Направляясь к нетронутой популяции древних астероидов, научный зонд НАСА по имени Люси взлетел с мыса Канаверал перед рассветом в субботу и отправился в космос на вершине ракеты-носителя Atlas 5, чтобы начать 12-летнюю миссию стоимостью 981 миллион долларов в поисках подсказок о раннем Солнечная система.
Миссия использует уникальное выравнивание между Землей и троянскими астероидами, группами объектов, ведущих и следующих за Юпитером на его орбите вокруг Солнца. Траектория проведет космический корабль «Люси» около восьми астероидов с 2025 по 2033 год, больше, чем любая другая миссия.
Зонд станет первым, кто посетит троянские астероиды, которые были захвачены двумя роями, когда Юпитер вышел на свою нынешнюю орбиту вокруг Солнца. Ученые считают, что троянские астероиды — это первобытные остатки ранней Солнечной системы. Подобные объекты столкнулись или слиплись вместе, чтобы сформировать планеты-гиганты внешней Солнечной системы.
«Мы думаем о них как о окаменелостях, поэтому мы назвали космический корабль «Люси» в честь окаменелости человеческого предка, известной как Люси», — сказал Хэл Левисон, главный исследователь миссии «Люси» в Юго-Западном исследовательском институте в Боулдере, штат Колорадо. «Это расскажет нам, как формировались планеты-гиганты и как они двигались».
Люси будет нацеливаться на астероиды в троянских роях размером от менее мили до более чем 60 миль. Космический аппарат также пролетит мимо астероидов, которые, по данным наземных наблюдений, различаются по цвету, что является признаком того, что они могут иметь разный состав.
После беспроблемного ночного обратного отсчета робот-исследователь стартовал с площадки 41 на станции космических сил на мысе Канаверал на вершине ракеты United Launch Alliance Atlas 5 в 5:34 утра по восточному поясному времени (0934:XNUMX по Гринвичу) в субботу.
Люси стартовала в первую секунду 23-дневного планетарного запуска, уложившись в график, установленный почти на полвека вперед.
Старт астероидной миссии НАСА «Люси» на ракете Atlas 5, начало 12-летнего путешествия по исследованию популяции древних астероидов. https://t.co/tVHTSswphM pic.twitter.com/tN4ZSlUAHQ
- Космический полет сейчас (@SpaceflightNow) 16 октября 2021
Оснащенная российским двигателем РД-180, пусковая установка высотой 188 футов (57 метров) пролетела по дуге к востоку от мыса Канаверал над Атлантическим океаном. Atlas 5 поднялся в воздух в субботу в базовой конфигурации ракеты, без твердотопливных ускорителей.
Первая ступень ракеты, работающая на керосине, отключилась и отлетела в сторону Атлантики примерно через четыре минуты после начала миссии, оставив разгонный блок Centaur, чтобы завершить пару запусков с использованием двигателя RL10 американского производства, поставленного Aerojet Rocketdyne.
Первый запуск RL10 вывел космический корабль «Люси» на парковочную орбиту вокруг Земли. Примерно через 40 минут после начала миссии двигатель снова включился для шестиминутного горения, чтобы разогнать зонд до скорости, необходимой для выхода из гравитационного захвата Земли.
Последовательность полета Atlas 5, казалось, прошла без сучка и задоринки, и ракета выпустила космический корабль Люси примерно через 58 минут после старта. Примерно через полчаса наземные команды объявили, что зонд завершил развертывание двух веерообразных солнечных батарей, каждая диаметром около 24 футов (7.3 метра).
Примерно в то же время станция НАСА Deep Space Network в Австралии получила первые сигналы от космического корабля «Люси», подтвердив, что зонд был в рабочем состоянии после полета в космос на ракете «Атлас-5».
Субботний запуск ознаменовал собой 89-й полет ракеты Atlas 5 и третий полет Atlas 5 в этом году.
«Прямо сейчас космический корабль выглядит хорошо», — сказал Левисон Spaceflight Now после запуска в субботу. «Солнечные батареи были нашей большой заботой. Они производят энергию, которую они должны производить. Так вроде здоров. Находится в пути."
Полностью развернутые солнечные батареи занимают площадь около 548 квадратных футов или 51 квадратный метр, что делает солнечные крылья Люси самыми большими из когда-либо отправленных в дальний космос. Структуры дают космическому кораблю Lucy размах крыльев более 52 футов или 16 метров.
