Попал в Венеру со второго раза

Зонд «Акацуки» попал в Венеру со второго раза

Павел Котляр 07.12.2015, 13:18
gizmag.com

Промахнувшийся в 2010 году японский научный зонд попал в Венеру со второго раза. Это дало ученым повторный шанс исследовать планету едва не утраченным аппаратом.

Исследования далекого космоса редко прощают инженерам ошибки и дают шанс на вторую попытку. Авария при запуске ракеты или просчеты в траектории корабля, как правило, означают неминуемый провал миссии. Однако специалисты Японского космического агентства минувшей ночью доказали, что иногда, оказавшись в прямом смысле «в пролете», можно дать миссии второй шанс, хоть и с опозданием на пять лет.

Японский космический зонд «Акацуки» был запущен к Венере в мае 2010 года. Слово «Акацуки» в переводе с японского означает «утренняя заря». Такое название аппарат получил неспроста, ведь его конечная цель — Венера, а при наблюдениях с Земли эта планета находится недалеко от Солнца и видна или вечером после заката, или утром во время предрассветной зари. Вместе с «Акацуки» к Венере отправился космический парусник «Икар», который должен был доказать возможность путешествий к внутренним планетам Солнечной системы используя давление солнечного ветра.

Однако выйти на нужную орбиту вокруг Венеры 7 декабря 2010 года зонду «Акацуки» не удалось.

Когда аппарат приблизился к Венере, связь с ним, как и ожидалось, временно прервалась, однако возобновилась с опозданием на час. Вместе с возобновившимся сигналом японские ученые получили страшную весть — пока зонд был скрыт Венерой, его главный двигатель отработал на три минуты меньше положенного, не сумел затормозить аппарат, и тот пролетел мимо Венеры. Уже позднее анализ телеметрии помог выявить причину отказа — она скрывалась в топливной системе.

Выяснилось, что в клапане топливопровода, соединяющем бак с гелием и топливный бак, отложились соли, что вызвало повышенную подачу окислителя к топливу, перегрев камеры сгорания и поломку двигателя.

Все это привело к тому, что аппарат пролетел мимо Венеры и стал болтаться на гелиоцентрической орбите с неисправным главным двигателем. Несколько лет инженеры Японского космического агентства думали, как использовать почти бесполезный аппарат с мертвым двигателем, не утративший, однако, связь с Землей и имевший восемь небольших рабочих двигателей ориентации.

Их-то они и решили использовать, чтобы попробовать попасть в Венеру второй раз, спустя пять лет.

Поскольку главный двигатель оказался бесполезен, по команде с Земли аппарат выбросил в космос 65 кг топлива в октябре 2011 года, став легче.

Компьютерная сумуляции выхода аппарата на орбиту
Компьютерная сумуляции выхода аппарата на орбиту

Всего «Акацуки» имеет восемь двигателей ориентации, которые используются для небольших коррекций орбиты. Поскольку двигатели эти слабые, то для заметного изменения орбиты работать им необходимо дольше. Первая коррекция орбиты с их помощью была проведена еще в ноябре 2011 года, что позволило изменить скорость аппарата на 244 м/с и сделать возможным его повторную встречу с Венерой в декабре 2015 года. Еще в сентябре инженеры снова проверили работоспособность двигателей, включив их ненадолго по пути к Венере.

Минувшей ночью, когда «Акацуки» сблизился с Венерой, японские ученые на 20 минут включили четыре из восьми двигателей ориентации, что привело к долгожданному захвату аппарата гравитацией Венеры.

«Он на орбите!» — сказал журналистам участник миссии Санджай Лимайе из Висконсинского университета в Мэдисоне.

«Аппарат в порядке. Сейчас мы вычисляем его орбиту, это может занять несколько дней», — сообщило JAXA. Сложности операции добавляло то, что на передачу команд с Земли необходимо более 8 минут — именно за такое время радиоволны проходят 150 млн км, которые сейчас разделяют Землю и Венеру.

Другой проблемой станет то, что орбита, безусловно, будет не той, с которой изначально японцы собирались исследовать атмосферу Венеры. Вместо расчетных 30 часов аппарат будет вращаться вокруг планеты с периодом девять дней. При этом расстояние до планеты будет составлять 300–400 тыс. км (сравнимо с орбитой Луны) вместо расчетных 80 тыс. км.

Это внесет коррективы в научные задачи и усложнит их решение, признают специалисты. В задачи миссии входят измерение водяных паров и угарного газа в атмосфере планеты, фотографирование ее поверхности в инфракрасном диапазоне в поисках активных вулканов.

В настоящее время «Акацуки» — единственный активный научный зонд на орбите Венеры. Европейская миссия «Венера-Экспресс» закончила работу в декабре 2014 года, после чего аппарат сошел с орбиты и сгорел.