2016 begyndte elektronikken i rumfartøjet, der styrer to kameraer - IR2 og IR1, at forbruge en øget mængde strømforsyning, hvilket gjorde det umuligt for specialisterne fra rumfartøjets kontrolcenter at bruge dets videnskabelige instrumenter. Efter flere ugers mislykkede forsøg på at løse problemet med energilækage besluttede kontrolcentret at slukke for enhedens to kameraer. De tre andre kameraer fungerer normalt.

Kilden til problemet, ifølge JAXA-eksperter, er højst sandsynligt nedbrydningen af ​​de elektroniske dele af computersystemet, som, som det viste sig, blev udsat for overdreven eksponering for kosmisk stråling.

Enhedens mission i slutningen af ​​2021 fortsatte uden indblanding, slutdatoen for missionen er ikke sat [6] .

Værktøjer

Det videnskabelige udstyr omfatter et ultraviolet kamera, et langbølgelængde infrarødt kamera, 1-µm og 2-µm kameraer og et lyn- og luftgløddetektorkamera.

Planlagte undersøgelser omfatter fotografering af overfladen med et infrarødt kamera, samt eksperimenter, der vil bekræfte tilstedeværelsen af ​​lyn (det vil sige elektriske udladninger i Venus atmosfære). Derudover er det planlagt at bestemme tilstedeværelsen eller fraværet af vulkansk aktivitet på Venus.

Missionens samlede budget er $210 millioner.

Videnskabelige instrumenter af Akatsuki-sonden [26]
Eksperiment Designfunktioner Formålet med forsøget
1μm kamera ( IR1 ) — Nærbølget infrarødt kamera med en rækkevidde på 1μm Kamera med en brændvidde på 84,2 mm ( f /4) og et synsfelt på 12°. Detektor med CCD-matrix med en opløsning på 1024×1024 pixels , afkølet til 260 K. Observationer i 3 spektralbånd : 0,90, 0,97 og 1,01 µm.

Vægt: 6 kg.

Observationer af det nederste lag af skyer og planetens overflade. Søg efter aktive vulkaner. Måling af vanddampindhold under skylaget.
2μm kamera ( IR2 ) Kamera med en brændvidde på 84,2 mm ( f /4) og et synsfelt på 12°. Detektor med CCD-matrix med en opløsning på 1024×1024 pixels, afkølet til 65 K. Observationer i 5 spektralbånd: 1,65, 1,735, 2,02, 2,26 og 2,32 µm.

Vægt: 9 kg.

Observationer af cirkulationen og fordelingen af ​​kulilte i atmosfæren i højder på 30-50 km over planetens overflade. Måling af partikelstørrelser, der danner skyer. Måling af den maksimale højde af skyer. Observationer af Zodiacal Light .
Langbølget infrarødt kamera ( LIR ) Kamera med f / 1,4, 12° synsfelt og 0,05° opløsning . Detektor med uafkølet mikrobolometermatrix med en opløsning på 240×240 pixels. Observation udføres i området 8-12 µm.

Vægt: 3,7 kg.

Måling af temperatur og højde på toppen af ​​skyer.
Ultraviolet billedkamera ( UVI ) Kamera med 12° synsfelt. CCD-sensor med en opløsning på 1024 × 1024 pixels. Observationer i to bølgelængdeområder - 283 og 365 nm .

Vægt: 3,4 kg.

Observationer af de øverste lag af skyer og tåge. Observationer af den rumlige fordeling af svovldioxid og et endnu uidentificeret stof, der absorberer lys i de øverste lag af skyer.
Lightning and Airglow Camera ( LAC ) - Lightning and Airglow Camera Kamera med 16° synsfelt. Detektor baseret på et array af lavinefotodioder , i form af en matrix på 8×8 pixels. Observationer i fem spektralbånd 542,5, 545, 557,7, 630 og 777,4 nm.

Vægt: 1,5 kg.

Observation af lyn på planetens natskive og atmosfærisk glød forårsaget af strømmen af ​​kemiske reaktioner i atmosfæren.
Ultra-stabil oscillator ( USO ) - Radioemissionsgenerator til atmosfærisk lyd X-bånd (8,4 GHz ) radiosender , antenner og ultrastabil oscillator. Databehandlingssystem ved Usuda Space Communications Center ( Nagano ). Målinger af den lodrette profil af atmosfærisk temperatur , svovlsyredampdensitet og ionosfærisk elektrondensitet . Solkoronaens strukturer .