НАСА подтверждает, что круглые солнечные батареи космического корабля «Люси» развернулись после утреннего запуска.
Это позволит космическому кораблю зарядить свои батареи, чтобы начать путешествие к троянским астероидам.https://t.co/tVHTSswphM pic.twitter.com/sBnd5OzvIY
- Космический полет сейчас (@SpaceflightNow) 16 октября 2021
Запуск в субботу стал поворотным моментом для миссии Lucy после семи лет проектирования, разработки, строительства и испытаний. Но ученым еще предстоит ждать 12 лет, прежде чем Люси посетит все целевые астероиды.
«Не так давно я искал первое упоминание слова «Люси» в теме электронного письма, и это был март 2014 года, — сказал Левисон.
Инженеры и ученые завершили разработку миссии «Люси» под угрозой пандемии коронавируса. Несмотря на трудности, они соблюдали график и бюджет миссии.
«Я использовал аналогию: это похоже на воспитание ребенка, — сказал Левисон. «И это была трудная беременность. Теперь она родилась, и теперь она будет расти».
Построенный Lockheed Martin в Колорадо, космический корабль Lucy весом 3,300 фунтов (1,500 кг) загружен гидразином и четырехокисью азота, чтобы выполнить серию маневров в дальнем космосе, чтобы помочь направиться к своим астероидным целям.
Половина массы зонда составляет топливо, что дает Люси возможность резко изменять свою орбиту вокруг Солнца на протяжении всей миссии.
Но большая часть уникальной в своем роде траектории миссии будет определяться естественными силами, когда Люси вернется для трех близких столкновений с Землей, чтобы набрать скорость и разогнаться дальше от Солнца, в конечном итоге достигнув расстояния Юпитера в 2027 году. Затем Миссия пролетит мимо пяти астероидов за 15 месяцев, а затем совершит еще один круг вокруг Солнца, готовясь к последнему пролету интригующей двойной пары астероидов в 2033 году.
Ученые назвали миссию Люси в честь окаменелых останков предка человека, которого ученые назвали Люси, обнаружившие ее в Эфиопии в 1974 году.
Ученые считают, что троянские астероиды представляют собой разнообразный образец типов небольших планетарных строительных блоков, оставшихся после образования Солнечной системы 4.5 миллиарда лет назад.
«Эти объекты интересны, потому что они являются остатками образования Солнечной системы», - сказала Кэти Олкин, заместитель главного исследователя миссии Люси в SWRI. «Мы разработали нашу миссию, чтобы исследовать разнообразие этих объектов в этой популяции. Мы собираемся посетить большинство астероидов за одну миссию. Мы собираемся пролететь мимо семи троянских астероидов в этом эпическом путешествии протяженностью почти 4 миллиарда миль. Мы собираемся изучать геологию, состав поверхности… и искать спутники вокруг этих объектов ».
Подобно открытию окаменелостей, которое информировало ученых об эволюции человека, троянские астероиды могут дать ключ к разгадке древней истории Солнечной системы. После того, как Юпитер сформировался и перешел на свою текущую орбиту, астероиды оказались захваченными роями, каждый из которых сосредоточился в гравитационно-устойчивой точке либрации впереди и позади самой большой планеты Солнечной системы.
«Эта окаменелость изменила наше понимание эволюции гоминидов, точно так же, как мы надеемся, что космический корабль Люси изменит наше понимание Солнечной системы», - сказал Олкин.
НАСА выбрало для разработки в 2017 году миссию «Люси» вместе с другим исследованием астероида под названием «Психея». Запуск «Психеи» намечен на следующий год для орбиты богатого металлами астероида.
Люси и Психея, которых иногда называют сестринскими миссиями, будут посещать разные типы объектов. Но оба могут многое рассказать ученым об эволюции Солнечной системы.
Два космических зонда присоединяются к линии ограниченных по стоимости миссий НАСА Discovery, программе, которая включала марсоход Mars Pathfinder, миссию Messenger на орбиту Меркурия и космический корабль Dawn, который вращался вокруг гигантского астероида Веста и карликовой планеты Церера.
Выбранные из 28 предложений, представленных в НАСА в 2015 году, Люси и Психея посетят миры, которые никогда раньше не видели крупным планом, поскольку ученые стремятся разобраться в бурной ранней истории Солнечной системы, когда протопланеты объединились в результате слияний и столкновений между ними. камни и валуны в диске вокруг солнца.
