Akatsuki (avaruuskoetin)

Akatsuki Akatsuki-1.jpg-kuvan kuvaus. Yleisdata
Organisaatio JAXA
Ohjelmoida PLANETTI
Ala Tutkimus Venuksen ilmapiiristä
Tehtävän tyyppi Kiertelijä
Tila Kiertää Venusta
Muut nimet Venuksen ilmastorata, planeetta-C
Tuoda markkinoille 20. toukokuuta 2010alkaen Tanegashima laukaisupaikan
Launcher H-IIA 202
Lisäys kiertoradalle 7. joulukuuta 2015
COSPAR-tunniste 2010-020D
Sivusto JAXA
Tekniset ominaisuudet
Massa käynnistämisen yhteydessä 320 kg (ilman ponneaineita)
Energian lähde Aurinkopaneelit
Sähkövoima 500 W (Venuksen kiertoradalla)
Tärkeimmät instrumentit
IR1 Infrapunakamera
IR2 Infrapunakamera
LIR Infrapunakamera
JÄRVI Infrapunakamera
UVI Ultraviolettikamera
Yleinen velvoite Radio-okkultointi

Akatsuki (Japani あかつき,暁, " Dawn "), myös nimeltään Planet -C ja Venus Climate Orbiter (" Orbiter[tutkimukseen] edistämästäilmastonofVenus ") onavaruusluotainonJAXATheJapaninavaruusjärjestö , onluotaintyyppi, jonka tavoitteena ontutkiailmastonjaplaneetanVenus. Se onkäynnistettypäälle 20. toukokuuta 2010jonka raketti H-IIA- tyypin 202 päässä Tanegashiman avaruuskeskus . 7. joulukuuta 2010Sen lisääminen liikkumavaraa vuonna kiertoradalla noin Venuksen epäonnistuu vian vuoksi sen käyttövoima . Koetin jatkaa sen lentorata on aurinkokeskinen kiertoradalla . Vaikka koettimelta puuttuu pääkäyttö, avaruuskoetin kulkee7. joulukuuta 2015asettua kiertoradalle Venuksen ympärille. Avaruuskoettimen kiertorata on kuitenkin paljon korkeampi kuin kohdennettu, mikä ei salli Akatsukin saavuttaa kaikkia tieteellisiä tavoitteitaan.

Tavoitteet

Koettimen tulee kiertää Venusta ja tutkia planeetan ilmakehän dynamiikkaa ja ylemmän ilmakehän superkiertoa. Keskeisenä tavoitteena on ymmärtää Venuksen ilmaston kehittymistä tutkimalla kaikkia Venusian ilmakehässä tapahtuvia liikkeitä. Lisäksi anturin on mitattava ilmakehän lämpötilat, etsittävä tulivuoren aktiivisuuden merkkejä ja löydettävä mahdolliset salamat ja ukkoset.

Tehtävänsä suorittamiseksi koettimen on kiertävä hyvin elliptisellä kiertoradalla 80 000 × 300  km , kaltevuus 172 ° ja kierrosjakso 30 tuntia. Operaation odotetaan kestävän vähintään kaksi vuotta: satelliitin käyttöikä riippuu pääasiassa paristojen käytöstä.

Anturin ominaisuudet

Akatsukilla, joka painaa 500  kg ajoneuvon polttoaineella (320  kg kuivaa), on yhdensuuntaisen muotoinen muoto (1,04 metriä × 1,45 metriä × 1,4 metriä). Kaksi aurinkopaneelia , jotka tuottavat yhteensä 500 wattia Venuksen kiertoradalla tehtävän lopussa, on sijoitettu koettimen rungon molemmille puolille sijoitettujen akselien päähän ja ne voidaan suunnata vapaudella. Koetin stabiloitu 3 akselin ansiosta 6 reaktio pyörää ja 12 pientä monoergol raketti moottorit ( SCR ) palava hydratsiini , joista 8 on työntövoima 23 newtonia ja 4 työntövoima 3 N. luotaimen käyttää voimalaitoksen. Inertia , kiihtyvyysmittarit sekä tähti- ja aurinkoanturit sen suunnan hallitsemiseksi. Kurssille korjaukset ja liikkeitä saapuessa lähellä Venus koetin on OME (Orbital ohjailu Engine) raketti moottori 500 newtonia ja työntövoiman kuluttaa sekoitus hypergolisia ponnekaasut on hydratsiinia ja peroksidia. Typpeä . Televiestintä on X-kaistalla (20 watin lähetin) ja käyttää kiinteää suurvahvistettua antennia, jonka halkaisija on 1,6 metriä, kahta keskivahvistettua antennia ja kahta matalan vahvistuksen antennia.

