Η ιαπωνική αποστολή Muses-C για τον αστεροειδή 1998 SF36

Από την ιστοσελίδα ABC News, 12 Μαΐου 2003

Ένα ιαπωνικό διαστημόπλοιο Muses-C θα επιχειρήσει να πλησιάσει και να πάρει δείγματα από ένα μικροσκοπικό αστεροειδή, τον 1998SF36, τα οποία θα φέρει πίσω στη Γη για ανάλυση.

Η Ιαπωνία, την Παρασκευή 9 Μαΐου προώθησε έναν πύραυλο της , που φέρει ένα διαστημικό σκάφος με την ελπίδα ότι θα φέρει πίσω τα πρώτα δείγματα από βράχους ενός αστεροειδή.

Ο πύραυλος, που απογειώθηκε από τη πόλη Kagoshima της Νότιας Ιαπωνίας, έφερε το διαστημόπλοιο Muses-C, που είναι σχεδιασμένος να επισκεφτεί ένα αστεροειδή, 300 εκατομμύρια km από τη Γη, και να φέρει, πίσω στη Γη, 1 έως 3 μόνο γραμμάρια βράχου σε περίπου 4.5 χρόνια από τώρα, με τη προσγείωσή του στην Αυστραλία το 2007.

Το σώμα του διαστημικού οχήματος μποιάζει με ένα τεράγωνο κουτί διαστάσεων 1.5 Χ 1 μέτρο. Το βάρος του φτάνει τα 500 κιλά.

Οι αστεροειδείς είναι σώματα γνωστά σαν τα απολιθώματα του ηλιακού μας συστήματος, λέει ο υπεύθυνος της πτήσης Junichiro Kawaguchi του Διαστημικού και Αστροναυτικού Ινστιτούτου της Ιαπωνίας.

"Από την εξέταση του, μπορείτε να βρείτε από τι ουσίες κατασκευάστηκε το ηλιακό σύστημα, συμπεριλαμβανομένης της Γης, στο απόμακρο παρελθόν."

Οι αστεροειδείς χωρίζονται σε δύο κατηγορίες: Αυτούς που περιέχουν χονδρίτη (άνθρακα), λέγονται αστεροειδείς τύπου C και είναι μαύροι. Και σε αυτούς που περιέχουν πυρίτιο, λέγονται S και έχουν σκούρο χρώμα με αμυδρό κόκκινο χρώμα λόγω του σιδήρου και άλλων μετάλλων που περιέχουν.

Η αποστολή θα κοστίσει τουλάχιστον 250 εκατομμύρια δολάρια.

Εάν επιτύχει, θα είναι η πρώτη αποστολή που θα φέρει πίσω ένα δείγμα βράχου από αστεροειδή, λέει ο Kawaguchi. Οι Ηνωμένες Πολιτείες προώθησαν το 1999 μια αποστολή, που ονομάστηκε "Stardust", και η οποία στόχευε να φέρει πίσω σκόνη από την ουρά ενός κομήτη.

Η σφαιρική μορφή των περισσότερων πλανητών δείχνει ότι αυτοί προήλθαν από ένα υλικό λειωμένο από τη τεράστια θερμότητα. Αυτό τους άλλαξε τη χημική σύνθεσή τους και τα έκανε λιγότερα χρήσιμα για την έρευνα του ηλιακού συστήματος, πέντε δισεκατομμύρια χρόνια πριν, συνεχίζει ο Kawaguchi.

Ο αστεροειδής είναι διαμορφωμένος σαν μια μπάλα του ράγκμπι, με μήκος 500 μέτρα. Ο στόχος της αποστολής είναι δύο φορές πιο μακριά από ό,τι εμείς από τον ήλιο, αλλά και ένας από τους κοντινότερους στη Γη.

Το διαστημόπλοιο Muses-C θα φτάσει το 2005 στον αστεροειδή, ύστερα από πτήση 22 μηνών. Αφού για τρεις μήνες θα πετάει πάνω του, σε απόσταση 20 km, θα προσπαθήσει να βουτήξει στην επιφάνειά του 3 φορές. Με μικρά βλήματα που θα πετάξει στην επιφάνεια του αστεροειδή, με ταχύτητα 200 m/sec, αυτά θα "σκάψουν" στο φλοιό του με αποτέλεσμα να σηκώσουν σκόνη. Αυτή τη σκόνη θα συλλέξει ο συλλεκτήρας για να τα πάρει μαζί του. Ο συλλεκτήρας θα είναι ένα όργανο, σαν χωνί, με διάμετρο 40 cm.

