I nærheden af ​​skomager

Near Shoemaker
rumsonde Beskrivelse af dette billede, også kommenteret nedenfor Kunstnerens indtryk af NEAR Shoemaker nær Eros. Generelle data
Organisation NASA
Bygger Anvendt fysiklaboratorium
Mark Undersøgelse af asteroide
Type mission Orbiter
Status Mission fuldført
Andre navne I nærheden af ​​jorden Asteroid Rendezvous
Start 17. februar 1996
Launcher Delta II 7925-8
Afslutning af missionen 28. februar 2001
COSPAR-id 1996-008A
Planetbeskyttelse Kategori II
Websted http://near.jhuapl.edu/
Tekniske egenskaber
Masse ved lanceringen 805 kg (tør 486 kg)
Masseinstrumenter 56 kg
Ergols hydrazin og nitrogenperoxid
Drivmasse 337 kg
Av 1.450 m / s
Holdningskontrol 3 akse stabiliseret
Energikilde Solpaneler
Elektrisk strøm 1800 watt (1 AU)
Hovedinstrumenter
XRS-GRS Gamma / røntgenspektrometer
NLR Laser højdemåler
NIS Nær infrarødt spektrometer
MSI Multispektralkamera
MAG Magnetometer

NEAR ( Near Earth Asteroid Rendezvous ) Shoemaker er en rumsonde, der blev lanceret den17. februar 1996af rumagenturet US , NASA , for at studere Eros , en af ​​de største asteroider nær jorden . NEAR Shoemaker er den første mission i NASAs Discovery- program, der samler interplanetariske missioner med begrænsede udviklingsomkostninger og varighed. Denne sonde på 800  kg , herunder 56  kg videnskabelig instrumentering, havde til formål at bestemme asteroidens hovedegenskaber inklusive massen og dens interne fordeling, den mineralogiske sammensætning , magnetfeltet og sammensætningen af regolitten og interaktionerne med solvinden . Sonden gik i kredsløb omkring Eros14. februar 2000og gennemførte en studiekampagne på omkring et år. Denne ene endte med landing af sonden på jorden af asteroiden den12. februar 2001, som NEAR Shoemaker ikke var designet til. Sonden overlevede og var i stand til at overføre videnskabelige data indtil 28. februar 2001.

NEAR er den første rumsonde, der kredser om en asteroide og lander på overfladen. Hun leverede 160.000 billeder, undertiden meget detaljerede, af Eros og målte dens størrelse, masse og distribution samt dets magnetfelt. Disse data gjorde det muligt at afklare de forhold, der eksisterede mellem asteroider, kometer og meteoritter . De gjorde det muligt at definere de vigtigste egenskaber ved en asteroide nær jorden. Endelig har de øget vores forståelse af, hvordan og under hvilke planeter dannet og udviklet sig.

Sammenhæng

Asteroider nær jorden

Mange små kroppe - kometer , asteroider og meteoroider - cirkulerer i den centrale del af solsystemet, og i en geologisk skala kolliderer nogle af dem eller ender med at kollidere med jordbaserede planeter. Set fra udforskningen af ​​solsystemet udgør disse sidste objekter en dobbelt interesse. På den ene side er nogle af dem undertiden relikvier bevaret fra solcellens oprindelige dannelsesfase, på den anden side har virkningerne af disse objekter formet overfladen af ​​planeter og månen uden atmosfære som kviksølv eller månen. bidraget til udviklingen af ​​atmosfæren i de indre planeter såvel som i biosfæren . Alle disse kroppe er primitive objekter, hvis udvikling hovedsageligt går tilbage til solsystemets første hundreder af millioner af år. På tidspunktet for opfattelsen af ​​NEAR Shoemaker-missionen var det ikke lykkedes forskere at etablere en klassificering efter oprindelse af de identificerede 7.000 asteroider. Nogle af dem kunne være sovende eller uddøde kometer.

Størstedelen af ​​asteroider cirkulerer mellem banerne på Mars og Jupiter . De, der befinder sig i en bane, der ligger mindre end 1,3 astronomiske enheder fra solen (400 ud af de 7000 asteroider, der er identificeret) kaldes asteroider nær Jorden, fordi de sandsynligvis rammer jorden. Banens sidstnævnte udvikler sig relativt hurtigt i geologisk skala som et resultat af kollisioner og tyngdekraftsinteraktioner med de indre planeter. Asteroider i denne kategori ser ikke ud til at have specifikke karakteristika, men er en repræsentativ prøve af asteroider, der krydser længere væk fra solen. I begyndelsen af ​​1990'erne kom viden om asteroider fra tre kilder: fjernobservationer foretaget fra observatorier placeret på Jorden, overflyvningen af (951) Gaspra og (243) Ida af rumsonde Galileo og analyser udført i meteoritlaboratorium identificeret som sandsynligt fra asteroide kollisioner.