Троянские астероиды, включая пролетные цели Люси, могут по-прежнему выглядеть так же, как и более 4 миллиардов лет назад, прежде чем ученые полагают, что огромное притяжение гравитации Юпитера заманило их в ловушку в их текущем местоположении, когда внешние планеты сместились. Трояны - это реликвии типов объектов, которые объединились, чтобы создать планеты-гиганты: Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун.
«Если вся эта история правдива… эти объекты действительно представляют собой объекты, которые сформировались по всей внешней солнечной системе и теперь находятся в роях троянцев, куда такая миссия, как Люси, может отправиться и изучить их», - сказал Левисон.
Ученые мало знают о троянских астероидах. Из-за своей удаленности от Земли фрагменты юпитерианских троянцев никогда не падали на землю в виде метеоритов, что лишало ученых всякого понимания их истории и строения.
Астрономы обнаружили более 7,000 объектов в троянских роях. Возможно, есть еще тысячи ожидающих открытия с помощью больших телескопов.
Но даже космический телескоп Хаббла не может определить подробности о составе и внешнем виде троянских астероидов. Ученые имеют приблизительное представление о размере каждого объекта, который должна посетить Люси, и немного знают их цвета. Некоторые из них серые, а некоторые более красноватые.
«Это исследовательская миссия, — сказал Олкин. «Мы раньше не видели троянских астероидов. Одна вещь, на которую мы смотрим, это состав. Так что многие вещи являются подсказками, но у нас нет конкретной гипотезы, которую мы проверяем, и я могу сказать вам, да или нет, потому что мы никогда раньше не были на этих объектах. У нас много вопросов, и нам нужно продолжать учиться, чтобы иметь возможность задавать вопросы на более глубоком уровне.
«Мы производим выборку объектов разного размера, разных спектральных типов, двух разных скоплений, поэтому мы смотрим на разнообразие по всем осям, которые только можем придумать», - сказал Олкин. «Таким образом, мы можем выполнить эту миссию, посетить большинство астероидов, когда-либо существовавших, и иметь возможность действительно сравнить эти объекты».
Самые большие астероидные цели Люси, названные Патрокл и Менотиус, будут последними мирами, посещенными во время миссии. Наземные наблюдения показывают, что эти астероиды имеют примерно сферическую форму.
В то же время, когда команды готовят космический корабль «Люси» к запуску, астрономы пытаются больше узнать о формах других целей миссии. Когда что-то проходит прямо между Землей и далекой звездой, ученые используют оккупацию звезд, чтобы приблизиться к размеру и форме удаленного объекта.
Измеряя узор, в котором астероид заслоняет свет звезды, астрономы могут оценить форму объекта. Буквально в этом месяце ученые запланировали две кампании по изучению звездного затмения, чтобы узнать больше о форме двух целей Люси: Полимеле и Эврибате.
После субботнего запуска космический корабль «Люси» проведет год на орбите вокруг Солнца, аналогичной орбите Земли, прежде чем вернуться на свою родную планету в октябре следующего года для маневра с помощью гравитационной рогатки, чтобы начать движение в Солнечной системе.
«Найти траекторию, которая действительно позволит нам посетить все эти типы объектов, было для Люси настоящей рутиной», — сказал Левисон. «Мы вращаемся внутри Солнечной системы, используя земную гравитацию, чтобы медленно накачивать орбиту космического корабля, чтобы он в конечном итоге пересек орбиту Юпитера».
По словам Корали Адам, заместителя начальника навигационной группы KinetX Aerospace, без помощи земной гравитации Люси пришлось бы нести в пять раз больше топлива, достаточное, чтобы сделать миссию невыполнимой.
До первого столкновения с астероидом ученые откалибруют инструменты Lucys. Пролеты с Землей помогут с проверкой приборов.
«На самом деле у нас очень активная кампания наземных наблюдений, чтобы получить формы (целей астероидов), чтобы мы могли использовать эти формы в наших симуляциях столкновений, чтобы убедиться, что они собираются произвести науку, которую мы хочу, чтобы они получили», — сказал Левисон.
— Так что дел много.
Второй пролет Земли в декабре 2024 года отправит Люси к ее первому столкновению с астероидом. Космический корабль пролетит мимо астероида Дональдджохансон, названного в честь ученого, обнаружившего окаменелость Люси, в апреле 2025 года.
Затем Люси полетит в первый рой троянцев, посетив пять астероидов, включая крошечный спутник одного из объектов, всего за 15 месяцев с августа 2027 года по ноябрь 2028 года. Эти пять астероидов находятся в так называемом L4, или греческом, рое. .