"Ακόμη και ένα μικρό ποσό θα είναι ικανοποιητικό για τις έρευνες", λέει ο Kawaguchi.

Κατά την επιστροφή του στη γήινη ατμόσφαιρα, το δοχείο με τα δείγματα σχεδιάζεται να βρεθεί μακριά από το διαστημικό όχημα και με τη βοήθεια αλεξίπτωτου να πέσει στο έδαφος στην αυστραλιανή έρημο.

"Αν φέρει πίσω ένα δείγμα θα είναι μια εξαιρετικά δύσκολη δουλειά", λέει ο Kawaguchi.

Το 1998 και το 1999, σε ισάριθμες πτήσεις, η Ιαπωνία απέτυχε να στείλει δορυφόρους στο διάστημα.

Το Muses-C προωθήθηκε από έναν πύραυλο M-5, παρόμοιο με αυτόν που απέτυχε να βάλει έναν προηγούμενο σκάφος στο διάστημα κατά το 2000. Σημειωτέον, το Muses-C είναι η τρίτη αποστολή του ISAS, μετά από την επιτυχή λειτουργία του Muses-Α και Muses-Β.

Το προωθητικό σύστημα του Muses-C

Το διαστημικό όχημα Muses-C είναι εξοπλισμένο με ηλεκτρικό σύστημα προώθησης και αυτόνομο σύστημα ναυσιπλοΐας και καθοδήγησης.

Μια από τις βασικές τεχνολογίες που χρησιμοποιείται στο Muses-C είναι αυτή της ηλεκτρικής προώθησης, παίρνοντας ενέργεια από τον ήλιο. Το όχημα M-V θα βάλει το Muses-C σε τροχιά κοντά στον αστεροειδή αλλά όλοι οι άλλοι σημαντικοί τροχιακοί ελιγμοί θα γίνουν με  τις ιοντικές μηχανές του διαστημικού σκάφους.

Αντί της χρησιμοποίησης χημικών αντιδράσεων (όπως είναι η καύση του υδρογόνου με το οξυγόνο), οι μηχανές του ίδιου του Muses-C θα ιονίζουν άτομα του ευγενούς αερίου  ξένον και έπειτα, με τη βοήθεια ενός ισχυρού ηλεκτρικού πεδίου, θα αποβάλουν αυτά τα ιόντα προς τα πίσω με υψηλή ταχύτητα. Το προωθητικό ξένον ιονίζεται αρχικά από μικροκύματα, και εν συνεχεία επιταχύνεται με υψηλή τάση για να παραγάγει την προώθηση. Η μηχανή ιόντων εκπέμπει μία γαλαζωπή ακτίνα, η οποία αποτελείται από ιονισμένα άτομα του ευγενούς αερίου ξένον.
 

Οι μηχανές με ιόντα, καθώς επίσης και πολλοί άλλοι τύποι ηλεκτρικής προώθησης, έχουν μια πολύ υψηλή αποδοτικότητα όταν συγκρίνονται με τις χημικές μεθόδους προώθησης. Το μειονέκτημα τους όμως είναι ότι η ώθηση, που παράγεται από αυτά τα ηλεκτρικά συστήματα, είναι αρκετές τάξεις πιο κάτω από εκείνη που δίνουν οι  χημικές μέθοδοι. Κι αυτό σημαίνει ότι για να επιτύχει κανείς την ίδια μεταβολή της ορμής, η μηχανή πρέπει να λειτουργήσει επί περισσότερο χρόνο.

Στο τέλος της αποστολής η ταχύτητα θα γίνει 10 φορές μεγαλύτερη από την ταχύτητα που θα είχε αν χρησιμοποιούσε συμβατικά καύσιμα. Πρέπει, επομένως, η μηχανή να είναι πιο αξιόπιστη από τις, χημικά, αντίστοιχες της.

Συνολικά, για μακρινές αποστολές, όπως αυτή σε ένα αστεροειδή, το ηλεκτρικό σύστημα προώθησης μπορεί να είναι μια πολύ αποδοτική μέθοδος προώθησης. Και οι περισσότερες διαπλανητικές αποστολές αρχίζουν τώρα να την βάζουν στα σχέδια τους.