МИНЕРВА (космический корабль)
MINERVA ( Micro-Nano Experimental Robot Vehicle for Asteroid ) — серия марсоходов , разработанная японским космическим агентством JAXA с целью исследования поверхностей астероидов . Первая MINERVA была частью миссии Hayabusa , а MINERVA-II — это серия из трёх марсоходов для Hayabusa2 . 12 ноября 2005 года марсоход MINERVA был запущен с орбитального аппарата Хаябуса с целью приземлиться на астероид 25143 Итокава . Однако приземление не удалось, поскольку MINERVA не попала в астероид и оказалась на гелиоцентрической орбите. 21 сентября 2018 года первые два марсохода MINERVA-II успешно приземлились на астероиде 162173 Рюгу . [ 1 ] Третий марсоход MINERVA-II вышел из строя перед запуском с орбитального аппарата «Хаябуса-2», но 2 октября 2019 года его все равно выпустили для проведения гравитационных измерений, прежде чем через несколько дней он столкнулся с астероидом.
Обзор
[ редактировать ]
После одобрения проекта по возврату образцов с астероида MUSES-C на исследователь астероидов было предложено установить марсоход, и в 1997 году началась разработка MINERVA. Завершенная в феврале 2003 года, MINERVA стала первым японским космическим вездеходом и первым астероидом. вездеход в мире. [ 2 ]
9 мая 2003 года космический корабль MUSES-C с MINERVA был запущен с космодрома Кагосима и получил название «Хаябуса» . Хаябуса прибыл к своей цели, астероиду 25143 Итокава , 12 сентября 2005 года. После двухмесячной фазы наблюдений Хаябуса начал репетиции спуска в рамках подготовки к приземлению на астероид. 12 ноября MINERVA отделилась от Хаябусы и направилась к Итокаве, но падение не удалось, и таким образом MINERVA стала самым маленьким искусственным объектом на гелиоцентрической орбите . [ 3 ] [ 4 ] После разделения MINERVA продолжала общаться в течение 18 часов, передавая данные на свой материнский корабль. [ 4 ]
После Хаябусы возвращения на Землю стартовал проект-преемник — Хаябуса2 , в который также входил марсоход. [ 5 ] В то время как MINERVA рассматривалась как необязательное дополнение к первому Hayabusa, MINERVA-II стала частью номинальной полезной нагрузки Hayabusa2 . [ 6 ] Запущенный 3 декабря 2014 года, «Хаябуса-2» прибыл к астероиду 162173 Рюгу 27 июня 2018 года. MINERVA-II-1, состоящая из двух одинаковых марсоходов, была запущена с «Хаябуса-2» 21 сентября. Оба марсохода достигли поверхности Рюгу и стали первыми зондами, когда-либо путешествовавшими по поверхности астероида. JAXA объявило, что марсоходы получили названия HIBOU (ранее Rover-1A) и OWL (ранее Rover-1B) соответственно.
Второе развертывание марсохода MINERVA-II-2 произошло 2 октября 2019 года в 16:38 UTC. [ 7 ] Ровер, известный как Rover-2 или MINERVA-II-2, вышел из строя перед развертыванием, но все равно был выпущен с орбитального аппарата «Хаябуса-2» для проведения гравитационных измерений. Он столкнулся с астероидом через несколько дней после выброса 8 октября.
Дизайн
[ редактировать ]МИНЕРВА
[ редактировать ]
MINERVA состоит из пяти компонентов, включая корпус марсохода.
- ОМЕ-B, который монтирует МИНЕРВУ на МУЗЫ-C и подает питание на МИНЕРВУ до ее отделения.
- ОМЕ-С, обложка между ОМЕ-Б и МУЗ-С.
- OME-E, ретранслятор между шиной данных головного корабля.
- OME-Ant, плоская патч-антенна для OME-E для связи с MINERVA.
Эти четыре компонента находились внутри марсохода.
Сама MINERVA представляет собой шестиугольную призму диаметром 12 см и высотой 10 см, с прикрепленными к каждой стороне солнечными элементами. Это позволяет зонду обеспечивать питание в любом положении, пока он находится в освещенной солнцем среде. [ 8 ] [ 9 ] Для смягчения ударов при приземлении и защиты солнечных элементов из поверхности MINERVA выступают 16 штифтов. Шесть из них имели внутри термометры для непосредственного измерения температуры поверхности астероида. [ 3 ] Штифты также служили средством увеличения трения во время прыжков. [ 8 ]
Электроэнергия подается от солнечных батарей, прикрепленных к каждой стороне MINERVA. [ 3 ] Избыточная мощность сохраняется в электрическом двухслойном конденсаторе и используется в ситуациях, когда требуется большая мощность, чем та, которую генерируют солнечные элементы, например, при вращении двигателя и при использовании камер. После того, как электрический двухслойный конденсатор перестанет функционировать, связь все еще будет возможна, но марсоход не сможет совершать дальнейшие прыжки или получать изображения, поэтому считалось, что операция предполагает, что стационарная MINERVA будет непрерывно измерять температуру поверхности астероида в месте его последнего упокоения.
