Autor Wątek: Dawn (kompendium)  (Przeczytany 8480 razy)

0 użytkowników i 1 Gość przegląda ten wątek.

Scorus

  • Gość
Odp: Dawn (kompendium)
« Odpowiedź #15 dnia: Lipiec 23, 2011, 07:57 »
Według planów aktualnych w czasie wejścia na orbitę, sonda miała spędzić 8.5 miesiąca na orbicie Westy. Pierwotne plany misji przewidywały 11 miesięcy, ale program został okrojony z powodu kosztów. Plan zasadniczej fazy badań naukowych na orbicie wokół tej planetoidy obejmował 4 fazy. W czasie badań naukowych i transmisji danych na Ziemię napęd jonowy był wyłączony. Umożliwi on natomiast zmiany orbity sondy. Okres badań Westy zbiegł się z peryhelium jej orbity i najwyższymi możliwymi poziomami ciągu silnika jonowego.

28 lipca sonda wznowiła obniżanie orbity za pomocą silnika jonowego. 31 lipca przerwano je w celu wykonania dodatkowych obserwacji. 2 sierpnia sonda osiągnęła pierwszą orbitę roboczą, tzw orbitę przeglądową (Survey Orbit). Nastąpiło to o godzinie 07:07 UTC. Orbita ta przebiegała na wysokości 2 700 km nad powierzchnią. Jej nachylenie w stosunku do płaszczyzny równika wyniesie 90 stopni. Okres obiegu wynosił 69 godzin. Cykl badań naukowych rozpoczął się 11 sierpnia. Podczas programu naukowego sonda wykonała 7 obiegów, w czasie 20 dni. 16 sierpnia kamera FC zakończyła wykonywanie zdjęć podczas 2 przelotów nad oświetloną półkulą, obrazując połowę powierzchni. Spektrometr VIR zobrazował 40% powierzchni. Na orbicie 1 i 5 doszło do wyłączenia spektrometru VIR. Jednak pracował on bardzo wydajnie i dostarczył większej ilości pomiarów (8000 spektrogramów) niż zakładano (5000 spektrogramów). Badania zakończyły się 30 sierpnia. Pojazd uzyskał łącznie 2 800 obrazów z kamery FC i 3 mln spektrogramów VIR, więcej niż planowano. Rozdzielczość obrazów z kamery FC wyniosła 250 metrów na piksel a pomiarów z VIR - 700 metrów na piksel. Dane zebrał też instrument GRaND, ale jego rozdzielczość była niewielka.

Ponowne obniżanie orbity rozpoczęło się 31 sierpnia o godzinie 23:05 UTC. 8 września na początku dnia pojazd znajdował się na wysokości 1 550 km, a pod koniec - 1 330 km. 15 września na początku dnia znajdował się na wysokości 880 km, a pod koniec - 790 km. 18 września proces obniżania orbity został zakończony. Wtedy też sonda znalazł się na tzw wysokiej orbicie mapującej 1 (High Altitude Mapping Orbit 2 - HAMO-1). 21 września sonda weszła w tryb bezpieczny z powodu błędu oprogramowania. Normalna praca została wznowiona po 2 dniach. 26 września wykonano pierwszy manewr korekty orbity. Drugi odbył się 27 września. Finalna orbita przebiegała ona na wysokości 680 km nad powierzchnią. Okres obiegu wynosił 12 godzin. Program naukowy na HAMO-1 rozpoczął się 29 września. Dzięki rotacji Westy sonda zobrazowała całą jej oświetloną powierzchnię w czasie 10 obiegów, czyli 5 dni. Północna strefa polarna była jednak nieoświetlona w tym okresie. Obserwacje były prowadzone w cyklach złożonych z 10 orbit. Łącznie odbyło się 6 takich cykli. Cykl 1 zakończył się 5 października. Polegał on na wykonywaniu zdjęć za pomocą FC skierowanej dokładnie w stronę nadiru. 5 października zakończył się cykl 2, polegający na obraniu pod kątem. Pozwalało to na zebranie zdjęć do mapy stereoskopowej. Zespół misji analizował też problem wzrostu szumu detektorów instrumentu GRaND. Cykl 2 zakończył się 11 października, kiedy to rozpoczęto cykl 3. Polegał on na obrazowaniu do mapy stereoskopowej pod innym kątem. Szum detektorów GRaND udało się wyeliminować. Cykl 3 został zakończony 16 października. Tego dnia rozpoczął się cykl 4, służący również do zbierania zdjęć do mapowania topograficznego. Cykl 5 rozpoczęty 16 października zakończył się 26 października. Była to ostatnia faza obrazowania do mapy steeksopowej. Cykl 6, rozpoczęty 26 października i zakończony 31 października był powtórką cyklu 1. Poszczególne obrazy FC uzyskane z HAMO-1 obejmowały obszar o powierzchni 5 300 kilometrów kwadratowych i charakteryzowały się rozdzielczością 69 metrów na piksel. Kąty fazowe były tak małe jak 20 stopni, co stworzyło idealne warunki dla spektrometru VIR. Instrument przeskanował całą powierzchnię z rozdzielczością  170 metrów na piksel. Badania na orbicie HAMO-1 zakończyły się raz z ukończeniem cyklu 6, 31 października. 2 listopada sonda ponownie uruchomiła napęd jonowy w celu obniżenia orbity.

