Poklatkowe wideo z asteroidy - pokazuje jej rotację i bardzo krótki „dzień”

Zdjęcia nadsyłane przez pojazdy kosmiczne, które osiadły na powierzchni różnych odległych od Ziemi ciał niebieskich, a nawet te wykonywane przez orbitery z odległości, od zawsze budzą duże emocje. Zdjęcia to jednak wstęp do kolejnej formy wyrazu jaką jest film. Takowy można utworzyć z wykonywanej odpowiednio szybko sekwencji zdjęć lub łącząc je w poklatkowe wideo. I właśnie jesteśmy widzami takiego pierwszego filmu, który nadesłano do nas z powierzchni asteroidy. Dokładnie obiektu oznaczonego jako 162173 Ryugu.

Obrazy i film nie są doskonałe, ale to pierwsza taka udana próba

Sekwencja ujęć jak i wcześniej przesłane pojedyncze zdjęcia nie są doskonałe. W porównaniu z ujęciami, którymi raczą nas sondy i pojazdy marsjańskie, to tak jakby porównywać zdjęcia z drogiego obiektywu i zabawkowego szkiełka podłączonego do taniego smartfona. A jednak są to pierwsze tego typu obrazy i dlatego budzą emocje. Zresztą mimo niedoskonałości zastosowanej optyki pokazują coś co od zawsze chcieliśmy móc oglądać z bliska - powierzchnię asteroidy.

"Film" tworzy 15 zdjęć zarejestrowanych na przestrzeni 74 minut 23 sieprnia 2018 roku w odległości 280 milionów kilometrów od Ziemi. W tym czasie miniaturowy japoński lądownik Minerva-II (oznaczony 1B) spoczywał na powierzchni 162173 Ryugu i obserwował jak ta obraca się wokół osi. Ruch asteroidy skutkuje poruszającym się w kadrze obrazem Słońca. Z pewnością pobyt na takim obiekcie byłby fascynujący, ale i niebezpieczny zarazem. Nie tylko ze względu na superniską grawitację, ale też bardzo krótki „dzień”. Teoretycznie od „wschodu” do „zachodu” Słońca mija na Ryugu około 3 godzin.

Zdjęcie wykonane tuż po separacji od orbitera Hayabusa 2

Zdjęcia wykonane na powierzchni asteroidy pomiędzy skokami

Zdjęcia wykonane podczas skoku na powierzchni asteroidy

Zdjęcie asteroidy wykonane z odległości 63 metrów przez sondę Hayabusa 2 - najlepsze ujęcie tego typu jakim dysponujemy

162173 Ryugu czyli potencjalnie niebezpieczny dla Ziemi obiekt

Asteroida 162173 Ryugu ma nieregularny kształt, który można przybliżyć kulą o średnicy około 900 m. Grawitacja tego ciała niebieskiego (przyśpieszenie wynosi 12,5 uG) dominuje jedynie do odległości 90 km od jego powierzchni. Asteroida należy do tak zwanej grupy Apolla, czyli planetoid, które obiegają Słońce po orbitach bliskich orbitom planet wewnętrznych, często przecinając orbitę Ziemi czy Wenus.

Sonda Hayabusa 2 dotarła do Ryugu w czerwcu 2018 roku - asteroida z odległości 40 km wygląda tak jak powyżej

Tych niewielkich obiektów (rozmiary rzędu kilometrów, ale częstokroć dużo mniej) znamy prawie 9 tysięcy. Dużo mniej ma nadane nazwy, czasem są to tylko numery. Ryugu została odkryta w 1999 roku przez sondę LINEAR, której celem było poszukiwanie bliskich Ziemi ciał niebieskich typu asteroida. Jej orbita jest bardziej eliptyczna niż Ziemska, przez większość okresu orbitalnego 162173 Ryugu znajduje się dalej niż Ziemia od Słońca. 

Asteroida, która stała się celem japońskiej misji (drugiej tego typu, ale pierwszej, której udało się pomyślnie osadzić obiekty badawcze na powierzchni), to obiekt zaliczany do potencjalnie niebezpiecznych dla Ziemi obiektów (PHA). Z racji tego, że jej orbita przecina Ziemską i być może kiedyś mogłoby dojść do niekorzystnej dla nas interakcji obu ciał.

Skoro już mowa o niskiej grawitacji, warto poświęcić parę słów lądownikom Minerva-II (we wrześniu wypuszczono dwa oznaczone jako 1A i 1B).