Aluksella oleviin laitteisiin, jotka painavat 35  kg , on 4 infrapunakameraa ja ultraviolettivalossa toimiva kamera . Anturien herkkien aallonpituuksien tarkan valinnan ansiosta jokainen kamera mahdollistaa tietyn ilmakerroksen tutkimisen:

Akatsukin kehityskustannuksiksi arvioidaan 25 miljardia jeniä tai 230 miljoonaa euroa .

Tehtävän suorittaminen

Ensimmäisen Venuksen kiertoradan epäonnistuminen (touko-joulukuu 2010)

Akatsuki on 7 : nnen avaruusalus Japani. Se käynnistetään20. toukokuuta 2010jota H-IIA raketti päässä Tanegashiman Launch Base . Alun perin koetin suunniteltiin laukaisemaan MV- raketilla, mutta se poistettiin käytöstä vuonna 2006. H-IIA-raketti kantaa suurempaa kapasiteettia kuin sen korvaaja, myös kokeellinen aurinkopurje. IKAROS (315  kg ) joka seuraa käytännössä passiivisella tavalla (purje tuottaa hyvin heikon työntövoiman) suunnilleen samalla polulla kohti Venusta. Se kuljettaa myös neljää japanilaisten yliopistojen (UNITEC-1, Waseda-sat2, KSAT ja Negai) kehittämää pientä satelliittia osana japanilaista avaruusjärjestöohjelmaa avaruustoiminnan edistämiseksi. Ensimmäinen liikkumavaraa korjata liikeradan koetin ( delta-v on 12  m / s ) suoritetaan OME raketti moottori28. kesäkuuta 2010seurasi toinen marraskuussa. 7. joulukuuta 2010, koetin käyttää propulsiotaan asettumaan kiertoradalle Venuksen ympäri, mutta liikkeellelähtö epäonnistuu. Anturista saadut tiedot osoittavat, että paine säiliössä alkoi laskea alle nimellisarvonsa heti, kun moottori sytytettiin. Moottorin työntövoimaa vähennettiin vähitellen, kunnes se häiritsi koettimen suuntaa 2 minuutin ja 23 sekunnin kuluttua, mikä johti työntövoiman vapaaehtoiseen sammumiseen. Ohjelmoidun propulsiovaiheen kesto oli 12 minuuttia. Japanilaisen viraston virkamiehet olettavat, että järjestelmä, joka ylläpitää paineita säiliöissä ja joka perustuu korkeassa paineessa varastoidun heliumin injektointiin , ei ole toiminut. Poikkeavuuden alkuperä johtuu todennäköisesti hapetinta syöttävän venttiilin toimintahäiriöstä. Huonon polttoaine / hapetin-seossuhteen takia keraamisella pinnoitteella varustetun suuttimen lämpötilat olivat odotettua korkeammat moottorin käynnistyksen aikana ja mahdollisesti vahingoittuneet.

Operaation pelastusyritys (joulukuu 2010-2015)

Venus-kiertoradalle asettamista ei voitu suorittaa, Akatsuki on nyt sijoitettu heliosentriseen kiertoradalle (Auringon ympärille). Tällä radalla koettimen pitäisi jälleen lentää Venuksen planeetan yli sisäänjoulukuu 2015. Silloin lähetystöstä vastaavat vastaavat toivovat voivansa tehdä uuden yrityksen yhdessä näistä kohdista. Sisäänsyyskuu 2011, japanilaiset insinöörit käyttävät OME-moottoria toistuvasti muutaman sekunnin ajan diagnoosinsa loppuun saattamiseksi ja arvioidakseen, voidaanko sitä käyttää vuonna 2015. Tulos on negatiivinen: saatu kiihtyvyys on yhdeksän kertaa odotettua pienempi ja työntövoima on 40 newtonia 500 N. Insinöörit uskovat todennäköisesti, että moottori heikkenee edelleen. Päätettiin enää käyttää pääpotkuria, mutta käyttää pieniä rakettimoottoreita ( RCS ), joiden työntövoima oli 23 ja 4 N, anturin suuntauksen säätämiseksi. Koska nämä, toisin kuin OME, ovat monoergoleja (ne vain polttavat hydratsiinia), käytännöllisesti katsoen kaikki typpiperoksidi tyhjennetään lokakuussa, mikä helpottaa koetinta ja lisää propulsiotehokkuutta (massan pieneneminen mahdollistaa koettimen kiihdyttämisen vähemmän polttoainetta). Vuonna suoritetaan kolme kurssin korjausliikettämarraskuu 2011käyttämällä RCS-moottoreita, kun koetin on kiertoradansa perihelionissa Auringon ympäri. Tavoitteena on sijoittaa koetin optimoidulle radalle seuraavaa tapaamista varten Venuksen kanssa. Toinen päivämäärä on tieteellisesti parempi, koska sen ansiosta kiertorata voidaan saavuttaa paremmin tutkijoiden odotusten mukaisesti (lähempänä päiväntasaajaa), mutta operaation keston pidentämiseen liittyvät riskit (tehtävän loppu suunniteltiin alun perin (vuoden 2012 loppu) sai operaatioryhmän mieluummin suorittamaan yrityksen jo vuonna 2015. Siihen asti koettimeen kohdistui ankarampia lämpöolosuhteita kuin niihin, joille se oli suunniteltu monilla kohdilla. lähempänä aurinkoa.