7 listopada nastąpiła przerwa w obniżaniu orbity. W tym czasie wykonano dodatkowe obserwacje. 10 listopada orbita sondy przebiegała na wysokości 400 km nad powierzchnią a 17 listopada - na wysokości 265 km. W dniach 20, 23 i 27 listopada obniżanie zostało przerwane w celu wykonania obserwacji. 1 grudnia sonda znajdowała się na orbicie na wysokości 245 km. Zmieniono też orientację przestrzenną orbity. 3 grudnia pojazd wszedł w tryb bezpieczny spowodowany zbyt szybkim wykonaniem manewru obrotu. Do normalnego działania powrócił po 2 dniach.

8 grudnia sonda znalazła się na kolejnej orbicie naukowej, tzw niskiej orbicie mapującej (Low Altitude Mapping Orbit - LAMO). Osiągnęła wtedy wysokość 210 km. Z powodu nieregularności pola grawitacyjnego nowa orbita przebiegała na wysokości 170 - 290 km. Okres obiegu wynosił 4 godziny i 21 minut. Była ona wyższa od planowanej o 10 km. Zostało to wymuszone przez uściślenie masy i kształtu Westy. 12 grudnia rozpoczęły się badania naukowe, zaplanowane na 70 dni. Na orbicie LAMO głównym elementem badań były pomiary za pomocą GRaND. Instrument ten osiągnął tu swoją maksymalna rozdzielczość przestrzenną. Ponadto eksperyment RS pozwolił na opracowanie map pola grawitacyjnego o wysokiej rozdzielczości. Okresowo kamera FC oraz spektrometr VIR wykonywały obserwacje wybranych celów. Podczas wstępnego planowania misji przewidywano, że sonda wykona także niskie przeloty nad powierzchnią (15 km), ale  z powodu skrócenia programu naukowego plan ten został zaniechany. 17 grudnia sonda wykonała pierwszą korektę orbity LAMO. Polegała ona na uruchomieniu silnika jonowego na kilka godzin. Planowano, że korekty takie będą wykonywane co tydzień. Druga taka korekta została wykonana 24 grudnia. Ponieważ obie korekty były bardzo precyzyjne anulowano dwie następne. 13 stycznia 2012 r nastąpił reset komputera spowodowany błędem oprogramowania. Sonda powróciła do pracy 19 stycznia. Kolejny reset połączony w wejściem w tryb bezpieczny wystąpił 21 lutego. Po 3 dniach sonda wróciła jednak do normalnej pracy. 29 lutego poinformowano o przedłużeniu badań na LAMO o 40 dni. Zakończenie badań zostało zaplanowane na 20 kwietnia. 19 kwietnia poinformowano o przedłużeniu badań o kolejne 40 dni.

Po zakończeniu badań na niskiej orbicie 1 maja sonda uruchomiła silnik jonowy w celu ponownego podwyższenia orbity. 15 maja znajdowała się na wysokości 355 km 22 maja 450 km, a 29 maja - 590 km. 5 czerwca sonda znalazła się na wysokiej orbicie mapującej 2 (High Altitude Mapping Orbit 2 - HAMO-2) przebiegającej na wysokości 680 km. Okres obiegu wynosił 12 godzin. Proces podnoszenia orbity był na tyle precyzyjny, że jej korekta nie była potrzebna. Na orbicie tej pełne mapowanie powierzchni zostało powtórzone. W okresie tym oświetlona była północna strefa polarna, co pozwoli na uzupełnienie wcześniejszych map. Pozostała część powierzchni została zobrazowana przy innym oświetleniu. Badania naukowe zostały rozpoczęte 15 czerwca. W czasie pierwszego cyklu do obserwacji używany był spektrometr VIR. 24 czerwca rozpoczęło się obrazowanie powierzchni za pomocą kamery FC. Była ona zwrócona dokładnie w nadir. 29 czerwca z powodzeniem zakończono pierwszy cykl mapowania i rozpoczęto drugi. Polegał on na obrazowaniu powierzchni pod kątem w celu uzyskania pokrycia stereoskopowego. Cykl ten zakończył się 4 lipca, wtedy też rozpoczęto cykl 3. Obejmował on obrazowanie do mapy stereoskopowej pod innym kątem. Zakończył się on 9 lipca. Cykl 4, rozpoczęty zaraz po zakończeniu cyklu 3 zakończył się 14 lipca. Wtedy tez rozpoczęto cykl 5, obejmujący obserwacje stereoskopowe i spektrometryczne. Zakończenie cyklu 5 i rozpoczęcie cyklu 6 nastąpiło 19 lipca. W czasie tego ostatniego cyklu kamera FC była ponownie wycelowana w nadir. Spektrometr VIR kontynuował zbieranie danych. 25 lipca badania naukowe fazy HAMO-2 zostały zakończone.

Również 25 lipca sonda ponownie uruchomiła swój silnik jonowy i rozpoczęła podnoszenie orbity. Proces ten miał na celu opuszczenie orbity Westy. 8 sierpnia wystąpił problem z drugim z kolei kołem reakcyjnym. Oprogramowanie sondy wykryło w nim wzmożone tarcie i automatycznie wyłączyło je. Podobna sytuacja wystąpiła w przypadku innego koła reakcyjnego w lipcu 2010 r. Od tego czasu było ono wyłączone. 14 sierpnia pojazd został przełączony do normalnego trybu pracy. 17 sierpnia podnoszenie orbity za pomocą napędu jonowego. Kontrola orientacji sondy została przełączona  z kół reakcyjnych na silniki RCS. W związku z faktem, ze sonda posiadała tylko 2 w pełni sprawne koła reakcyjne zdecydowano się na wyłączenie wszystkich kół i na wykonanie ich dokładnych testów w czasie lotu do Ceres. Z powodu kilkudniowej przerwy w pracy silnika jonowego opuszczenie orbity Westy, zaplanowane na 30 sierpnia opóźniło się o 4 dni. 25 i 26 sierpnia sonda wykonała ostatnie sesje obrazowania Westy.

