Содержание номера


ГЛАВНОЕ

Новое руководство Роскосмоса

О реформе космической отрасли

Олег Остапенко на Байконуре

ПИЛОТИРУЕМЫЕ ПОЛЕТЫ

Полет экипажа МКС-37. Октябрь 2013 года

Пресс-конференция экипажей МКС-38/39

КОСМОНАВТЫ. АСТРОНАВТЫ. ЭКИПАЖИ

Экипажи МКС -38/39 сдали экзамены

ПИЛОТИРУЕМАЯ ТЕХНИКА

Начало летных испытаний американского «лапотка»

ЗАПУСКИ КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ

Шестнадцатая «Практика»

Старт во второе пришествие. В полете – Sirius FM6

Очередной «шанхаец»

ИСКУССТВЕННЫЕ СПУТНИКИ ЗЕМЛИ

Возвращение «космической стрелы»

СРЕДСТВА ВЫВЕДЕНИЯ

Керосиновая зависимость

Российская многоразовая система первого этапа

Разработка ядерного буксира продолжается

МЕЖПЛАНЕТНЫЕ СТАНЦИИ

СОВЕЩАНИЯ. КОНФЕРЕНЦИИ. ВЫСТАВКИ

Глава Марсианского общества посетил Россию

Конференция по дистанционному зондированию

XII Молодежные Циолковские чтения

«Сообщество космонавтов»

ПРЕДПРИЯТИЯ. ОРГАНИЗАЦИИ

NASA не работало две недели

ЮБИЛЕИ

Создатель ракетного щита. К 90-летию В.Ф.Уткина

40 лет Главной оперативной группе управления

СТРАНИЦЫ ИСТОРИИ

Его именем названы орбиты

СТРАНИЦА КОЛЛЕКЦИОНЕРА

Знаки «Летчик-космонавт»

СТРАНИЦА ПАМЯТИ

Малькольм Скотт Карпентер

Борис Владимирович Бодин

Дмитрий Алексеевич Заикин

Реклама



«Юнона» вышла на финишную прямую

Автор: Ильин А.


9 октября 2013 г. американский межпланетный аппарат Juno вернулся к Земле и в 19:21 UTC прошел над Южной Африкой на высоте всего 559 км. Гравитационное поле нашей планеты подобно праще выбросило его на траекторию, ведущую к Юпитеру. Приращение гелиоцентрической скорости станции составило около 7.3 км/с. Измерения подтвердили, что маневр выполнен практически идеально.

Возвращение к Земле
В отличие от «Пионеров» и «Вояджеров», но следуя примеру Galileo и Cassini, запущенная 5 августа 2011 г. станция Juno (НК № 10, 2011) летит к Юпитеру сложным маршрутом. Вначале зонд был выведен на гелиоцентрическую орбиту с периодом около двух лет. Вблизи афелия, на расстоянии более 480 млн км от Земли, 30 августа и 14 сентября 2012 г. были проведены две большие коррекции DSM-1 и DSM-2 (Deep Space Maneuver; НК № 11, 2012). Они потребовались, чтобы в строго определенный момент вернуть «Юнону» к Земле для совершения гравитационного маневра. Приращение скорости составило 344 м/c в первом маневре и 388 м/c во втором. Суммарный расход компонентов топлива за оба маневра приведен в таблице.


После двойного маневра аппарат стал медленно приближаться к Земле. Вплоть до 22 мая 2013 г. на борту работали четыре научных прибора – JEDI, MWR, Waves и MAG, но в этот день все они, кроме магнитометра, были выключены. Дело в том, что с приближением к Земле стало невыгодно использовать остронаправленную антенну, так как для этого приходилось часто разворачивать аппарат. Поэтому 29 мая Juno переключился на комплект малонаправленных антенн, не требующих частых разворотов, но и не позволяющих передавать большие объемы информации. Так началась третья часть полета по внутренней части Солнечной системы – Inner Cruise 3. Немного раньше, 10 апреля, был резко сокращен съем электроэнергии с солнечных батарей – с 2200 до 500 Вт. Примерно столько станция будет получать у Юпитера.

12 августа в 12:25 зонд прошел ровно половину своего пути к Юпитеру. «Если бы на «Юноне» был одометр, он показал бы отметку 9.464 а. е. (1415.8 млн км)», – сообщил научный руководитель миссии Скотт Болтон (Scott J. Bolton) из Юго-Западного научно-исследовательского института в Сан-Антонио.