Помимо шести встроенных датчиков температуры на штырях, торчащих из основного корпуса, MINERVA имела на борту три камеры и шесть фотодиодов в качестве внешних датчиков. Три ПЗС- камеры были идентичны; два из них смотрели в одном направлении и располагались рядом друг с другом, что позволяло получать стереографические изображения крупным планом. Он предназначался в основном для съемки поверхности астероида. Оставшаяся камера была размещена на противоположной стороне от двух камер, с основной целью получения изображения астероида сверху во время прыжков.
На верхней и нижней сторонах MINERVA расположена антенна. По мере изменения положения марсохода нужно было использовать любую сторону, обращенную к Хаябусе. Скорость связи между MINERVA и OME-E составляла 9,6 кбит/с, максимальная дальность действия — 20 км.
MINERVA имеет встроенный микрокомпьютер . Его основным микропроцессором является Hitachi SH -3 с тактовой частотой 10 МГц, принятый из-за низкого энергопотребления, эффективности работы и надежности. Память компьютера включает 2 МБ ОЗУ , 512 КБ ПЗУ и 2 МБ флэш-ПЗУ . [ 10 ] [ 11 ]
МИНЕРВА-II-1
[ редактировать ]MINERVA-II-1 была разработана JAXA и Университетом Айдзу . Он имеет более тонкую конструкцию по сравнению со своим предшественником, что увеличивает вероятность контакта поверхности большей площади с поверхностью астероида. MINERVA-II-1 была увеличена по сравнению со своим предшественником в качестве пункта назначения марсохода: астероид Рюгу находился дальше от Солнца, чем Итокава, что потребовало увеличения площади солнечных батарей. [ 12 ] Больший размер Рюгу по сравнению с Итокавой означает, что марсоходам придется столкнуться с более сильной гравитацией, поэтому более крупные двигатели постоянного тока . в MINERVA-II-1 используются [ 13 ] Запустив два марсохода одновременно, можно создать сеть космических зондов. [ 9 ] Максимальная скорость связи между марсоходами MINERVA-II-1 и OME-E головного корабля составляет 32 кбит/с. Оба марсохода практически идентичны, единственная разница заключается в некоторых внутренних датчиках и тепловых характеристиках . [ 14 ] В Rover-1A используется традиционная многослойная изоляция , которая покрывает марсоход, предотвращая проникновение тепла, а Rover-1B оснащен радиаторами для отвода тепла наружу. [ 15 ]
МИНЕРВА-II-2
[ редактировать ]В отличие от трех других MINERVA (одного на Хаябусе , двух на Хаябусе2 ), разработанных JAXA/ ISAS , MINERVA-II-2 была разработана консорциумом японских университетов и использует существенно отличающиеся методы мобильности. Основная цель MINERVA-II-2 — проверка навигации в среде с чрезвычайно малым гравитационным ускорением. [ 16 ] Ровер был реализован как «просветительская нагрузка», предназначенная для университетского сообщества. [ 12 ] В обязанности каждого университета входит следующее: [ 16 ]
- Университет Тохоку отвечал за общее управление Ровером-2 и разработал механизм перемещения типа микропрыжка, использующий микровибрации.
- Университет Ямагаты разработал экологически чистый движущийся механизм с использованием биметаллов.
- Токийский университет Денки разработал механизм перемещения внутреннего ударного типа, использующий постоянные магниты.
- Университет Осаки разработал упругий подвижный механизм энерговыделяющего типа с использованием листовых рессор.
- Токийский университет науки разработал бортовые камеры марсохода
Эксплуатация и посадка
[ редактировать ]МИНЕРВА (Хаябуса)
[ редактировать ]MINERVA была развернута 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, предписывающая Хаябусе повысить высоту. MINERVA была развернута в 6:24 UTC, но расстояние до Итокавы 25143 составляло 200 м, а Хаябуса поднимался на расстоянии примерно 15 см/с от астероида. На снимке, сделанном Hayabusa 212 после развертывания MINERVA, запечатлены как MINERVA, так и OME-C, прикрытие марсохода, которое также было развернуто.
Из изображений, сделанных MINERVA, было отправлено только одно — фотография солнечных панелей Хаябусы. [ 3 ] После отделения от Хаябусы общение с MINERVA продолжалось 18 часов.
МИНЕРВА-II ( Хаябуса2 )
[ редактировать ]Хаябуса-2 прибыл к астероиду 162173 Рюгу 27 июля 2018 года. Космический корабль выпустил группу из двух марсоходов MINERVA-II-1 над «северным полушарием» Рюгу. Процесс проводился полностью автономно, в качестве контрмеры, чтобы предотвратить повторение ошибки, которая обрекла их предшественника. [ 15 ] Место посадки марсоходов MINERVA-II-1 получило название Тритонис. [ 17 ] Из двух марсоходов HIBOU (он же Rover-1A) сделал снимок Хаябусы-2 вскоре после развертывания. OWL (он же Rover-1B) удалось записать видео с Рюгу. [ 18 ] MINERVA-II-1 стал первым зондом, сделавшим изображение и двигавшимся по поверхности астероида. После завершения своих миссий два марсохода останутся на поверхности астероида.