Sonda opuściła orbitę Westy 4 września 2012 r o godzinie 06:26 UTC.

W dalszej części misji sonda poruszała się po orbicie okołosłonecznej w celu osiągnięcia Ceres. Zastosowanie silnika jonowego wykluczyło użycie szybkiej trajektorii transferowej Hohmanna, przez co lot do Ceres trwał ponad 2 lata.

W związku z awarią drugiego koła reakcyjnego podczas lotu wykonano testy pracy w trybie hybrydowej kontroli orientacji przestrzennej. Metoda ta została opracowana w 2011 r, jednak nie była potrzebna podczas badań Westy. W tym trybie do pozycjonowania sondy używane są zarówno dwa sprawne koła reakcyjne jak i silniki RCS. Użycie kół pozwala na zaoszczędzenie paliwa. Taki sposób pracy jest wymagany tylko podczas ostatniego etapu misji, na niskiej orbicie wokół Ceres. Na innych etapach wystarczające jest używanie tylko silników. Pełny, 27-godzinny test trybu hybrydowego został wykonany 13 listopada 2013 r. Zakończył się pełnym sukcesem.

 11 września 2014 r sonda weszła w tryb bezpieczny. Przyczyną było zaburzenie pracy kontrolera systemu elektrycznego napędu jonowego przez promieniowanie wysokoenergetyczne. W związku  tym kontrola misji przełączyła sondę na drugi silnik jonowy, co umożliwiło szybkie wznowienie użytkowania napędu. Ponadto zaobserwowano zaburzenia w pracy systemu kontroli orientacji przestrzennej, co uniemożliwiało pozycjonowanie anteny HGA na Ziemię. W związku z tym posługiwano się antenami małego zysku. Przyczyną była prawdopodobnie anomalia w pracy oprogramowania spowodowana przez promieniowanie. Komputer sondy został więc zresetowany. Sonda wznowiła normalną pracę 15 września. W związku ze zmianą planu użytkowania napędu jonowego termin wejścia na orbitę wokół Ceres został przesunięty o miesiąc. Zmieniono również geometrię wejścia na orbitę. Plan badań Ceres nie został jednak zmodyfikowany.

1 grudnia 2014 r sonda uzyskała pierwsze kalibracyjne zdjęcia Ceres. W tym czasie znajdowała się w odległości 1.2 mln km. Tarcza planety karłowatej miała wielkość 8 pikseli w polu widzenia FC. 26 grudnia rozpoczęła się faza docierania do Ceres. W tym czasie sonda znajdowała się w odległości 640 000 km. Zakończył się wtedy okres koniunkcji ze Słońcem, w związku z czym uruchomiono napęd jonowy rozpoczynając manewr modyfikacji pozwalający na dotarcie do planety karłowatej.
1.2 #sthash.ycxZROB7.dpuf
1.2 #sthash.ycxZROB7.dpuf

 Sonda dotarła do Ceres na początku 2015 r. W styczniu tarcza Ceres była na tyle duża na obrazach z kamery FC, że zdjęcia te były wykorzystywane do celów nawigacyjnych. Pierwsza kampania obserwacji nawigacyjnych (Optical Navigation Campagin 1 - OpNav1) została wykonana 13 stycznia w odległości 379 000 km. Tarcza Ceres na obrazach z FC miała wielkość 26 pikseli. Rozdzielczość wynosiła 0.8 rozdzielczości zdjęć z HST. Ponadto instrument VIR wykonał pomiary pozwalające na zaplanowanie parametrów jego pracy podczas badań Ceres. Druga sesja obserwacji nawigacyjnych (OpNav2) została wykonana 26 stycznia w odległości 201 000 km. Uzyskane obrazy miały rozdzielczość  1.4 razy większą od najlepszych zdjęć z HST. Tarcza Ceres miała wielkość 43 pikseli. Trzecia sesja (OpNav3) wykonana została 4 lutego w odległości 148 000 km. Tarcza Ceres miała wielkość 68 pikseli, a rozdzielczość była 2.2 razy lepsza od obserwacji z HST. 12 lutego w odległości 84 000 km została wykonana tzw. charakteryzacja rotacji 1 (Rotation Charaktrisation 1 - RC1). Polegała ona na przeprowadzaniu obserwacji za pomocą FC i VIR w czasie całego okresu rotacji Ceres (9 godzin). Tym samym wykonane zostało obrazowanie prawie całej powierzchni. Rozdzielczość zdjęć z FC była 3.7 razy lepsza od danych z HST. Tarcza Ceres miała wielkość 116 pikseli. 20 marca w odległości 48 000 km wykonana została kampania RC2. Rozdzielczość zdjęć z FC była 7 razy lepsza od tych z HST. Tarcza Ceres miała wielkość 226 pikseli. 23 marca sonda zbliżyła się na najmniejszą odległość do Ceres przed wejściem na orbitę.  25 lutego w odległości 39 000 km wykonana zostanie czwarta kampania nawigacyjna (OpNav4). Tarcza Ceres miała wielkość 264 pikseli a rozdzielczość była 8 razy lepsza od tej z HST. 2 marca w odległości 50 000 km wykonana została piąta kampania nawigacyjna (OpNav5). Tarcza Ceres miała wielkość 205 pikseli a rozdzielczość była 6.5 razy lepsza od obrazów z HST. Obserwacje były zoptymalizowane do poszukiwań małych księżyców.