Asteroiden Eros

433 Eros er en nær - jord-asteroide af Amor- underfamilien præget af en bane, der græsser Jordens bane, mens den passerer uden for den. Denne S-type asteroide har en langstrakt form, og dens dimensioner er 13 × 13 × 33  km . Det kredser om solen med en periodicitet på ca. et år. Asteroiden Eros vælges som mål, fordi den både er tæt på jorden og stor.

Start af projektet

NEAR Shoemaker er den første sonde i Discovery-programmet, der samler småskala interplanetariske missioner, der koster mindre end $ 150 millioner og udviklingstid mindre end 3 år. Den Applied Physics Laboratory af Johns Hopkins , der har omfattende erfaring i opbygningen rumfartøjer, tilbageholdes for NEAR konstruktion. Sonden blev opkaldt efter Eugene M. Shoemaker , en asteroidespecialist, der først demonstrerede den ydre oprindelse af slagkratere på Jorden og på Månen .

Mål

Hovedformålet med NEAR Shoemaker er at bestemme asteroidens hovedegenskaber inklusive masse og intern fordeling, mineralogisk sammensætning , morfologi, magnetfelt . De sekundære mål inkluderer undersøgelse af regolitens egenskaber , interaktioner med solvinden , påvisning af spor, der afspejler intern aktivitet såsom emission af gas eller støv og variationerne i asteroidens rotationshastighed. På sig selv. Formålet med sonden er at studere asteroiden Eros, mens den forbliver i kredsløb på tæt afstand i en periode på et år.

Rumsondens tekniske egenskaber

NEAR Shoemaker har form af et ottekantet prisme 1,7 meter pr. Side. På toppen er der fastgjort fire solpaneler dækket af galliumarsenidceller samt en fast parabolantenn med stor forstærkning, der er 1,5 meter i diameter. Et magnetometer er monteret på antennens kilde, mens en røntgendetektor af soloprindelse er monteret på samme ansigt. De andre instrumenter er monteret på den modsatte side. Det meste af elektronikken såvel som fremdrivningssystemet er placeret inde i sondehuset. NEAR har en samlet masse på 805  kg og en tør masse uden drivmidler på 468  kg .

Sonden er stabiliseret 3 akser . Det har en hovedfremdrivningssystem leveres af en flydende drivmiddel raketmotor 450 newton af tryk , brænder en blanding af hydrazin og nitrogen peroxid . Fire 21N-thrustere og syv 3,5N-thrustere, der alle kun brænder hydrazin, bruges til holdningskontrol i forbindelse med fire reaktionshjul . Hele fremdrivningssystemet kan levere en delta-V på 1450  m / s . Sonden bærer 209  kg hydrazin i tre tanke og 109  kg nitrogenperoxid i to tanke.

De fire 1,8 x 1,2 meter solpaneler giver 400 watt ved 2,2 AU og 1800 watt ved 1 AU. Energien lagres i en nikkel-cadmium-akkumulator med en kapacitet på 9 Ah . Orienteringen af ​​sonden bestemmes takket være 5 solsensorer , en inertienhed og en stjernesøger . Orienteringskontrol er nøjagtig inden for 0,1 °, og rotationsbevægelser er mindre end 50 mikroradianer pr. Sekund. Bordcomputeren er overflødig. Det bruger to masseminder til at gemme data med en kapacitet på 1,1 og 0,67 gigabit .

Videnskabelig instrumentering

Sonden bærer fem videnskabelige instrumenter, der repræsenterer en masse på 56  kg  :

Gennemførelse af missionen

NEAR Shoemaker lanceret den 17. februar 1996af en Delta II type 7925-8 raket gik derefter i dvale under den første del af transit mod asteroiden Eros. Sonden aktiveres igen, når den krydser27. juni 1997 i en afstand på 1.200  km og en relativ hastighed på 9,93  km / r den asteroide (253) Mathilde med en diameter på 61  km, hvoraf hun tager mere end 500 billeder dækker 60% af dens overflade. Det3. juli 1997, NEAR foretager en første større korrektion af sin bane ved at bruge dens hovedpropel i to faser. Dens hastighed reduceres med 279  m / s, og dens perigee sænkes fra 0,99 AU til 0,95 AU. Det23. januar 1998, NEAR udfører en gravitationsassistentmanøvre ved at flyve over Jorden i en højde af 540  km  : hældningen af dens bane hæves fra 0,5 til 10,2 °, mens dens apogee går fra 2,17 til 1,77 UA, hvilket placerer sonden i en bane, der konvergerer med den af Eros. Nået destination den10. januar 1999, NEAR Shoemaker forsøger at kredse omkring asteroiden Eros, men manøvren mislykkes på grund af svigt af softwaren, der er ansvarlig for holdningskontrol og et kortvarigt tab af kontakt med jorden. Under denne manøvre forbruges en stor del af brændstoffet. Der er dog nok tilbage til et andet forsøg, men NEAR-rumsonde skal gennemføre en komplet revolution omkring solen, før den kan forsøge at kredse om Eros. Lidt over et år senere blev14. februar 2000, klarer sonden at placere sig omkring asteroiden i en indledende højde på 200  km .