На самой далекой дуге Люси будет находиться на расстоянии более 500 миллионов миль (800 миллионов километров) от Солнца. Космический корабль будет самым удаленным от Солнца космическим кораблем, когда-либо полагающимся на солнечную энергию.
Последний поворот Земли в 2030 году подготовит Люси к последнему столкновению в рамках 12-летней миссии, пролету пары бинарных астероидов по имени Патрокл и Менотиус 3 марта 2033 года в рое L5 или троянцев. Каждый из двух объектов примерно одинакового размера, с диаметром более 60 миль (100 километров), что делает их крупнейшими целями пребывания Люси в солнечной системе.
На каждом астероиде у Люси будет всего несколько часов, чтобы сделать лучшие снимки и собрать наиболее полезные данные. Зонд будет перемещаться мимо астероидов с относительной скоростью несколько миль в секунду, используя поворотную платформу для наведения камеры и научных инструментов.
«Люси - это миссия облета, поэтому, потратив годы, путешествуя более миллиарда миль, чтобы добраться до наших целей, мы целимся почти прямо в них, пролетая в пределах 600 миль (1,000 километров) от их поверхности», - сказал Кейт Нолл, научный сотрудник НАСА. для миссии Люси. «И Люси не сбавляет обороты из-за этих облетов».
Космический корабль будет пролетать мимо каждой из своих астероидных целей с относительной скоростью в диапазоне от 13,000 21,000 миль в час (20,000 32,000 километров в час) до XNUMX XNUMX миль в час (XNUMX XNUMX километров в час).
«Когда вы смотрите на эти мультипликационные карты, кажется, что точки, которые представляют троянцев, довольно близко расположены друг к другу», - сказал Нолл. «Но на самом деле самая близкая пара, которую мы (посетим), находится на расстоянии более 10 миллионов миль друг от друга, а другие намного дальше этого».
Каждый из трех научных инструментов Люси - это обновленная версия полезной нагрузки, которая использовалась в предыдущих миссиях НАСА.
Один из инструментов, Lucy Long Range Reconnaissance Imager, представляет собой телескоп для получения черно-белых изображений, созданный на основе аналогичного инструмента на космическом корабле NASA New Horizons, который впервые сделал снимки Плутона крупным планом в 2015 году.
Инструмент L'LORRI, предоставленный Лабораторией прикладной физики Университета Джона Хопкинса, позволит получить наиболее подробные изображения троянских астероидов, составить карту их поверхностей, исследовать кратеры и искать небольшие астероиды-спутники и пылевые облака.
Еще одна полезная нагрузка на космический корабль поступает из Центра космических полетов имени Годдарда НАСА. Он называется L'Ralph и представляет собой два инструмента в одном.
Одним из элементов прибора является, по сути, цветная камера, производящая изображения, похожие на то, что видит человеческий глаз. Спектрометр инфракрасного изображения поможет ученым идентифицировать льды, минералы и органические молекулы на каждом астероиде.
Термоэмиссионный спектрометр Люси, или L'TES, прибор измеряет температуру поверхности каждого астероида.
«Температура очень многое говорит нам о физических свойствах поверхности», - сказал Фил Кристенсен, главный исследователь прибора L'TES из Университета штата Аризона. «Сравнивая дневные и ночные измерения, мы можем определить, сделана ли поверхность из плотного валунного материала или из мелкозернистой пыли и песка».
Другое научное исследование, которое является частью миссии Люси, но не считается полезной нагрузкой, поможет исследователям определить массу каждого астероида, что может дать оценки плотности объекта.
«Когда мы пролетаем мимо троянских астероидов, ускорение силы тяжести троянских астероидов немного изменит скорость космического корабля», - сказал Олкин. «Мы пролетаем мимо наших объектов со скоростью почти 15,000 XNUMX миль в час, и гравитационное притяжение троянских астероидов изменит эту скорость примерно на одну сотую мили в час, но мы сможем обнаружить это с помощью нашей телекоммуникационной подсистемы и изменение доплеровской частоты по мере того, как мы пролетаем ».
Это изменение скорости расскажет ученым, сколько массы содержит каждый астероид.
Миссия Люси направлена на то, чтобы ответить на некоторые серьезные научные вопросы, но разработчики миссий не застрахованы от поп-культуры.
