Lanzada la sonda japonesa Hayabusa 2 para recoger muestras de un asteroide
La agencia espacial japonesa (JAXA) ha lanzado hoy día 3 de diciembre de 2014 a las 04:22 UTC la sonda Hayabusa 2 mediante un cohete H-IIA (H2A202) que despegó desde la Rampa 1 del Complejo de Lanzamiento de Yoshinobu en el Centro Espacial de Tanegashima. La Hayabusa 2 es la segunda sonda japonesa destinada a estudiar un asteroide y regresará a la Tierra a finales de 2020 con muestras del asteroide 1999 JU3. Además de la Hayabusa 2 en este lanzamiento se pusieron en órbita solar los satélites PROCYON 2, DISPATCH (ARTSAT 2) y Shinen 2. Esta ha sido la misión F26 del programa H-II.
Hayabusa 2
Hayabusa 2 (はやぶさ２) es una sonda japonesa de 590 kg construida por la empresa NEC para la agencia espacial japonesa JAXA. Tiene unas dimensiones de 1,0 x 1,6 x 1,4 metros y una envergadura de 6 metros una vez desplegados los paneles solares. El diseño de Hayabusa 2 está basado en el de la sonda Hayabusa (MUSES-C) que despegó en 2003 y que regresó a la Tierra con muestras del asteroide Itokawa en 2010. Hayabusa 2 incluye dos antenas en banda Ka y Ku derivadas de la sonda Akatsuki para el estudio de Venus. Las comunicaciones con la Tierra se llevarán a cabo en banda X (7-8 GHz) y en banda Ka (32 GHz) a una velocidad de 8 bps a 32 kbps.
Con el fin de llegar hasta su objetivo, Hayabusa 2 también usará propulsión iónica como la primera Hayabusa, aunque sus motores han sido mejorados con respecto a la misión anterior. El sistema de propulsión está formado por cuatro motores iónicos con un empuje de 5 a 28 milinewton, pero solamente funcionarán tres motores en un momento dado y el cuarto permanecerá de reserva. Complementando al sistema iónico, Hayabusa 2 lleva doce pequeños propulsores a base de propergoles hipergólicos (hidrazina y MON-3) de 20 newton de empuje cada uno. Los dos paneles solares (SAP, Solar Array Paddles) están divididos en tres segmentos cada uno y generarán hasta 1460 vatios a una distancia de 1,46 Unidades Astronómicas. La sonda incorpora además dos volantes de inercia, dos sensores estelares, cuatro sensores solares y cuatro acelerómetros. La nave puede almacenar hasta 1 GB de datos en un momento dado.
Hayabusa 2 transporta varios instrumentos:
- Las cámaras ONC: son un conjunto de tres cámaras dotadas de un sensor CCD de 1024 x 1024 píxels cada una. Dos cámaras son de gran angular (ONC-W1 y ONC-W2) y tienen un campo de visión de 65,24º. Funcionan en el rango espectral de 485-655 nm y una de ellas apunta hacia la parte inferior de la sonda (W1), mientras que la otra apunta a un lateral. La cámara de pequeño angular (ONC-T) tiene un campo de 6,35º y observará en siete longitudes de onda entre 390 y 590 nm para captar detalles minúsculos en la superficie del asteroide.
- El espectrómetro infrarrojo NIRS3 (Near Infrared Spectrometer), que observará en las longitudes de onda de 1,8-3,2 micras y tiene un campo de visión de 0,1º x 0,1º de campo.
- La cámara infrarroja TIR (Thermal Infrared Imager), que cubrirá 8-12 micras, tendrá un campo de12º x 16º y un sensor de 320 x 240 píxels.
- El altímetro láser LIDAR (LIght Detection And Ranging).
El mecanismo para recoger muestras se denomina Sampler Mechanism (SMP) y es casi idéntico al de la anterior misión, empleando un sistema de recogida muy peculiar. La sonda se situará sobre la superficie apoyando el tubo contra el regolito. Entonces soltará una masa para levantar partículas de la superficie que se elevarán dentro del tubo y alcanzarán el contenedor de muestras que posteriormente será retirado hacia el interior de la cápsula de entrada atmosférica. Esta cápsula tiene una masa de 16,5 kg, una altura de 20 cm y un diámetro de 40 cm. Con el fin de facilitar la delicada maniobra de captura de muestras, Hayabusa 2 soltará cinco pequeñas esferas (target markers) de diez centímetros de diámetro cada una que servirán de marcadores y ayudarán a que el sistema de guiado automático de la nave se aproxime correctamente a la zona elegida. La cápsula entrará a 12 km/s en la atmósfera terrestre y descenderá en paracaídas sobre el desierto australiano en la región de Woomera. El proceso de aproximación y descenso hacia la superficie del asteroide será totalmente automático y muy delicado a pesar de la baja gravedad del asteroide.
Hayabusa 2 transporta además el espectacular experimento SCI (Small Carry-on Impactor), de 9,5 kg. SCI lleva una carga hueca con 4,5 kg de explosivo HMX que liberará un proyectil de 2,5 kg de cobre a gran velocidad. El proyectil impactará contra el asteroide a 2 km/s (7200 km/h), creando un cráter de entre dos y siete metros de diámetro que luego podrá ser estudiado por la sonda en detalle para analizar la composición interior del asteroide. La sonda maniobrará para situarse al otro lado del asteroide durante la explosión, pero antes liberará una cámara autónoma denominada DCAM3 (Deployable Camera 3) que filmará el suceso para deleite de todos los terrícolas. La cámara DCAM3 está basada en la DCAM1 liberada por la vela solar IKAROS y tiene unas dimensiones de 78 x 81 mm.