I omkring et år gennemførte sonden en observationskampagne fra kredsløb ved at ændre dens højde: 30. april, Højden sænkes til 50  km derefter proben anbringes på en retrograd cirkulær bane på 35  km på14. juli 2000. Mellem april og oktober 2000 gennemførte sonden en komplet kortlægning af overfladen af ​​Eros. IJuni 2000, NIS infrarøde spektrometer svigter, mens instrumentet har scannet 70% af overfladen.

Det 12. februar 2001, efter at have opfyldt sine mål og beskrevet 230 kredsløb omkring Eros, manøvreres sonden en sidste gang for at forsøge at lande på asteroidens overflade. Ved at fyre motorerne fem gange forlader den sin bane og går mod asteroidens jord. I løbet af de sidste fem kilometer af nedstigningen tager rumføleren 69 detaljerede billeder af overfladen, hvoraf den sidste ligger i en højde af 120 meter. Mens dens resthastighed er omkring 7  km / t , lander NEAR nær chokeren, der er placeret mellem asteroidens to ender. Efter landing fortsætter sonden med at sende data indsamlet af sine instrumenter i to uger. Dens sidste radiotransmission fandt sted den28. februar 2001.

Resultater

NEAR Shoemaker er den første sonde, der har samlet detaljerede data om en asteroide, der kredser om denne kropstype på trods af tyngdefeltets heterogenitet og foretager en vellykket landing. Især gjorde sonden det muligt at etablere det første kort (med en nøjagtighed på 3 meter) af overfladen af ​​en asteroide. På Eros fordeles stof homogent, hvilket ikke er tilfældet på andre asteroider som Mathilde, som har gennemgået en differentieringsproces . Målingen af asteroidens tyngdefelt tillod et nøjagtigt skøn over dens masse (7x10 15  kg ) og derfor dens densitet: 2,7, en værdi, der er meget tæt på jordskorpens værdi. Antallet af kratere på overfladen har estimeret asteroidens alder til omkring en milliard år. Observationer foretaget på overfladen af ​​Eros rejste også adskillige videnskabelige spørgsmål: F.eks. Ser antallet af kratere ikke ud til at overholde de samme love som andre steder: generelt er jo flere tal kratere lille, men på Eros der er mange kratere, hvis størrelse er mellem 200  m og 1  km , og meget få, hvis størrelse ikke overstiger 20  m . Endelig gjorde sonden det muligt, takket være en X- ray spektrometer , nøjagtigt kendskab til sammensætningen af overfladen af Eros: den består hovedsagelig af pyroxen , olivin og silicium . Intet magnetfelt blev påvist. I slutningen af ​​missionen tog rumsonden cirka 160.000 billeder af Eros 'overflade, som identificerede næsten 100.000 kratere på dens overflade og næsten en million klipper af en størrelse, der er større end eller lig med et hus.

De samlede omkostninger ved missionen var $ 220,5 millioner, inklusive 43,5 millioner til løfteraket og 60,8 til operationer under flyvning.

Galleri

Noter og referencer

Bemærkninger

Referencer

  1. (in) "  NEAR Shoemaker  " , NASA (adgang 14. september 2010 )
  2. https://planetaryprotection.arc.nasa.gov/missions
  3. NÆR jord-asteroide-møde: missionoversigt , s.  3
  4. NÆR jord-asteroide-møde: missionsoversigt , s.  3-4
  5. (in) "  NEAR - Ofte stillede spørgsmål  " (adgang til 14. september 2010 ) .
  6. NÆR Rendezvous for jordasteroid: missionsoversigt , s.  9-10
  7. (in) '  NEAR: Magnetometer (MAG)  " på NSSDC Master Catalog , NASA (adgang 30. november 2011 )
  8. Nær magnetfeltundersøgelse, instrumentering, rumfartøjsmagnetik og dataadgang , s.  255
  9. (in) '  NEAR: X-ray / Gamma-ray Spectrometer (XRS-GRS)  " på NSSDC Master Catalog , NASA (adgang 30. november 2011 )
  10. X-Ray Gamma-Ray spektrometer på NEAR Earth Ateroid rendezvous mission , s.  169
  11. (in) "  NEAR Laser Rangefinder (NLR)  " på NSSDC Master Catalog , NASA (adgang 30. november 2011 )
  12. Den NÆR Earth Ateroid rendezvous laser højdemåler , s.  217
  13. (in) '  NEAR: Near-Infrared Spectrometer (NIS)  " på NSSDC Master Catalog , NASA (adgang 30. november 2011 )
  14. Nær infrarødt spektrometer på NEAR Earth Ateroid rendezvous mission , s.  101
  15. (in) '  NEAR: Multispectral Imager (MSI)  " på NSSDC Master Catalog , NASA (adgang 30. november 2011 )
  16. Multispektral billedbehandling på NEAR Earth Ateroid rendezvous mission , s.  31
  17. (in) '  NEAR: Ofte stillede spørgsmål  " om JPL - NEAR , JPL (adgang 12. oktober 2013 )

Bibliografi

NASAVidenskabelige artiklerAndre værker

Se også

Relaterede artikler

eksterne links