Sonda weszła na orbitę wokół Ceres 6 marca 2015 r. W tym czasie, w odległości 48 000 km jej szybkości względem celu spadnie do 37 m/s, dzięki czemu została wychwycona przez pole grawitacyjne Ceres. Zostało to potwierdzone o godzinie 12:39 UTC. W dalszej kolejności orbita była obniżana za pomocą napędu jonowego. 10 kwietnia w odległości 33 000 km wykonana została szósta kampania obserwacji nawigacyjnych (OpNav6). Tarcza Ceres miała wielkość 300 pikseli a rozdzielczość była 9.5 razy lepsza od zdjęć z HST. 15 kwietnia w odległości 21 000 km wykonana została 7 kampania nawigacyjna (OpNav7). Tarcza Ceres miała wielkość 470 pikseli a rozdzielczość była 15 razy większa od tej z HST.

 23 kwietnia o godzinie 02:25 sonda znalazła się na pierwszej orbicie naukowej wokół Ceres.  Znajdowała się ona na wysokości 13 600 km. Okres obiegu wynosił 15.2 dni. Orbita ta została oznaczona jako RC3, ponieważ wykonana została na niej trzecia kampania charakteryzacji rotacji Ceres. Krótki po wejścoiu na orbitę RC3 sonda weszła w tryb bezpieczny z powodu opóźnienia w sekwencji komend. Normalne funkcjonowanie zostało przywróćże dość szybko na początku operacji 24 kwietnia. 24 kwietnia o 02:25 UTC sonda rozpoczęła wykonywanie obserwacji naukowych.

W trakcie fazy RC3 kąt fazowy podlegał zmianom. Na tej orbicie wykonane zostało pierwsze całkowicie globalne obrazowanie powierzchni za pomocą kamery FC skierowanej w nadir. Rozdzielczość zdjęć była 20 razy lepsza od zdjęć z HST. Obserwacje z kamerą skierowaną w nadir objęły półkulę południową, północną i obszar równikowy. Nad nocną półkulą wykonywane zostały ponadto obserwacje horyzontu przy dużych kątach fazowych (w postaci oświetlonego sierpa). Pozwoliły na wykonanie poszukiwań możliwych strumieni pary wodnej, która została wykryta przez satelitę Herschel. Sama para wodna nie była widoczna, ale możliwe było zaobserwowanie podnoszonego przez nią pyłu. Orbita RC3 stworzyła najlepszą okazję do tego typu badań. Ponadto została określona orientacja przestrzenna biegunów Ceres, jej dokładny kształt (za pomocą obserwacji krawędzi tarczy) i wyznaczona jej całkowita masa. Spektrometr VIR wykonał też pomiary pozwalające na pierwsze scharakteryzowanie składu mineralnego powierzchni oraz na poszukiwania ewentualnej pary wodnej. Instrument GRAND wykonywał pomiary cząstek energetycznych. Na dużej wysokości nie mógł dostarczyć informacji na temat składu pierwiastkowego powierzchni. Nad dzienną półkulą Ceres, do pozycji 43ºN lub 43ºS sonda wykonywała obserwacje pomiary naukowe, a od 34ºN lub 34ºS przeprowadzała transmisję danych na Ziemię.

Pierwsze obserwacje z orbity RC3 objęły półkulę południową. Zebrane dane przesłano na Ziemię 27 i 28 kwietnia. 29 maja pojazd rozpoczął wykonywanie obserwacji przy wysokim kącie fazowym, nad półkulą północną. 1 maja zakończono obserwacje nad nocną półkulą Ceres i rozpoczęto transmisję zebranych danych. Tego samego dnia pojazd znalazł się nad dzienną półkulą planety karłowatej i w dniach 3  - 4 maja przeprowadził obserwacje półkuli północnej. Transmisja danych została wykonana 4 i 5 maja. 6 maja wykonano obserwacje obszaru równikowego i przesłano zebrane dane. 7 maja wykonano ostatnie obserwacje z orbity RC3, obejmujące półkulę południową. Transmisja danych została wykonana 8 maja. Tego dnia pojazd zakończył wykonywanie pełnego 15-dniowego obiegu po orbicie RC3.   Podczas tej fazy misji uzyskanych zostało łącznie ponad 1000 zdjęć oraz kilka milionów spektrogramów.

