Хаябуса и Итокава

Глава 1

Одиссея «Хаябусы»

Полёт «Хаябусы» можно разделить на два этапа. Ха! - старт и Ябуса... — всё последующее. (с форума журнала «Новости космонавтики»)

«Хаябуса» («Сокол») - японский истребитель времён второй мировой войны. Конструктора самолёта звали Хидео Итокава. После войны профессор Итокава стал одним из отцов-основателей японской космической отрасли, вследствие чего открытый японцами в 1998 году астероид был назван его именем. Ну, а посылаемую к Итокаве летучую машину назвать иначе как «Хаябусой» было бы совершенно невозможно.

Итокава - небольшой астероид (535 × 294 × 209 м, форма вроде изогнутой фасолины), орбита пересекается с земной (перигелий внутри орбиты Земли, апогелий — за орбитой Марса). Подобрав момент, лететь к астероиду вполне удобно.

Зонд «Хаябуса» был изящной игрушкой — такой блестящий золотой кубик с крылышками солнечных батарей. И небольшой — всего 510 кг. Задача миссии была довольно претензиозной: в случае успеха астероид «Итокава» стал бы вторым небесным телом, с которого доставили вещество на Землю (первое — Луна).

Задача забора образца была очень сложной. Астероид маленький, тяготения почти нет, бурить нельзя — не за что закрепиться. Думали-думали - придумали: специальный заборник вещества состоял из маленькой пушки, стреляющей дробью и гелевой ловушки для поднятой стрельбой пыли. Эта штука могла бы сработать, если поверхность астероида покрыта реголитом (то есть пылью). Покрыта она или нет - никто не знал, ибо «Итокаву» руками никто не щупал.

9 мая 2003 г. трёхступенчатая твердотопливная ракета «М-5» вывела «Хаябусу» в космос. В положенное время включились четыре ионных движка и, после 3000 часов (да, ионники - двигатели малой тяги работают именно так, на всякий случай поясняю) работы аппарат оказался на траектории сближения с астероидом «Итокава». Один двигатель в процессе работы выключился и больше не включался. На этом гадости не закончились, и через некоторое время сдох один из гиродинов (маховиков, обеспечивающих постоянство ориентации аппарата), а потом ещё один (всего их там, естественно, было три, трехмерное у нас пространство).

Группе управления добавилось геморроя — теперь они постоянно следили за ориентацией двух из трёх осей аппарата (точно не знаю, как, но, скорее всего, сравнивая амплитуды сигналов принимаемых радиосигналов — у «Хаябусы» было два передатчика и, соответственно, две антенны). Отследив уход, управленцы давали команду на включение двигателей, причём специально вводили в тягу асимметрию, чтобы развернуть аппарат в нужном направлении. Видимо, ионные двигатели «Хаябусы» были не очень предназначены для многократного включения-выключения. Умер ещё один, осталось два.

Но дотянули. 12 сентября 2005 года КА «Хаябуса» сблизился с целью и застабилизировался на расстоянии 20 километров от поверхности астероида «Итокава». Облетел астероид кругом, обснимал его со всех сторон, после чего переехал на отметку 7 км. Далее начинался следующий этап миссии — посадка.

На «Хаябусе» была смонтирована (впервые в мире на космическом аппарате) автоматическая система посадки. Аппарат должен был совершить посадку автоматически, используя данные от трёх лазерных дальномеров, исходя из которых специализированный вычислитель давал команды маневровым двигателям (химические, малой тяги). С Земли шли только команды типа «Начать посадку» и «Начать взлёт». Хотя вторая команда не потребовалась - никто никуда так и не сел.

До посадки, впрочем, было запланировано ещё два дела: сброс на поверхность металлических шариков (по ним планировалось работать дальномером) и сброс зонда «Минерва». Зонд представлял собою что-то очень похожее на маленький барабан диаметром 12 и длиной 10 см, с двумя видеокамерами спереди.

Ничего из этого не получилось. Что там произошло, так, наверное, никто никогда и не узнает. Известно только то, что команды на сброс шариков и отстыковку «Минервы» ушли, доклад об исполнении был принят. На связь «Минерва» не вышла. Видеокамера «Хаябусы» ни шариков, ни зонда не увидела. Скорее всего, при сбросе объекты получили слишком большую скорость и, ввиду слабого тяготения астероида (ускорение свободного падения 0.1мм/сек2), уплыли в открытый космос.

Ну да ладно. Японцы на эти телодвижения не особо и рассчитывали: дальномеры неплохо давали дистанцию при работе по поверхности астероида. Следующее действо было самым интересным: посадка.