План полета Juno включал также дюжину небольших коррекций двигателями малой тяги, задающих условия пролета Земли и встречи с планетой-целью. Первая подлетная коррекция TCM-6 была проведена 7 августа, а TCM-7 последовала 9 сентября. Кроме того, 1 мая было проведено кратковременное – на пару секунд – включение маршевого двигателя с целью удаления остатков компонентов из топливных магистралей.

Есть ли на Земле разумная жизнь?
Незадолго до пролета были вновь включены научные приборы Juno. Скотт Болтон сообщил: «[Во время сближения] «Юнона» сделает снимки системы Луна–Земля с необычного ракурса, что даст нам шанс увидеть, как мы выглядим с Марса или Юпитера». 

Действительно, 9 октября на подлете «Юнона» сфотографировала Юпитер, Землю и Луну. Снимки были сделаны с помощью единственной ее камеры JunoCam и стали первыми фотографиями, переданными с зонда во время пролета. Изображения освещенной половины Земли «склеивались» затем из отдельных кадров. Фотография в заголовке была сделана за 18 минут до максимального сближения с Землей. На снимке можно увидеть западное побережье Южной Америки, а также облачность над Южной Атлантикой.

Помимо JunoCam, на борту работали «усовершенствованный звездный компас» ASC и приемник Waves. Это была полезная возможность протестировать инструменты зонда и убедиться, что они работают так, как задумано. А еще разработчики станции шутили: «Мы попытались обнаружить разумную жизнь на Земле». С помощью детектора радио и плазменных волн Waves ученые старались зафиксировать послания земных радиолюбителей, посылающих вслед станции «морзянкой» слово «привет» (проект «Привет, Юнона»).

Интересно, что сам КА также стал объектом съемки: его фотографировали многие астрономы и любители, в том числе наблюдатели из итальянской обсерватории Remanzacco. Съемка проводилась на расстоянии около 145 000 км от Земли. На изображении «Юнона» видна в форме линии, поскольку станция была сфотографирована с экспозицией 120 секунд – телескоп не отслеживал аппарат из-за его большой скорости. А вот известный наблюдатель спутников Грег Робертс (ЮАР) сумел заснять Juno перед входом в тень с близкой дистанции – всего 6750 км.


Пролет Juno у Земли отслеживали средства Сети дальней связи NASA и две привлеченные станции ЕКА – Маларгуэ (Аргентина) с 35-метровой антенной и Перт (Австралия) с 15-метровой. Они участвовали в решении самостоятельной научной задачи – регистрации и попытке объяснения аномальных ускорений некоторых зондов во время гравитационных маневров у Земли. Максимального размера эта аномалия достигла у КА NEAR во время пролета 23 января 1998 г. – 13.46 мм/с в условной бесконечности.

Во избежание разрядки
Juno прошла по заданной траектории почти идеально – минимальная высота составила 559 км против расчетных 561 км. Тем не менее в ходе пролета случилось непредвиденное: через 12 минут после входа в тень и 10 минут после наибольшего сближения «Юнона» ушла в «безопасный режим», в котором и была обнаружена в 19:56 после восстановления радиоконтакта. В соответствии с заложенным алгоритмом КА отключил часть некритических устройств и научную аппаратуру и построил ориентацию на Солнце, чтобы избежать разрядки аккумуляторных батарей.
Вероятной причиной сбоя стала ошибка при задании параметров защиты. В тени станция получала питание от аккумулятора. Когда напряжение на его выходах «просело» ниже уставки, сработала защита – и зонд уверенно среагировал аварийным отключением. (Надо заметить, что за весь полет «Юнона» лишь несколько раз входит в тень. В следующий раз это произойдет при выходе на орбиту вокруг Юпитера.)

Из безопасного режима «Юнону» вывели 11 октября. На следующий день, 12 октября, на бортовой компьютер станции была загружена программная «заплатка», которая должна была исправить ошибку. Зонд на короткое время вернулся в рабочее состояние, но в ночь на 14 октября снова «отключился».

На этот раз причина была в том, что при переключении бортового компьютера с программы облета Земли на обычную полетную конфигурацию звездный датчик SRU остался в облетном режиме. Компьютер станции зафиксировал повышенный расход энергии и перевел аппарат в «безопасный режим». 