Dalsza sekwencja badań Ceres była podobna do obserwacji Westy. 9 maja napęd jonowy został uruchomiony ponownie, co pozwoliło na dalsze obniżanie orbity. 16 maja sonda znalazła się na wysokości 7 100 km, gdzie wykona obserwacje nawigacyjne w ramach sekwencji OpNav8. Trwało to 2 godziny. W tym czasie dane uzyskał również spektrometr VIR. Potem silnik jonowy został uruchomiony ponownie. 19 maja pojazd oddalił się od Ceres na 8 300 km, a następnie wznowił obniżanie orbity. Do 22 maja orbita została obniżona do 5 000 km. Następnie pojazd oddalił się od Ceres. Tego dnia wyłączono napęd jonowy i wykonano ostatnie obserwacje nawigacyjne w trakcie obniżania orbity, sekwencję OpNav9. Ponownie wykonano też obserwacje za pomocą VIR. Silnik jonowy został ponownie uruchomiony 23 maja. Do 24 maja pojazd oddalił się od Ceres na dystans 6 700 km, a następnie wznowił obniżanie orbity. 26 i 27 maja rozpoczęto zmianę kształtu orbity. W trakcie obniżania była ona eliptyczna. Ostateczna orbita mapująca musiała być prawie kołowa. W związku z tym tego dnia Dawn zszedł poniżej planowanej wysokości 4 100 km. Następnie wzniósł się ponownie. Orbita podniosła się do 5 500 km 28 maja. Następnie rozpoczęto jej obniżanie. 28 maja wykonano również przerwę w pracy silnika jonowego w celu wymiany danych z Ziemią i aktualizacji parametrów zmiany orbity na podstawie analiz zdjęć z sekwencji OpNav9. Tego samego dnia wznowiono modyfikacje orbity. 1 maja orbita podniosła się po raz ostatni, do 3 000 km.
« Ostatnia zmiana: Czerwiec 07, 2015, 19:36 wysłana przez Scorus »

Scorus

  • Gość
Odp: Dawn (kompendium)
« Odpowiedź #16 dnia: Lipiec 23, 2011, 07:57 »
 Modyfikacje orbity zostały zakończone 3 czerwca, na orbicie przeglądowej (Survey Orbit). Przebiegała ona na wysokości 4 400 km. Okres obiegu wynosił 3.1 dnia. Inklinacja wynosiła 90º. Kąt beta dryfował w zakresie 10 - 25º. Początkowo wykonano pomiary parametrów orbity oraz przesłano odpowiednie komendy do sondy. Obserwacje naukowe rozpoczęto 5 czerwca. Tego dnia pojazd przeszedł ze strony nocnej na stronę dzienną, przelatując nad półkulą północną. W tej fazie misji pojazd wykonał 8 pełnych obiegów. Podczas fazy przeglądowej mapowanie za pomocą FC zostało powtórzone z rozdzielczością 3 razy większą niż w fazie RC3. Poza obserwacjami z kamerą skierowaną w nadir na orbitach 1, 2 i 4 zostały również wykonane obserwacje krawędzi tarczy. Ponadto uzyskano globalną mapę za pomocą spektrometru VIR. Pierwsze obserwacje naukowe za pomocą FC i VIR wykonano 5 i 6 czerwca. Po ponownym przejściu na stronę nocną wykonano pierwszą sesję transmisji danych z orbity przeglądowej. 9 czerwca wykonano drugą sesję obserwacji. Po transmisji danych po nocnej stronie Ceres rozpoczęto trzecią sesję. Miało to miejsce 11 czerwca. Dalsze sesje obserwacji po dziennej stronie rozdzielone sesjami transmisji danych odbyły się 12 czerwca i 15 czerwca. W czasie obserwacji 15 czerwca jednostka elektroniki VIR wykryła niespodziewany problem i przerwała gromadzenie danych. Następnie komputer sondy wyłączył instrument. Podobna anomalia wystąpiła w 2011 r podczas badań Westy. Teraz zespół misji szybko stwierdził, iż problem był spowodowany najpewniej przez promieniowanie kosmiczne. Po ponownym uruchomieniu instrument podjął normalną pracę bez żadnych utrudnień. Kolejne sesje obserwacji Ceres miały miejsce 18 czerwca, 20 czerwca, 24 czerwca i 27 czerwca. Podczas ostatniej sesji nastąpił reset jednostki elektroniki kamery FC, a trzy godziny później - reset elektroniki spektrometru VIR. Zespół misji zauważył oba wydarzenia w danych inżynieryjnych transmitowanych za pomocą anteny małego zysku, ale stwierdził iż nie wymagają one interwencji. Inne funkcje sondy nie uległy zaburzeniu. Ostatnia transmisja danych z orbity przeglądowej została zakończona 30 czerwca. Zakończyło to również tą fazę misji. Pomimo chwilowych problemów z instrumentami naukowymi sonda uzyskała więcej danych naukowych niż to było wymagane przez zespół naukowy.