Noter

  1. Opsendelsesplan for Venus Climate Orbiter (PLANET-C) / Små sekundære satellitter af H-IIA Launch Vehicle No. 17 (H-IIA F17) Arkiveret 3. november 2011 på Wayback Machine Japan Regnskabsåret 2010 Forårslanceringssæson
  2. 1 2 Japan opsender solsejlsatellit . Hentet 26. juni 2020. Arkiveret fra originalen 11. februar 2021.
  3. Japanerne anerkendte Akatsuki-missen som kritisk , Lenta.ru (16. september 2011). Arkiveret fra originalen den 9. maj 2021. Hentet 26. juni 2020.
  4. Japansk sonde vil igen forsøge at sætte ind i venusisk kredsløb (utilgængeligt link) . Arkiveret fra originalen den 8. december 2015. 
  5. JAXA: Akatsuki kredsede med succes om Venus , RIA Novosti  (7. december 2015). Arkiveret fra originalen den 8. december 2015. Hentet 8. december 2015.
  6. 1 2 Nakamura, Masato Venus udforskninger vil fortsætte . ISAS / JAXA (7. december 2021). Hentet: 22. marts 2022.
  7. 1 2 3 Takeshi, Oshima; Tokuhito, Sasaki. "Udvikling af Venus Climate Orbiter PLANET-C (AKATSUKI)" (PDF) . NEC teknisk tidsskrift ]. 6 (1):47-51. Arkiveret (PDF) fra originalen 2017-10-10 . Hentet 2020-07-18 . Forældet parameter brugt |deadlink=( hjælp )
  8. Lanceringsdag for H-IIA Launch Vehicle No. 17 (utilgængeligt link) . Hentet 20. april 2010. Arkiveret fra originalen 3. juni 2013. 
  9. Dato for AKATSUKI-injektion til Venus-kredsløb  (engelsk)  (link ikke tilgængeligt) . JAXA (18. november 2010). Hentet 5. december 2010. Arkiveret fra originalen 11. april 2012.
  10. ( japansk ) _  _ Jiji.com . Jiji Press (18. november 2010). Hentet 5. december 2010. Arkiveret fra originalen 11. april 2012. 
  11. 1 2 金星探査機「あかつき」の状況について. Om tilstanden af ​​Venus-sonden Akatsuki  (japansk) (7. december 2010) . Hentet 7. december 2010. Arkiveret fra originalen 11. april 2012.
  12. Kommunikation med den japanske sonde, der blev sendt i kredsløb om Venus i dag, er blevet genoprettet Arkiveret 26. januar 2022 på Wayback Machine .
  13. 1 2 3 Japans Akatsuki-rumsonde formår ikke at kredse om Venus Arkiveret 22. maj 2013 ved Wayback Machine .
  14. JAXAs pressebriefing, 22.00, 7. december 2010 JST.
  15. Defekt antenne forstyrrer nøjagtige data fra Akatsuki-sonden Arkiveret 10. december 2010 på Wayback Machine .
  16. AKATSUKI Venus kredsløbsinjektionsplan skal gennemgås Arkiveret 13. december 2010 på Wayback Machine  . AKATSUKI Special Site]. 8. december 2010.
  17. Japans Venus-sonde kommer ikke ind i kredsløb . ABC Nyheder . Hentet 8. december 2010. Arkiveret fra originalen 11. april 2012.
  18. Akatsuki Mission Statement (link ikke tilgængeligt) . Det planetariske samfund . Hentet 8. december 2010. Arkiveret fra originalen 11. april 2012. 
  19. ↑ Den japanske rumfartsorganisation finder ud af, hvorfor Akatsuki mislykkedes Arkiveret 19. juni 2013 på Wayback Machine .
  20. Japansk rumprogram kan undergå ændringer Arkiveret 19. juni 2013 på Wayback Machine .
  21. Japansk lander vil forsøge at kredse om Venus igen Arkiveret 15. august 2020 ved Wayback Machine .
  22. Japansk sonde affyrer thrustere i andet forsøg på at komme ind i Venus-kredsløbet Arkiveret 9. december 2015 ved Wayback Machine .
  23. Venus Climate Orbiter "AKATSUKI" indsat i Venus' Orbit Arkiveret 18. juni 2020 på Wayback Machine .
  24. Reddet japansk rumfartøj leverer de første resultater fra Venus Arkiveret 15. april 2016 på Wayback Machine .
  25. Japans Akatsuki-rumfartøj transmitterer de første billeder af Venus Arkiveret 28. oktober 2020 ved Wayback Machine .
  26. PLANET-C Team / JAXA. Akatsuki: Videnskabsinstrumenter og mål  (engelsk) (12. januar 2010). Arkiveret fra originalen den 11. april 2012.

Links