MINERVA-II 1A i 1B - turyści na powierzchni asteroidy

W literaturze określane są one jako łaziki, ale lepszym określeniem jest skoczek. Minerva-II 1A i 1B poruszają się nie na kołach, a w podskokach do których wykonywania zostały odpowiednio przystosowane. Każdy taki skok trwa około 15 minut, skoczek osiąga prędkość maksymalnie 9 cm/s, a pokonywana w tym czasie odległość to około 15 metrów. Kształt łazików jest tak dobrany by zminimalizować ryzyko ich uszkodzenia lub lądowania w nieprawidłowej pozycji (dwa silniki bezwładnościowe wbudowane w skoczek mogą wywołać obrót lub skok), co jak wiemy potrafi zniweczyć świetnie zapowiadający się projekt.

Schemat pracy skoczków 

Urządzenia są miniaturowe w dosłownym tego słowa znaczeniu. Każde z nich waży 1100 gramów i stanowi cylinder o średnicy 180 mm i wysokości 70 mm. Skoczki Minerva-II1A i 1B są pokryte panelami słonecznymi, które generują maksymalnie około 2 W w sytuacji, gdy asteroida znajduje się w takiej samej odległości od Słońca co Ziemia. Aktywność pojazdu nie jest ciągła, w chwilach gdy Słońce nie oświetla paneli słonecznych aktywowane są akumulatory zapewniające kilkuminutową aktywność. Uzyskiwana energia wystarcza do zasilenia taktowanego zegarem 10 MHz 32-bitowego procesora RISC Hitachi SH3 (stosowano go w latach 90. XX wieku w palmtopach) i pamięci, która liczy 2 MB w przypadku RAM, 2 MB w przypadku pamięci masowej i 512 KB w przypadku ROMu.

Na pokładzie znajdują się też trzy kamery CCD z prostymi obiektywami, fotodiody rejestrujące intensywność oświetlenia i kilka termometrów. Jest i nadajnik, który działa z prędkością klasycznego modemu telefonicznego sprzed lat. Na szczęście nie musi przesyłać ogromnych ilości danych.

Wystające kolce pełnią przede wszystkim rolę ochronną

Łaziki nie są sprzętem przystosowanym do długotrwałej pracy. Po kilku dniach pobytu na asteroidzie gwałtowne wzrosty temperatury (spadki nie są tak szkodliwe w tym przypadku) do ponad 130 stopni C znacząco zdegradowały przydatność wbudowanych kondensatorów. Liczba zdjęć z powierzchni nie będzie zatrważająca, ale i tak tę część eksperymentu z udziałem łazików i wyposażonej w napęd jonowy sondy Hayabusa 2, która dostarczyła je na asteroidę i służy jako przekaźnik danych, należy uznać za sukces.

To jeszcze nie koniec badań, najważniejsze dopiero przed nami

Łaziki o których mowa to tylko część eksperymentu związanego z badaniem asteroidy 162173 Ryugu. Dwa kolejne skoczki mają być wypuszczone niebawem. Będzie to Minerva-II 2, która ma kształt wycinka słupa o podstawie ośmioboku. Jest bardziej skomplikowanym instrumentem niż pierwsze dwa łaziki Minerva-II. Kolejny łazik nazwany MASCOT to już większa sześcioboczna konstrukcja o wadze 10 kilogramów i wymiarach porównywalnych do piłki do koszykówki. Jego instrumenty pomogą badać strukturę powierzchni asteroidy i dokładnie określić skład, a także własności termiczne i magnetyczne obiektu 162173 Ryugu. To europejski pojazd, który skonstruowano w niemieckim instytucie DLR.

Choć obrazy są najciekawszym dla miłośnika Kosmosu produktem misji badawczych, to naukowców jeszcze bardziej interesują próbki jakie pobierze sonda. Japończycy robili już tak w przypadku poprzedniej misji Hayabusa do asteroidy Itokawa. Zresztą udanej. Ponownie, specjalne pociski zostaną wystrzelone w kierunku powierzchni asteroidy, gdy sonda zbliży się mocno do jej powierzchni (słaba grawitacja astaroidy ułatwia takie karkołomne w przypadku większych obiektów manewry). Wzniecony pył zostanie zebrany przez skierowany w stronę powierzchni asteroidy kolektor, który zainstalowano na pokładzie sondy. Próbki o masie 10 gramów trafią na Ziemię w 2020 roku.

Źródło: JAXA, inf. własna