МИНЕРВА-II-2
[ редактировать ]Ровер MINERVA-II-2, также называемый Rover-2, вышел из строя еще до развертывания. Однако 2 октября 2019 года он был выведен на орбиту Рюгу для проведения гравитационных измерений. После выброса с «Хаябуса-2» он столкнулся с астероидом 8 октября.
См. также
[ редактировать ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Они сделали это! Два японских марсохода успешно приземлились на астероиде Рюгу . Меган Бартелс, Space.com . 22 сентября 2018 г.
- ^ Ёсимицу, Тецуо (18 января 2005 г.). «Будет ли первый японский марсоход для исследования планет перемещаться по поверхности астероида?» (на японском языке, дата обращения 19 октября 2018 г. ) .
- ^ Jump up to: а б с д и Ёсимицу, Тецуо; Кубота, Такаши; Накатани, Ичиро. «Марсоход MINERVA, ставший небольшим искусственным спутником Солнца» . Университет штата Юта . Проверено 18 октября 2018 г.
- ^ Jump up to: а б Ёсимицу, Тецуо. «С тревогой ожидая плодов нашего труда» . ДЖАКСА . Проверено 17 октября 2018 г.
- ^ Ёсимицу, Тецуо; Кубота, Такаши; Адачи, Тадаши; Курода, Ёдзи (2012). «Усовершенствованная роботизированная система прыгающих марсоходов для малых тел Солнечной системы» (PDF) . Международный симпозиум по искусственному интеллекту, робототехнике и автоматизации в космосе . S2CID 16105096 . Архивировано из оригинала (PDF) 19 октября 2018 г. Проверено 19 октября 2018 г.
- ^ Юичи, Цуда (2014). «Хаябуса 2 как инженерная технология» (на японском языке). .. Архивировано из оригинала 20 октября 2018 г Проверено 19 октября 2018 г.
- ^ @haya2e_jaxa (2 октября 2019 г.). «Подтверждено, что [MINERVA-II2] MINERVA-II2 отделилась сегодня (3 октября) в 01:38 JST. Время разделения было 00:57 J…» ( Твит ) – через Twitter .
- ^ Jump up to: а б Ёсимицу, Тецуо; Кубота, Такаши (июнь 2003 г.). «Новый вызов: первый в мире марсоход для исследования астероидов «МИНЕРВА» » PDF) (на японском языке, ( дата обращения 17 октября 2018 г. ) .
- ^ Jump up to: а б Ёсимицу, Тецуо; Кубота, Такаши (5 января 2011 г.). «Статус марсохода MINERVA-II в предстоящем исследователе астероидов Хаябуса-2» (PDF) (на японском языке). ДЖАКСА . Архивировано из оригинала (PDF) 10 декабря 2013 года . Проверено 18 октября 2018 г.
- ^ «Марсоход MINERVA, ставший небольшим искусственным спутником Солнца» . Конференция AIAA/УрГУ по малым спутникам. 2006 год . Проверено 27 июня 2019 г.
- ^ «32-битные RISC-микропроцессоры/контроллеры с оригинальной архитектурой (Hitachi)» (PDF) . Музей истории полупроводников Японии . Проверено 27 июня 2019 г.
- ^ Jump up to: а б Кубота, Такаши, Тецуо и др. (5 января 2011 г. ) , Нару ; . Окада, Тацуаки; Демура, Хирата Архивировано из оригинала (PDF) 10 декабря 2013 г. Проверено 18 октября 2018 г. .
- ^ Оцука, Минору (28 марта 2016 г.). «Как передвигаться без колес? Как работает вездеход «Минерва 2» (Часть 2)» . МОНОист (на японском языке) . Проверено 19 октября 2018 г.
- ^ Ёсимицу, Тецуо; Кубота, Такаши; Томики, Ацуши (6 января 2015 г.). «Полезная нагрузка MINERVA-II в миссии Хаябуса-2 » Материалы 15-го симпозиума по космическим наукам . ДЖАКСА Получено 1 октября 2018 г.
- ^ Jump up to: а б «Небольшой робот для исследования поверхности (MINERVA-II-2), разработанный университетским консорциумом, будет установлен на Хаябуса-2 и взлетит к астероиду. . (PDF) (Пресс-релиз) (на японском языке). Университет Тохоку 21 ноября 2014 г. Проверено 5 октября 2018 г.
- ^ "Исправление названия места посадки MINERVA-II1" . ДЖАКСА . 4 февраля 2019 года . Проверено 10 февраля 2019 г.
- ^ «МИНЕРВА-II1: Изображения с поверхности Рюгу» . ДЖАКСА . 27 сентября 2018 года . Проверено 20 октября 2018 г.
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Малый вездеход MINERVA-II (на японском языке)
- Малый исследовательский вездеход MINERVA-II1 наконец приземлился на астероид (на японском языке)
- Хаябуса2 3D модель , Асахи Синбун