Po zakończeniu prac na orbicie przeglądowej, 30 czerwca rozpoczęło się ponowne obniżanie orbity, trwające 2 miesiące. W tym czasie pojazd miał planowo wykonać 25 obiegów wokół Ceres. Jednak wkrótce po uruchomieniu silnika jonowego oprogramowanie pojazdu wykryło anomalię w systemie kontroli orientacji przestrzennej i przełączył sondę w tryb bezpieczny. Tym samym obniżanie orbity zostało szybko przerwane. 1 i 2 lipca zepsuł misji przesłał instrukcje przywracające normalną konfigurację. Następnie pojazd przesłał pakiet danych inżynieryjnych za pomocą anteny wysokiego zysku. Zespół misji analizował dzięki temu sytuację a pojazd chwilowo pozostawał na orbicie zbliżonej do orbity przeglądowej. Przyczyną anomalii był błąd w systemie pochylającym silnik jonowy nr 3, pozwalającym na kontrolę orientacji przestrzennej sondy w czasie użytkowania napędu jonowego. W związku z tym do dalszego obniżania postanowiono użyć silnika jonowego nr 2 umieszczonego na osobnym mechanizmie pochylającym. W dniach 14 - 16 lipca wykonano dokładniejsze testy systemów sondy, w tym również silnika jonowego nr 2.  Obniżanie orbity z jego użyciem zostało wznowione 17 lipca. Było przerywane raz w tygodniu w celu przesłania danych inżynieryjnych na Ziemię. Ponadto do sondy wysyłało wtedy instrukcje pozwalające na zoptymalizowanie trajektorii. 20 lipca wysokość orbity wynosiła 3 500-3 400 km, 22 lipca - 3 200-3 100 km, 23 lipca - 3 100-2 900 km, 27 lipca - 2 600 km, 31 lipca - 2 300 km, 3 sierpnia - 2 100-2 000 km, a 7 sierpnia - 1 800 km. W dniach 9 - 10 sierpnia obniżanie orbity zostało przerwane na 23 godziny. Był to dodatkowy czas przeznaczony na skompensowanie możliwych anomalii, jednak jak do tej pory nie napotkano żadnych problemów. Obserwacje naukowe na niskiej orbicie nie mogły być rozpoczęte wcześniej niż planowano z kilku powodów technicznych, zwłaszcza z powodu precyzyjnego komendowania komputerów obsługujących odbiór danych za pomocą stacji DSN. Następnie obniżanie orbity zostało wznowione.

Obniżanie orbity zostało zakończone 13 sierpnia (przed problemem z systemem pochylającym silnik jonowy było planowane na 4 sierpnia). Sonda znalazła się na wysokiej orbicie mapującej (High Altitude Mapping orbit - HAMO), w odległości 1 470 km pod powierzchni. Okres obiegu wynosił 19 godzin. Inklinacja wynosiła 90º. Kąty beta zmieniały się w zakresie 27 - 37º. Po zakończeniu obniżania wykonano pomiary dokładnych parametrów orbity oraz przesłano odpowiednie instrukcje. Następnie 17 sierpnia rozpoczęto obserwacje naukowe. Na orbicie HAMO instrumenty FC i VIR ponownie wykonały mapowanie globalne. Rozdzielczość zdjęć z FC byłą 3 razy lepsza niż na orbicie przeglądowej. Poza obrazowaniem powierzchni z kamerą skierowaną w nadir wykonane zostało również obrazowanie multispektralne i stereoskopowe. To ostatnie polegało ono na obserwacjach z kamerą odchyloną w stosunku do nadiru pod stałym kątem. Ponadto wykonywano pomiary promieniowania kosmicznego i słonecznego za pomocą GRAND, mające znaczenie kalibracyjne. Prowadzono również eksperyment radiowy. Obserwacje były podzielone na 6 sesji z których pierwsza obejmowała obrazowanie z kamerą FC skierowaną w nadir a pozostałe z kamerą odchyloną od niego pod różnymi kątami. Spektrometr VIR posiadający mniejsze pole widzenia niż kamera FC w czasie każdego cyklu obserwował inną część powierzchni. Z powodu konieczności znacznego ograniczenia użytkowania kół kreacyjnych i stosowania do kontroli orientacji przestrzennej silników hydrazynowych obroty sondy były wykonywane żadzie niż w czasie fazy HAMO na planetoidzie Westa. Tak więc na niektórych orbitach sonda pozostawała pozycjonowana na powierzchnię w czasie przejścia nad nocną stroną Ceres a na niektórych jej antena HGA była pozycjonowana na Ziemię również po dziennej stronie. W przeciwieństwie do badań Westy transmisji danych nie wykonywano więc za każdym razem gdy pojazd znajdował się nad półkulą nieoświetloną. Strategia taka pozwalała na zaoszczędzenie hydrazyny przy wykonaniu wszystkich zadań wymaganych przez program naukowy. Tak więc każda sesja obserwacji Ceres obejmowała 12 przejść po stronie dziennej, z których każdy trwał po 9.5 godziny, jednak pełne przesłanie zebranych danych wymagało 14 pełnych obiegów, trwających łącznie 11 dni. Pierwszy cykl obserwacji zakończył się 26 sierpnia. 28 sierpnia, po przesłaniu wszystkich danych naukowych rozpoczęto drugi cykl. Zakończył się on 7 września. Następnie przez około 2.5 dnia sonda transmitowała zgromadzone dane. Trzeci cykl rozpoczął się 9 września. W jego trakcie, 13 września jednostka elektroniki kamery FC wykryła niespodziewany błąd i wyłączyła ją. Wydarzenie to miało miejsce na krótki czas przed przejściem na nocną stronę Ceres, więc nie spowodowało utarty większej ilości obserwacji. W czasie sesji łączności wysłano komendy uruchamiające kamerę. Podjęła ona prawidłową pracę przed rozpoczęciem kolejnego okresu obrazowania po dziennej stronie Ceres. Trzeci cykl zakończył się 18 września. Po przesłaniu danych,  19 września rozpoczęto czwarty cykl, który trwał do 28 września. Po sesji transmisji danych, 30 września rozpoczęto piąty cykl, trwający do 9 października. 12 października, po ponownym przesłaniu danych rozpoczęto szósty i ostatni cykl mapowania. Trwał on do 21 października. Następnie sonda przesłała wszystkie zgromadzone dane, co zakończyło prace w fazie HAMO. Faza ta trwała 56 dni. W tym czasie sonda wykonała 85 obiegów wokół planety karłowatej.