С выходом из него специалисты спешить не стали – станция окончательно «пришла в себя» лишь 18 октября. К этому дню она уже удалилась на 7.4 млн км от Земли, имея гелио­центрическую скорость 38.18 км/с. К 4 ноября расстояние увеличилось до 22.9 млн км, а скорость снизилась до 36.15 км/с. Новые параметры гелиоцентрической орбиты Juno составили: 
наклонение – 4.53°;
  • расстояние в перигелии – 0.981 а.е. (146.8 млн км);
  • расстояние в афелии – 5.441 а.е. (814.0 млн км);
  • период обращения – 2102 суток (5.75 года).
Встреча с Землей состоялась на 796-е сутки полета, а с 822-го дня началась «спокойная фаза перелета» продолжительностью 791 день (2.2 года). 25 декабря аппарат пересечет орбиту Марса, а в начале июля 2016 г. войдет в сферу действия Юпитера, чтобы 5 июля в 02:29 UTC стать спутником этой гигантской планеты.

Цель – Юпитер
Juno должна стать девятым рукотворным объектом у Юпитера и вторым его искусственным спутником после Galileo. Расчетная орбита Juno – полярная, с перицентром на высоте всего около 4600 км и апоцентром за пределами орбиты Каллисто. Один оборот вокруг планеты-гиганта станция будет совершать за 11 суток. Чтобы сохранить аппаратуру в условиях высокой дозовой нагрузки, большинство электронных компонентов станции смонтировано в радиационно-защитном отсеке. 

Для электроснабжения КА, в отличие от всех его предшественников, используются не радиоизотопные генераторы, а три солнечные батареи общей площадью 60 м2 (длина каждой – около 9 м, ширина – 3 м). От РИТЭГов создатели станции отказались из-за высокой стоимости плутония-238 и сложностей, связанных с его получением. Впервые солнечные батареи будут работать так далеко от Солнца! У Земли батареи производят 12 – 14 кВт энергии, а на орбите Юпитера их максимальная мощность составит всего 486 Вт при среднем энергопотреблении КА примерно 450 Вт. Большую часть витка Juno будет экономить энергию, а солнечные батареи подзаряжать аккумуляторы. 

В октябре 2017 г. после 33 витков вокруг Юпитера аппарат будет сведен с орбиты и направлен в атмосферу газового гиганта, где и сгорит. Тем самым будет предупреждено возможное столкновение со спутниками Юпитера: на них не исключено существование жизни, поэтому загрязнение биологическим материалом с Земли нежелательно. 

«Юнона» призвана дать ответы на три основных вопроса, связанных с гигантской планетой.

Вопрос первый: как сформировался Юпитер и каково его внутреннее строение? Предполагается, что Юпитер захватил большую часть «строительного материала», оставшегося после рождения нашей звезды. «Юнона» измерит количество воды и аммиака в атмосфере Юпитера и определит, есть ли у планеты твердое ядро. А это, в свою очередь, даст информацию для ответа на вопрос о происхождении этой гигантской планеты и тем самым – всей Солнечной системы. Зонд также составит карту гравитационных и магнитных полей, что позволит лучше понять внутреннюю структуру планеты и измерить массу ее ядра.

Вопрос второй: структура атмосферы. «Юнона» впервые определит структуру движения атмосферы Юпитера ниже верхних слоев облаков, измеряя состав, температуру и характер движения газовых масс. Собранная зондом информация позволит понять, насколько глубоки «корни» Большого красного пятна и что оно собой представляет – метеорологическое явление в относительно тонком слое или нечто более глубокое.

Вопрос третий: структура магнитосферы и механизм полярных сияний на планете. Мощные токи, возникающие в ядре из металлического водорода, порождают гигантское магнитное поле Юпитера. «Юнона» впервые будет изучать заряженные частицы и магнитные поля возле полюсов планеты-гиганта, одновременно наблюдая полярные сияния в ультрафиолетовом диапазоне, что позволит лучше понять механизм этого явления. Кроме того, магнитное поле Юпитера и его взаимодействие со спутниками послужит своего рода моделью взаимодействия магнитного поля молодой звезды с планетами.
Журнал Новости Форум Фото Подписка Рекламодателям Контакты