Космический аппарат Dawn («Рассвет»)

Dawn (Рассвет) стартовал 27 сентября 2007 году в путешествие длинною 6,9 миллиарда км. Приводимый в движение ионными двигателями, космический аппарат провел в полёте 13 лет 3 месяца 20 дней, пока его расширенная миссия не завершилась 31 октября 2018 года.

Миссия НАСА Dawn стремилась охарактеризовать процессы, которые доминировали в ранней эволюции Солнечной системы. Чтобы построить детальную картину тех ранних дней, Dawn посетил две капсулы времени Солнечной системы: Весту и Цереру — самые крупные тела главного пояса астероидов. Изучение этих миров, сохранившихся нетронутыми с самых ранних периодов истории, дало ученым представление о первоначальных строительных блоках Солнечной системы. Составляя карты тел с орбиты, космический аппарат мог предоставить ключевые фрагменты данных, которые ученые не могли получить с помощью телескопов.

Исследования миссии НАСА Down

Миссия Dawn показала, насколько важным местом рождения были тела в первые дни нашей Солнечной системы, которая сформировалась 4,6 миллиарда лет назад.

Понимание окружающей среды, в которой сформировались малые планеты, имеет решающее значение для их судьбы. Ранние модели Солнечной системы и миграции планет теперь должны учитывать выводы, сделанные Dawn во время своей миссии.

Веста, которая, вероятно, сформировалась во внутренней Солнечной системе и осталась там, эволюционировала во многих отношениях подобно скалистым планетам внутренней Солнечной системы. Картирование кратеров Весты показало, что её северное полушарие — это древняя поверхность, которая имела более значительные воздействия, чем ожидалось. Это наводит на мысль о том, что на ранних этапах было больше крупных объектов и они рождались сразу большими, а не строились из меньших блоков.

С другой стороны, Церера, по-видимому, сформировалась дальше от Солнца и мигрировала во внутреннюю Солнечную систему. Down измерил состав поверхности Цереры и обнаружил химическое вещество аммиак, для конденсации которого требуются более холодные температуры внешней Солнечной системы. Церера могла образоваться там, а затем переместиться ближе к Солнцу. Или материалы из внешней Солнечной системы, дрейфуя к Солнцу, могли прикрепиться к Церере по мере ее формирования.

Космический аппарат Down также подтвердил, что местоположение определяет количество воды, содержащейся в телах Солнечной системы. Тела, образовавшиеся из большого количества воды, как Церера, быстро остывали. А те, у кого воды было мало или совсем не было, как у Весты, не могли так быстро остыть. Веста полностью расплавила свою поверхность, образовав металлическое ядро и скалистую мантию и кору. 

Достижения космического аппарата Down

Благодаря собственным ионным двигателям космический аппарат Down — единственный космический аппарат, когда-либо выходивший на орбиту двух дальних космических объектов.

Когда он вышел на орбиту вокруг Весты в 2011 году, Dawn стал единственным космическим аппаратом, который вращался вокруг тела в главном поясе астероидов между Марсом и Юпитером. Когда аппарат вышел на орбиту вокруг Цереры в 2015 году, он также стал первым космическим аппаратом, посетившим карликовую планету.

Хотя Dawn не был первым межпланетным космическим кораблем, использующим ионные двигатели, он продвинул возможности этой технологии дальше. Dawn является рекордсменом по самому длительному времени полета на двигателе (6 лет) и наибольшему изменению скорости (41 400 км/ч), достигнутому космическим аппаратом с собственной двигательной установкой.

Исследование Весты

В то время как гигантская впадина в южном полушарии Весты, ныне называемая Реясильвией, была видна в земные телескопы, Down подтвердил, насколько она велика: более 500 км в диаметре и 19 км в глубину. Аппарат показал, что гора, видимая космическим телескопом «Хаббл» в центре бассейна, в 2 раза превышает высоту Эвереста. Это вторая по высоте гора в Солнечной системе и почти такая же высокая, как марсианский Олимп.