Ученые назвали окаменелость Люси после того, как услышали песню «Битлз» «Lucy In The Sky With Diamonds» во время празднования открытия. Ученые, разрабатывающие троянский исследователь астероидов, увидели связь.
«Эти астероиды действительно похожи на алмазы в небе с точки зрения их научной ценности для понимания того, как формировались планеты-гиганты и развивалась солнечная система», - сказал Левисон.
Крошечный алмаз, спрятанный глубоко внутри спектрометра L'TES, действует как светоделитель, который разделяет свет на части и направляет лучи в разные стороны в пределах фокальной плоскости инструмента.
«Мы действительно отправляем бриллиант в небо с Люси», - сказал Кристенсен. «Это основная часть инструмента, а также забавный элемент миссии».
Ученые не исключили, что Люси отправит Люси посетить другие астероиды после последней встречи основной миссии в 2033 году. Последний пролет Земли оставит космический корабль на стабильной орбите вокруг Солнца, для поддержания которой требуется мало топлива.
Даже без расширенной миссии Люси попадет в книги рекордов.
«Мы посещаем больше астероидов, чем любой другой космический корабль в истории», - сказал Левисон. «Это также 12-летняя миссия, а это большой срок.
«Я должен сказать, что мне будет 75, когда все это будет сказано и сделано», - сказал Левисон. «Но вы также можете представить, что молодые люди, люди, возможно, из начальной и средней школы, будут работать над Люси к тому времени, когда мы дойдем до конца миссии».
Эл. адрес Автор.
Следите за сообщениями Стивена Кларка в Twitter: @ StephenClark1.
- "
- 000
- 100
- 7
- активный
- плюс
- Аэрокосмическая индустрия
- Все
- Альянс
- анимация
- объявило
- апрель
- ПЛОЩАДЬ
- Аризона
- Университет штата Аризона
- около
- астероидов
- Атлант
- Август
- Австралия
- батареи
- Ширина
- ЛУЧШЕЕ
- Крупнейшая
- миллиард
- Немного
- Книги
- Строительство
- Кампания
- Кампании
- мультфильм
- изменение
- заряд
- главный
- Колорадо
- связи
- строительство
- продолжать
- коронавирус
- Пандемия коронавируса
- кредит
- Культура
- Текущий
- данным
- день
- Проект
- Развитие
- DID
- открытый
- открытие
- расстояние
- Разнообразие
- управляемый
- Рано
- излучение
- Оценки
- Эфиопия
- эволюция
- исследование
- Глаза
- что его цель
- Футов
- конец
- First
- полет
- форма
- топливо
- полный
- fun
- GIF
- Отдаете
- хорошо
- серый
- Зелёная
- Расти
- инструкция
- история
- Главная
- Горизонты
- Как
- HTTPS
- Кочка
- Космический телескоп Хаббла
- определения
- Изображениями
- В том числе
- исследовать
- ходе расследования,
- IT
- Johns Hopkins
- Университет Джонса Хопкинса
- присоединиться
- l4
- большой
- запуск
- ведущий
- УЧИТЬСЯ
- изучение
- уровень
- легкий
- линия
- Длинное
- смотрел
- Создание
- Карты
- Март
- марш
- проводить измерение
- Messenger
- миллиона
- полезные ископаемые
- Наша миссия
- месяцев
- луна
- НАСА
- Навигация
- Возле
- сеть
- океан
- Другое
- Другое
- пандемия
- parking
- Патчи
- шаблон
- Люди
- физический
- Физика
- планета
- Планеты
- Платформа
- игрок
- население
- мощностью
- беременность
- Основной
- зонд
- FitPartner™
- Проект
- ассортимент
- исследованиям
- Возвращает
- робот
- Rover
- Спутники
- Шкала
- Школа
- Наука
- Ученые
- Поиск
- поиск
- выбранный
- Серии
- набор
- установка
- Поделиться
- ШЕСТЬ
- Размер
- небольшой
- So
- солнечный
- Солнечная энергия
- Space
- Космические силы
- космический телескоп
- космический корабль
- космический полет
- скорость
- тратить
- Расходы
- площадь
- Этап
- Область
- Stellar
- Кабинет
- представленный
- Поверхность
- Рой
- система
- цель
- связь
- телескоп
- говорит
- Тестирование
- тепловой
- время
- топ
- троянец
- Tweet
- Объединенный
- Университет
- us
- ценностное
- Скорость
- Видео
- ждать
- КТО
- в
- год
- лет
- Уступать
- YouTube