Po zakończeniu mapowania na orbicie HAMO, 23 października rozpoczęła się kolejna faza obniżania orbity. Potrwa ona 2 miesiące, w tym czasie pojazd wykona 160 obiegów.

8 grudnia obniżanie orbity zostanie zakończone. Pojazd znajdzie się na niskiej orbity mapującej (Low Altittude Mapping Orbit - LAMO) przebiegającej w odległości 375 km od powierzchni Ceres. Okres obiegu będzie wynosił 5.4 godziny. Inklinacja będzie wynosiła nadal 90º. Kąty beta będą znajdować się w w zakresie 45 - 50º. Na tej orbicie instrument GRAND zbierze dane na temat składu pierwiastkowego powierzchni. Będzie skierowany w nadir. Wykonany zostanie też eksperyment radiowy w trakcie którego antena sondy będzie pozycjonowana na Ziemię. Pozwoli to na wykonanie najdokładniejszego jak dotąd mapowania pola grawitacyjnego. Ponadto instrumenty FC i VIR wykonają obserwacje wybranych celów w największej rozdzielczości. Badania na tej orbicie potrwają nominalnie 92 dni. W tym czasie sonda 404 obiegi. Po tym okresie, w lutym 2016 r misja nominalna zostanie zakończona.

Cała misja podstawowa na Ceres będzie mogła zostać wykonana nawet przy awarii wszystkich kół reakcyjnych. W przypadku prawidłowego działania kół będzie możliwe przedłużenie misji do końca 2016 r. Głównym ograniczeniem czasu trwania misji będzie zapas hydrazyny zużywanej podczas pozycjonowania sondy z użyciem tylko dwóch kół reakcyjnych.

Program naukowy na Ceres potrwa łącznie 406 dni. Po wznowieniu przygotowań do misji planowano skrócenie czasu trwania badań do 5 miesięcy w celu zmniejszenia kosztów, ale zaniechano tych planów. Także w tym przypadku program naukowy miał obejmować niskie przeloty, które zostały anulowane.
« Ostatnia zmiana: Październik 25, 2015, 19:31 wysłana przez Scorus »

Scorus

  • Gość
Odp: Dawn (kompendium)
« Odpowiedź #17 dnia: Czerwiec 07, 2015, 19:36 »
Cel misji - planetoida 4 Westa
Pierwszy z celów misji Dawn - planetoida 4 Westa została odkryta przez niemieckiego astronoma Heinricha Wilhelma Olbersa 29 marca 1807r. Ma kształt elipsoidy o wymiarach 578 x 560 x458 km. Okres rotacji to 5.342 godziny. Jej masa wynosi 2.67 +/- 0.02 x 10^20 kg. Średnia gęstość to 3.42 g/cm^3. Jest to drugi co wielkości obiekt pasa planetoid, stanowiący około 9% jego zbiorczej masy.

Z planetoidy tej pochodzi specyficzna klasa meteorytów określanych jako HED (akronim od nazw 3 rodzajów skał tworzących tą grupę - howadrytów, eukrytów i diogenitów). Jest to największa klasa achondrytów - do tej pory zebrano ich około 100. Meteoryty te charakteryzuje unikalny stosunek izotopów tlenu. Eukryty są bogatymi w żelazo gabro i bazaltami zbudowanymi głównie z piegonitów i plagioklazów wapniowych. Diogenity są ortopiroksenitami, czasami z małymi zawartościami oliwinów. Howandryty są brekcjami złożonymi z fragmentów eukrytów i diogenitów.

Pochodzenie materiału HED z Westy jest bardzo prawdopodobne, ponieważ ma on bardzo podobne do niej cechy spektralne. Ponadto do tej pory zidentyfikowano tylko jedną inną planetoidę bazaltową nie związaną z Westą - 1459 Magnya. Ze względu na parametry jej orbity dotarcie meteorytu wybitego z jej powierzchni na Ziemię jest mało prawdopodobne. Po odkryciu małych planetoid najprawdopodobniej wyrzuconych z Westy (rodzina Westy, westoidy) hipoteza pochodzenia HED z Westy została szeroko zaakceptowana. Spektrogramy westoidów są podobne do spektrogramów do eukrytów i howardytów, chociaż istnieją między nimi subtelne różnice. Planetoidy te mogły powstać podczas zderzenia które wytworzyło wielki krater na biegnie południowym Westy. Spowodowało ono wyrzucenie około 1% jej materii.

Badania izotopowe meteorytów HED wskazują, że Westa uformowała się w krótkim czasie, tylko ok. 5 - 15 milionów lat. Podobne badania wskazują, że Mars formował się przez 30 milionów, a Ziemia - 50 milionów lat. Wczesne przerwanie procesu wzrostu planetoid głównego pasa było prawdopodobnie spowodowane grawitacyjnym oddziaływaniem Jowisza, wymiatającym materię.