Крупным планом запечатлен второй большой ударный кратер, теперь называемый Вененейей, который был частично покрыт более молодым кратером Реясильвии. Эти два удара изменил форму поверхности Весты и, вероятно, почти уничтожил ее. Эти гигантские удары создали десятки ущелий, окружавших экватор Весты. Некоторые из этих каньонов соперничают с Большим Каньоном по размерам, достигая 465 км в длину и 4 км в глубину.

Данные с космического аппарата также показывают, что массивный удар, который образовал Реясильвию, произошел всего миллиард лет назад и образовал огромное количество материала, который дождем обрушился на поверхность. Таким образом, поверхность южного полушария выглядит моложе, чем северного полушария, в котором сохранилось огромное количество кратеров.

До миссии ученые думали о Весте как о в целом сухом теле, но аппарат обнаружил богатые водой минералы на поверхности Весты. Эти материалы, вероятно, были доставлены на Весту астероидами или кометами из более богатой летучими веществами внешней Солнечной системы.

Исследование Цереры

Церера имеет массив из более чем 300 ярких объектов, называемых факулами (первоначально называемых «яркими пятнами»), которые выделяются от остального темного ландшафта. Самая яркая область в кратере Оккатора имеет самое большое месторождение карбонатных минералов, когда-либо виденных за пределами Земли.

На Земле эти минералы ассоциируются с океанической и озерной средой. Полученные данные свидетельствуют о том, что соленая вода поднялась на поверхность Цереры в недавнем прошлом и отложила соли.

На Церере находится огромный вулкан, получивший название Ахуна-Монс, который, по мнению команды Dawn, образовался как криовулкан. Эта одинокая гора, высотой в 5 км на самом крутом склоне, предполагает, что жидкость все еще может присутствовать под поверхностью Цереры. Вполне вероятно, что жидкости, обогащенные солями, которые понизили бы температуру замерзания, ответственны за относительно недавнюю геологическую активность.

Окончание миссии Down

Космический аппарат Down завершил свою расширенную миссию, когда ключевое топливо закончилось. Гидразин использовался для управления ориентацией космического аппарата в пространстве. Когда кончился гидразин, аппарат больше не мог направлять свои антенны на Землю для связи. После того, как связь была потеряна, руководители миссий пытались её восстановить в течение пару дней. Когда ответа не последовало, они официально завершили миссию Dawn 1 ноября 2018 года.

В настоящее время Dow просто останется новой «луной» Цереры на орбите вокруг объекта, который он изучал с 2015 года.

Поскольку Церера имеет условия, представляющие интерес для ученых, изучающих химию, которая приводит к развитию жизни, НАСА следует строгим протоколам планетарной защиты для утилизации космического корабля Dawn в конце миссии. Инженеры вывели космический аппарат на орбиту, гарантирующую, что он не разобьется по меньшей мере на 20 лет, а скорее всего, и на десятилетия дольше.

Заказчик	НАСА
Задачи	исследование Весты и Цереры
Пролёт	Марс
Стартовая площадка	SLC-17, База ВВС США на мысе Канаверал, Флорида
Ракета-носитель	Дельта-2 7925H
Запуск	27 сентября 2007 г. 11:34:00 UTC
Выход на орбиту	16 июля 2011 г. — Веста, 6 марта 2015 г. — Церера
Длительность полёта	в полёте 13 лет 3 месяца 20 дней
Сход с орбиты	5 сентября 2012 г. — Веста
Технические характеристики
Масса	на момент старта 747,1 кг + топливо: 425 кг — ксенон, 45,6 кг — гидразин
Размеры	1,64 х 1,27 х 1,77 м. + солнечные панели — 8,3 х 2,3 м., диаметр антенны — 1,57 м.
Мощность	10,3 кВт в момент старта в 1 а.е. от Солнца, 1,3 кВт в 3 а.е. от Солнца
Источники питания	2 солнечные панели
Ориентация	реактивная система управления + инерционные маховики
Срок активного существования	10 лет
Целевая аппаратура
Скорость передачи	7,8 б/с — 2,0 кб/с — отправка данных, 10 б/с — 124 кб/с — приём данных
Логотип миссии