Тут нужно упомянуть, что для информирования мира о событиях, связанных с «Хаябусой», коллектив, обеспечивающий работу миссии, завёл специальный блог, где выкладывались сообщения о последних событиях. Во время посадки сообщения выкладывались чуть ли не каждые пять минут. Впрочем... Из-за специфики японской ментальности, выглядело это так.

Первая попытка

Дана команда на сближение.

Есть дистанция километр.

Есть дистанция пятьсот метров.

Есть дистанция триста пятьдесят метров. Принято решение о посадке. Дана команда на посадку.

Есть дистанция триста метров.

Есть дистанция двести метров.

Есть дистанция сто метров.

...

Молчание двенадцать часов.

...

Из-за сбоя автоматики попытка посадки была неудачной. Сейчас космический аппарат «Хаябуса» стабилизировался в точке 7 км от поверхности астероида «Итокава». Ведётся анализ информации.

Вторая попытка

Дана команда на сближение.

Есть дистанция километр.

Есть дистанция пятьсот метров.

Есть дистанция триста пятьдесят метров. Принято решение о посадке. Дана команда на посадку.

Есть дистанция триста метров.

Есть дистанция двести метров.

Есть дистанция сто метров.

Есть дистанция пятьдесят метров

Есть дистанция тридцать метров.

Есть дистанция четырнадцать метров.

...

Молчание сутки.

...

Во попытки посадки космический аппарат «Хаябуса» вышел из зоны видимости радиотелескопа на острове Усуда, радиоконтакт с аппаратом был утерян. Сейчас космический аппарат «Хаябуса» стабилизировался в точке 7 км от поверхности астероида «Итокава». Ведётся анализ информации.

Третья попытка

Дана команда на сближение.

Есть дистанция километр.

Есть дистанция пятьсот метров.

Есть дистанция триста пятьдесят метров. Принято решение о посадке. Дана команда на посадку.

Есть дистанция триста метров.

Есть дистанция двести метров.

Есть дистанция сто метров.

Есть дистанция семьдесят метров

...

Молчание сутки.

...

Из-за сбоя автоматики попытка посадки была неудачной. Сейчас космический аппарат «Хаябуса» находится на расстоянии нескольких километров от поверхности астероида «Итокава». Из-за неизвестных причин произошла закрутка аппарата, в связи с чем с Земли можно принимать только сигналы широконаправленного передатчика, по которому идёт телеметрическая информация. Возможности управлять аппаратом нет. Ведётся анализ информации.

Если рапорт о последней попытке посадки переводить с японского официального на русский понятный, то получается следующее:

- Вместо мягкой посадки херакнулись об астероид с разбегу, отлетели кувырком и до сих пор вращаемся.

«Хаябуса» вращался ещё два месяца. Потом несколько замедлилась (объяснялось это стабилизирующим эффектом от солнечного ветра - я понял так, что около астероида не совсем вакуум, а, хоть и очень разряжённый, но газ). В конце концов удалось оттранслировать команду на стабилизацию и аппарат остановился.

Больше попыток посадки не было. Японцы отрапортовали, что во время третьей попытки с большой долей вероятности проба грунта взята, цели миссии выполнены, и пора домой. Беда только в том, что окно старта к Земле уже кончилось. Провращались лишку.

Делать нечего - «Хаябуса» провисел у Итокавы ещё полтора года. Потом стартовал. Один движок при старте не включился, аппарат ушел на единственном работающем двигателе. Каким-то образом управляясь с одним двигателем и одним гиродином (это вроде как по канату ходить) японцы вывели «Хаябусу» траекторию сближения с Землёй. Оставшийся двигатель показал себя настоящим самураем — без сбоев отбарабанил разгон (10 000 часов работал один за всех).

13 июня 2010 года космический аппарат «Хаябуса» сгорел в атмосфере Земли. Капсула с ловушкой для астероидного вещества мягко (на парашюте) приземлилась в Австралии, на полигоне «Вумера» (это на северо-запад от Аделаиды). (Ловушку вскрыли в Японии. Там оказались три пылинки общей массой в триста нанограмм. Удача? Вроде да, только очень небольшая. В три десятых микрограмма.

Несколько разочарованное настроение усугубил один из специалистов, принимавших участие ещё в снаряжении аппарата в путь. Он припомнил, что при сборке «Хаябусы» ловушка полдня простояла открытая. Так что, может быть, эта пыль как раз тогда и налетела.

Впрочем, через некоторое время японцы объявили три пылинки истинной астероидным веществом, близким по составу к каменным метеоритам. Ура.

Вот таким сверхсомнительным результатом окончилась эта драматическая история. Впрочем, получили уникальный опыт... На меня сильное впечатление произвела способность японских специалистов, нехарактерная для оных (см. Фукусима), выкручиваться из критических ситуаций.

Ухитрились привести домой на три четверти мёртвый агрегат.