Астероид Ryugu показал себя японскому зонду

В последние дни преследования, которое длилось в течение трех с половиной лет, японский зонд Hayabusa-2 возвращает улучшенные изображения астероида, неисследованного объекта, напоминающего вращающуюся вершину, расположенную почти в 250 млн км от Земли. Hayabusa-2 впервые достиг Ryugu в этом году. До сих пор почти 900-метровый небесный объект никогда не посещался человеком.

3 декабря 2014 года, запущенный с помощью японского носителя H-2A, Hayabusa-2 является вторым проектом Японии, посвященным возвращению грунта с астероида. Предшественник миссии в 2010 году, названный Hayabusa, вернул микроскопические пробы грунта из астероида Итокава после того, как ряд сбоев оборудования помешало ему собрать запланированное количество материала.

Hayabusa-2 запущен с несколькими крупными усовершенствованиями, и вместо того, чтобы отправиться на каменистый астероид S-типа, такой как Итокава, планировщики миссии направили новую миссию на Ryugu, астероид C-типа, где есть много углерода и других материалов, из которых образовались планеты Солнечной системы.

«Hayabusa был технологическим демонстратором, поэтому его основной целью была технология, а вторая цель — наука», — сказала Макото Йошикава, руководитель миссии Hayabusa-2 в Японском агентстве аэрокосмических исследований. «Для Hayabusa 2 главная цель – наука . Это большая разница. В обеих миссиях мы хотели узнать о происхождении Солнечной системы, но для Hayabusa-2 мы хотим понять структуру органических веществ и воды в начале формирования Солнечной системы. Это главный момент для науки».

По состоянию на 20 июня, Hayabusa-2 находился примерно в 80 км от Ryugu. Зонд приближается и сейчас к астероиду со скоростью чуть более фута в секунду, что составляет скорость обычного шага. В настоящее время Hayabusa-2 и Ryugu находятся на расстоянии 284 млн км от Земли.

Астероид Ryugu завершает одну солнечную орбиту каждые 1,3 года, а его траектория ненадолго пересекается с орбитой Земли, что делает его потенциально опасным для нас.

Hayabusa-2 отключил свои ионные двигатели в последний раз 3 июня, завершив почти непрерывное включение с января, которое изменило орбиту зонда вокруг Солнца, чтобы соответствовать темпам сближения с Ryugu. Ионные двигатели потребляют ксенон и генерируют низкий уровень тяги, но их топливная экономичность позволяет им работать в течение длительных периодов времени.

После выключения ионного двигателя, обычные генераторы, работающие на гидразине, были включены, чтобы точно подправить окончательный подход корабля к Ryugu. Маневры коррекции траектории замедлили скорость Hayabusa-2 и заставили двигаться зонд зигзагообразно, чтобы помочь наземным командам точно определить местоположение астероида, отображая его движение на фоне звезд.

Оптическая навигационная камера аппарата каждый день выдает лучшие виды астероида, демонстрируя поверхностные образования, кратеры и форму. «Конечно, это первый раз, когда мы увидели Ryugu, поэтому сначала хотим узнать его особенности формы и поверхности», — сказал Йошикава. «Кроме того, мы хотим знать направление вращения».

Оказывается, Ryugu вращается раз в 7,6 часов примерно с той же скоростью, которую ученые прогнозировали по наземным наблюдениям. Но Ryugu был слишком мал, чтобы позволить телескопам на Земле видеть свою форму. Форма астероида выглядит как вращающаяся вершина, причем экваториальная часть шире, чем полюса, Подобная форма встречается во многих маленьких астероидах, которые вращаются с большой скоростью. Ученые заметили кратерные утопленные рельефы на Ryugu, и яркое образование видно в верхней части астероида, если смотреть с Hayabusa-2.

«Когда мы приблизились к Ryugu и смогли отличить отдельные черты в топологии астероида, стало ясно, что у него богатый рельеф», — пишет Сейдзи Сугита, главный исследователь оптической навигационной камеры Hayabusa-2. «Многочисленные кластеры скального рельефа на поверхности. Среди них большая скальная масса (около 150 метров в поперечнике) выделяется в верхней части из-за ее более яркого цвета (более высокая отражательная способность).