Tieteellisen tehtävän tarkistetut tavoitteet

Akatsukin toinen kiertoradan lisäysyritys on suunniteltu 7. joulukuuta 2015. Ilman riittävää ponneainetta avaruusanturi ei pysty asettumaan 79 000 x 300 km: n (30 tunnin jaksotusjakso) kiertoradalle,  mikä mahdollisti avaruuskoettimen kulkujen synkronoinnin tuulenpuuskien kanssa. nousevat planeetan ylemmissä kerroksissa. Uuden kiertoradalla on huipussaan noin 300000 ja 400000  km: n ja se valmistuu 8-9 päivää. Tämän kokoonpanon perusteella alkuperäisiin tavoitteisiin suhteellisen lähellä olevat uudet tavoitteet on määritelty:

Tieteellisen tehtävän asettaminen kiertoradalle ja edistyminen (joulukuu 2015-)

7. joulukuuta 2015, Akatsuki onnistuu asettamaan itsensä kiertoradalle Venuksen ympärille. Avaruuskoettimen kiertorata on 444 000 x 400  km , 13 päivän ja 14 tunnin jakso ja kaltevuus 3 °. Kiertoradan apogee on vähennettävä alle 400 000  km: iin ja kaltevuus on nostettava, jotta vältetään pitkät auringonpimennykset, koska akun toiminta-aika on vain 90 minuuttia.

Tieteelliset tulokset

Vuonna 2016 Rikkyon yliopiston joukkue julkaisi Nature- lehdessä artikkelin , jossa ilmoitettiin painovoima-aaltojen havaitsemisesta Venuksen ilmakehässä. Nämä pilvirakenteet tunnistettiin koettimen ottamista kuvistajoulukuu 2015.

Huomautuksia ja viitteitä

  1. (in) "  Akatsuki  " päälle Catalog NASA tehtäviä (näytetty 14 heinäkuu 2012 )
  2. (sisään) "  Venus Climate Orbiter" AKATSUKI "Press Kit  " , JAXA,2010
  3. "  Akatsuki-koetin epäonnistuu laukaisessaan Venusian kiertoradalle  " , sähköisissä tiedotteissa ,11. joulukuuta 2010
  4. "  Japani käynnisti Venusian koettimensa  " , sähköisissä tiedotteissa ,21. toukokuuta 2010
  5. (in) "  Orbit ohjaus Manoeuvre tulos Venus Climate Orbiter 'akatsuki'  ' päälle JAXA ,6. kesäkuuta 2010
  6. (en) "  Venus Climate Orbiter 'akatsuki' Venus Observation Orbit Injection (VOI-1) tulos  " on JAXA ,8. joulukuuta 2010
  7. (in) "  Polttoaineen syöttö touko-on paljastunut Akatsukin  " päälle Yomiuri Shimbun ,11. joulukuuta 2010
  8. (in) "  Venus Climate Orbiter 'AKATSUKI': topics  " on JAXA ( katsottu 15. heinäkuuta 2012 )
  9. (in) "  AKASTUKI nykytilaa ja tulevaisuuden toiminta  " on JAXA ,31. tammikuuta 2012
  10. (in) "  Uusi tehtävä Akatsukille ja Hayabusa 2: n ja Chang'en tilapäivitykset  " , Planeetta-yhteiskunnassa ,10. helmikuuta 2015
  11. Emily Lakdawalla, "  Akatsukin uusi kiertorata, ensimmäiset kuvat ja tiedesuunnitelmat  " , JAXA ,10. joulukuuta 2015
  12. (in) Tetsuya Fukuhara Masahiko Futaguchi , George L. Hashimoto ja Takeshi Horinouchi , "  Suuri paikallaan painovoima aalto ilmakehässä Venus  " , Nature Geoscience , voi.  etukäteen julkaistava verkkojulkaisu,16. tammikuuta 2017( ISSN  1752-0908 , DOI  10.1038 / ngeo2873 , luettu verkossa , kuultu 22. tammikuuta 2017 )

Katso myös

Bibliografia

Aiheeseen liittyvät artikkelit

Ulkoiset linkit