Westa jest prawdopodobnie pozbawiona minerałów uwodnionych. Jej powierzchnię pokrywają skały bazaltowe. Różnice spektralne zaobserwowane na obszarze krateru pokrywającego półkulę południową wskazują na występowanie stratygrafii kompozycyjnej. Objawia się ona odsłonięciem płaszcza i/lub wewnętrznej skorupy bogatej w oliwiny, oraz nienaruszoną przez impakt powierzchnią pokrytą pokrywami lawowymi. Naziemne obserwacje spektrometryczne wykazały, że różne jej obszary różnią się absorpcją. Piroksyny bogate w magnez i ubogie w wapń występują na półkuli zachodniej, a piroksyny bogate w żelazo i wapń - na półkuli zachodniej. Różnice te są interpretowane jako odsłonięcia warstw głębinowych na półkuli wschodniej oraz strumienie lawowe na półkuli zachodniej. Niejasne jest, czy powierzchnia została uformowana przez seryjny wulkanizm, czy wywodzi się  z oceanu magmy, podobnie jak wyżyny na Księżycu.

Badania długości wystawienia meteorytów HED na promenowanie kosmiczne i słoneczne wskazują, że Westa w ciągu ostatnich 50 milionów lat doświadczyła co najmniej 5 zderzeń wyrzucających durzą ilość materii. Badania meteorytów HED umożliwiły także ogólne określenie ewolucji cieplnej Westy.

Cel misji - planeta karłowata 1 Ceres
Drugi cel misji Dawn - planeta karłowata 1 Ceres została odkryta przez Giuseppe Piazziego 1 stycznia 1801r. Jest obiektem o kształcie w przybliżeniu sferycznym. Promień równikowy wynosi 487.3 +/- 1.8 km a biegunowy - 454.7 +/- 1.6 km. Masa Ceres wynosi 9.43 +/- 0.07 x 10^20 kg. Średnia gęstość to 2.077 x 0.036 g/cm^3. Jest to największy obiekt w pasie planetoid, zawiera około 23% jego masy.

Z Ceres nie są znane żadne meteoryty. Ich brak może oznaczać, że powierzchnia tego ciała jest pokryta materiałem, który nie jest w stanie wytrzymać przejścia przez atmosferę Ziemi, lub nie utrzymuje się podczas kraterowania wyrzucającego meteoryty z powierzchni. Możliwe też, że dynamika zderzeń była niekorzystna i nie przyczyniła się do wybicia z jej powierzchni znacznych ilości materii. Możliwe jednak, że badania spektrometryczne światła odbitego od powierzchni tego obiektu nie pozwoliły na wiarygodne określenie jej składu. Jest prawdopodobne, że w trakcie ewolucji cieplnej Ceres zaszła znaczna przebudowa chondrytowej materii powierzchniowej. Mogło dojść do powstania minerałów zawierających uwodnione sole. Spowodowałoby to wykształcenie albedo wyższego niż dla typowych chondrytów węglistych i uniemożliwiło poprawne zidentyfikowanie meteorytów pochodzących z tego obiektu. Jedyną możliwością określenia, czy meteoryty z Ceres znajdują się w zbiorach oraz zbadania ewolucji tej planety karłowatej jest bezpośrednie wykonanie badań spektrometrycznych ścian kraterów na jej powierzchni. Meteoryty dotaczają ponadto niekompletnego obrazu składu i ewolucji ich macierzystych obiektów.

Powierzchnia Ceres powinna być bardzo słabo przeobrażona przez siły wewnętrzna i silnie kraterowanie. Powinny się na niej znajdować minerały uwodnione. Ceres powinna także posiadać bardzo rozrzedzoną atmosferę.  Jej gęstość jest podobna do gęstości księżyców Jowisza - Ganimedesa i Kallisto. Wydaje się więc, że  zawiera dużą ilość wody, oraz jest znacznie mniej przeobrażona niż Westa i Europa. Skład powierzchni może być podobny (ale nie zupełnie) do chondrytów węglistych, co sugeruje płaskie spektrum i bardzo prawdopodobna obecność wody. Planetoida ta ma jednak wyraźnie wyższe albedo. Obserwacje radarowe pokazały, że w zakresie fal decymetrowych powierzchnia jest bardziej jednorodna niż w przypadku Księżyca. Jest jednak dużo bardziej nieregularna w zakresie wyższych długości fal. Bierne obserwacje mikrofalowe wykazały, że powierzchnia jest pokryta warstwą materiału przypominającego suche krzemiany pakietowe o grubości co najmniej 3 cm. Spektrum odbiciowe dysku Ceres jest stosunkowo płaskie i nie zawiera wyraźny cech. Występuje w nim jednak linia absorpcyjna 3 μm. Zwykle jest ona interpretowana jako sygnatura minerałów uwodnionych. Linia ta może być także sygnaturą gliny amoniakalnej, prawdopodobnie saponitu amoniakalnego albo montmorillonitu amoniakalnego. Wskazywałoby to, że minerały powierzchniowe formowały się w temperaturze poniżej 400 K. Istnieją także dowody na ucieczkę OCH z północnego brzegu jej tarczy. Może to wskazywać na obecność czapy polarnej. Możliwe, że jest ona uzupełniana zimą przez substancje wydostające się z warstw podpowierzchniowych, a następnie zanika w lecie. Niektóre modele tego typu wskazują ponadto, że pod powierzchnią Ceres, na głębokości 10 - 100 km nawet dzisiaj mogą znajdować się lody wodne, a nawet warstwy ciekłej wody

Ceres jest słabo poznanym i być może unikalnym obiektem w Układzie Słonecznym. Możliwe, że z planetozymali tego typu uformowały się planety typu ziemskiego.

Polskie Forum Astronautyczne

Odp: Dawn (kompendium)
« Odpowiedź #17 dnia: Czerwiec 07, 2015, 19:36 »