«Кольцевидные образования в форме пояса, окружающие экватор, также немного ярче их окружения», — сказал Сугита. «Эта разность цветов может отражать разницу в составе материала и размере частиц, образующих породу. Мы также можем видеть много регионов, которые выглядят как кратеры. Эти впадины могли появиться при столкновении с другими небесными телами».

Внешний вид Ryugu напоминает астероид Bennu, цель космического зонда OSIRIS-REx, который встретится с ним в этом году. Bennu примерно вдвое меньше, но у ученых были лучшие снимки Bennu из-за его проходов около Земли, что позволило радарам видеть его форму. Исследователи считают, что оба астероида содержат много углерода, важный элемент органических соединений, но у Bennu есть немного отличающаяся химическая структура, что делает его редким астероидом типа B.

«Таким образом, у нас есть как различия, так и сходства, которые в совокупности создают очень похожие формы … почему? Я думаю, это очень интересно. До сих пор исследованные нами астероиды были разными, поэтому оба астероида очень похожи. Будет интересно уточнить, что такое сходство означает с научной точки зрения».

Члены команды Hayabusa-2 и OSIRIS-REx сотрудничают в своих усилиях по исследованию астероидов. Космические агентства согласились поделиться образцами астероидов, принесенными на Землю Hayabusa-2 и OSIRIS-REx.

Гравитационное поле Ryugu в 60000 раз слабее земного, но легкий гравитационный буксир астероида уже оказывает свое влияние на зонд. Инженеры стремятся к тому, чтобы зонд оказался в точке около 20 км от астероида 27 июня. Тогда научные инструменты Hayabusa-2, которые включают в себя камеру, лазер, предназначенный для измерения топографии, и инфракрасный спектрометр для изучения состава, начнут работу.

«Сначала мы будем в 20 км, но в конце июля мы приблизимся к 5 км от поверхности, поэтому у нас будет гораздо более подробное изображение поверхности», — сказал Йошикава. «Кроме того, в августе мы будем измерять гравитационное поле, и в этом случае отправим корабль на 1 км от поверхности».

После первоначального опроса японские ученые решат в августе, куда отправить Hayabusa-2, чтобы собрать первый из трех образцов. Первый сбор образцов с Ryugu установлен на сентябрь или октябрь.

Hayabusa-2 несет в себе четыре посадочных зонда, в том числе 10-кг робот по имени MASCOT, построенный той же немецко-французской командой, которая управляла зондом Philae (миссия Rosetta) во время приземления на комету 67P/ Чурюмова-Герасименко в 2014 году.

MASCOT должен быть выпущен для посадки на Ryugu в начале октября. Имея собственный набор инструментов и камеру, робот предназначен для подпрыгивания в нескольких местах на астероиде. Три других десантных корабля, построенных в Японии, также опустятся на астероид во время миссии.

Если сравнивать японскую миссию с американской – OSIRIS-REx – то первая все делает быстрее. Американский зонд должен прибыть в окрестности Bennu около 3 декабря, но наземная команда миссии проведет год, исследуя астероид, прежде чем начнется сбор образцов в июле 2020 года, а сами образцы вернутся на Землю в 2023 году.

«Они идут намного быстрее, чем мы. Мы не собираемся взять образец быстрее, чем через год. Мы собираемся отображать и отображать карты, а также анализировать и анализировать. Японцы собираются выбрать место к середине августа, менее чем через два месяца. Это совсем другой подход к проблеме. Мне любопытно видеть, как это происходит», – сказал один из руководителей миссии OSIRIS-REx.

Один из трех образцов, взятых Hayabusa-2, будет из материала, извлеченного из-под поверхности астероида. Hayabusa-2 будет использовать взрывчатку, чтобы сделать искусственный кратер, обнажая подземные нетронутые породы. Каждый из трех образцов астероидов будет помещен в отдельную камеру внутри капсулы возврата образцов.

Hayabusa-2 планирует отправиться назад на Землю к концу 2019 года, далее корабль отделит камеру с образцами для повторного входа, которая под парашютом совершит посадку в Австралии в декабре 2020 года. Если все пойдет по плану, Hayabusa-2 должен вернуть менее грамма материала астероида для детального анализа в лабораториях на Земле.