Technologie

Sondy z odzysku

Sondy kosmiczne są dość kosztownymi urządzeniami, więc każda oszczędność w tej dziedzinie jest mile widziana. Pod względem wydatków poniesionych na konstrukcję sond, trudno będzie jednak przebić misję ARTEMIS, której oba próbniki zostały zaprojektowane do zupełnie innego zadania.

Sondy ARTEMIS-P1 i ARTEMIS-P2 zostały wyniesione na orbitę w 2007 roku, w ramach misji THEMIS (Time History of Events and Macroscale Interactions during Substorms). Łącznie pięć sond przez blisko dwa lata zbierało informacje o zaburzeniach ziemskiej magnetosfery, przyczyniając się do opisania nieznanych dotąd zjawisk. Orbity sond P1 i P2 z biegiem czasu zmieniły się tak, że obie sondy spędzały zbyt wiele czasu w cieniu Ziemi, przez co nie mogły w dostatecznym stopniu naładować swoich akumulatorów. Gdyby ta sytuacja trwała jeszcze jakiś czas, sondy ostatecznie by zamilkły i przestały być użyteczne dla dalszego ciągu misji.

Chcąc uniknąć takiej perspektywy, kierownicy misji przeanalizowali dostępne rozwiązania i zasoby. Z ich ocen wynikało, że obie sondy mają na pokładzie wystarczająco dużo paliwa, by wyznaczyć im zupełnie nowy i niespodziewany cel – Księżyc.

Pod nową nazwą (ARTEMIS – Acceleration, Reconnection, Turbulence and Electrodynamics of the Moon’s Interaction with the Sun), nawiązującą do greckiej bogini Księżyca, obie sondy zostały skierowane w okolice punktów libracyjnych L1 i L2 układu Ziemia – Księżyc. Jeden znajduje się pomiędzy Ziemią a Księżycem, a drugi po przeciwnej stronie Księżyca. Punkty te to miejsca w przestrzeni, gdzie oddziaływania grawitacyjne obu ciał równoważą się, co pozwala mniejszym ciałom (takich jak bohaterki tego artykułu) na osiągnięcie względnie stabilnych orbit wokół tych punktów.
Poniżej mała wizualizacja:

Samo osiągnięcie orbit, które nastąpiło w sierpniu i październiku 2010 roku było wielkim sukcesem. Sondy ARTEMIS są bowiem pierwszymi statkami kosmicznymi, które wprowadzono na orbity tych punktów. Do tej pory, wprowadzano sondy jedynie na orbity wokół punktów libracyjnych układu Ziemia – Słońce, gdzie zakłócenia pochodzące od innych ciał są dużo mniejsze, a co za tym idzie orbity są łatwiejsze w utrzymaniu.

W tych wyjątkowych miejscach sondy ARTEMIS mają doskonałe warunki do badania wiatru słonecznego. Pracując w znacznym oddaleniu od siebie, dwie wyposażone w takie same instrumenty pomiarowe sondy, dają możliwość zbadania zakłóceń w strumieniu cząstek emitowanych przez Słońce w nieosiągalnej dotąd skali. Próbniki będą też badać zjawiska zachodzące w ‚śladzie’ jaki Księżyc zostawia w strumieniu wiatru słonecznego.

Kreatywny sposób uratowania sond, pozwalający na przeprowadzenie tak interesujących pomiarów, może być powodem do dumy dla kierowników misji THEMIS. Jednakże dla sond P1 i P2 zaplanowano już kolejną misję.

Po sześciu miesiącach orbitowania wokół punktów libracyjnych, obie sondy ponownie zmienią swoje orbity, tym razem na takie, które sprowadzą je na wysokość poniżej 100km nad powierzchnią  Księżyca. Z tak bliskiej odległości, będą badać wpływ wiatru słonecznego na pozbawioną ochronnego działania magnetosfery powierzchnię naszego satelity (Księżyc nie posiada własnego pola magnetycznego). Pomiary te będą miały istotne znaczenie dla przyszłych załogowych misji na Księżyc, jak również dadzą wskazówki odnośnie tego, czego możemy spodziewać się na innych, pozbawionych magnetosfery ciałach Układu Słonecznego.

Orbitowanie na tak niskich wysokościach nad powierzchnią Księżyca nie jest jednak proste, a to z powodu dużej niejednorodności w rozkładzie masy, jaką charakteryzuje się nasz satelita. Aby uniknąć zakłóceń wywoływanych przez znajdujące się płytko pod powierzchnią nagromadzenia masy, obie sondy będą poruszać się po bardzo wydłużonych orbitach oddalając się od Księżyca nawet na 18000 km. Dlatego w czasie jednego przelotu, będą mogły zebrać bardzo ograniczoną ilość danych, jednak przewiduje się, że oba próbniki będą w stanie prowadzić pomiary przez wiele lat.

Tym sposobem sondom, którym jeszcze rok temu groziła utrata zasilania i degradacja do roli kosmicznego złomu, zapewniono możliwość prowadzenia użytecznych pomiarów przez czas znacznie przekraczający czas misji, do której je zbudowano.

Więcej informacji:
science.nasa.gov
Print Friendly

O autorze

Michał Jarosz

Inżynier automatyki i robotyki. Utrzymuje się z projektowania systemów bazodanowych. Dorywczo koordynator badań klinicznych. Członek Association for Computing Machinery. Założyciel i opiekun zespołu obliczeń rozproszonych BOINC@Poland. Na koncie jeden maraton i aspiracje do kolejnych.

  • Swietny tekst – zachecamy do czestszego udzialu!

  • Mchl

    Kolejny już na ukończeniu, ale na następne trzeba będzie poczekać ze dwa tygodnie, do następnej podróży pocągiem :D

    • Obyś często podróżował ;)

      • Mchl

        Brzmi jak: „obyś żył w ciekawych czasach” :D

      • Agata Kukwa

        O to się nie martwię. Dzisiejsze czasy dostarczają nam tylu tematów do opisania, że aż ciężko to ogarnąć ;)