Vídeo de las pruebas en tierra de la carga hueca del SCI:
De forma sorprendente, Hayabusa 2 lleva hasta cuatro sondas de pequeño tamaño que se posarán en la superficie del asteroide 1999 JU3 para estudiarlo en detalle. Veamos cuáles son:
- MASCOT (Mobile Asteroid Surface Scout): es una pequeña sonda de 30 x 30 x 20 cm construida conjuntamente entre el DLR alemán y el CNES francés que se puede considerar como una versión reducida de la sonda Philae de Rosetta. MASCOT fue diseñado originalmente para la misión Marco Polo de la ESA. Tiene una masa de 10 kg e incluye cuatro instrumentos científicos: una cámara a color (CAM), un microscopio (MicrOmega), un termómetro/radiómetro (MARA) y un magnetómetro (MAG). La cámara incluye LEDs a color para iluminar la superficie durante la noche. Es capaz de efectuar hasta tres saltos de varios metros una vez en la superficie del asteroide y su vida útil está limitada por la duración de las baterías, que se estima en doce horas.
- MINERVA II1: incluye dos sondas idénticas desarrolladas por JAXA e ISAS denominadas Rover 1A y Rover 1B, de 2,5 kg.
- MINERVA II2: lleva el Rover 2, de 1,6 kg, desarrollado por varias universidades niponas. Todos los pequeños rover MINERVA llevan cámaras y termómetros, y pueden dar pequeños saltos en el asteroide.
Para llegar a 1999 JU3 sobrevolará la Tierra a finales de 2015 con el fin de inclinar su órbita respecto al plano de la eclíptica e igualar su plano orbital con el del asteroide. La sonda llegará a 1999 JU3 -que para entonces ya tendrá un nombre más digno- a mediados de 2018. En diciembre o noviembre de 2019 abandonará el asteroide con las preciadas muestras y llegará a la Tierra un año después. Hayabusa se convertirá así en la primera misión que logre traer a nuestro planeta un pedazo de un asteroide carbonáceo (de tipo C). Este tipo de asteroides, rico en volátiles (hielos) y sustancias orgánicas, ha permanecido relativamente intacto desde la formación del Sistema Solar, de ahí el interés que despierta en la comunidad científica internacional. Hayabusa 2 se adelantará por tanto a la sonda OSIRIS-REx de la NASA, una misión que traerá a la Tierra muestras del asteroide Bennu -otro asteroide de tipo C (pero subtipo B)- en 2023. 1999 JU3 es más grande que Itokawa, con un diámetro de unos 980 metros frente a los 540 metros del objetivo de la primera Hayabusa. El asteroide 1999 JU3 fue descubierto en 1999 por el proyecto LINEAR (Lincoln Near-Earth Asteroid Research) y por ahora no tiene un nombre propio.
Vídeo de la trayectoria de Hayabusa 2:
Otros satélites
PROCYON (Proximate Object Close flyby with Optical Navigation) es un satélite de la JAXA de 59 kg que seguirá una órbita heliocéntrica y realizará tres sobrevuelos de asteroides. Incluye un pequeño motor iónico. Por su parte DESPATCH (Deep Space Amateur Troubadour’s Challenge) es un satélite de 32 kg construido por la Universidad de Tama mediante impresión 3D que lleva una baliza de 435 MHz y es al mismo tiempo una obra de arte. Seguirá una trayectoria de escape y su señal podrá ser recibida hasta una distancia de 3 millones de kilómetros, una distancia que alcanzará una semana después del lanzamiento. Shinen 2 es un satélite de 15 kg construido por la Universidad de Kagoshima para probar tecnologías en órbitas heliocéntricas.
Cohete H-IIA
El H-IIA es un lanzador de 2,5 etapas con una capacidad de colocar 10 toneladas en una órbita baja con una inclinación de 30º o 4 toneladas en una órbita de transferencia geoestacionaria (GTO). Para una misión interplanetaria puede situar hasta 2500 kg en una trayectoria de escape. Está fabricado por Mitsubishi Heavy Industries Ltd. (三菱重工業株式会社) y realizó su vuelo inaugural en 2001.
Este cohete viene en cinco versiones según el número de aceleradores de combustible sólido, SRB (Solid Rocket Booster), que se acoplan a la primera etapa. La versión empleada en esta misión ha sido la más ligera, H2A202, con dos SRB-A. El H-IIA puede llevar hasta cuatro SRB-A y cuatro SSB (Solid Strap-on Booster). Incorpora en su primera etapa el motor criogénico LE-7A que, con 870-1098 kN de empuje y 390 s de funcionamiento, se sitúa en la misma categoría que el motor Vulcain del Ariane 5. El empuje de este motor puede reducirse hasta el 72% nominal. La primera etapa tiene una longitud de 37,2 metros y un diámetro de 4 metros, con una masa de 114 toneladas. Los cohetes de combustible sólido SRB-A tienen una longitud de 15,1 m y un diámetro de 2,5 m, con una masa de 77 toneladas. Funcionan durante los primeros 56 s del vuelo y proporcionan un empuje de 2245 kN cada uno (comparados con los 6470 kN de los SRB del Ariane 5). queman una mezcla de polibutadieno compuesto. La segunda etapa, criogénica también, tiene una longitud de 9,2 m y un diámetro de 4 m. Su masa es de 20 toneladas y tiene un motor LE-5B que desarrolla un empuje de 137,2 kN, modificable hasta en un 5%. Este motor es descendiente del LE-5, el primer motor criogénico desarrollado en Japón para el cohete H-I.
El H2A 202 es la versión menos potente del H-IIA, con una capacidad en GTO de 4,15 toneladas. La versión más potente, la H2A 204, con cuatro SRB-A, puede colocar en GTO hasta 6 toneladas. Japón también cuenta con el cohete H-IIB, una versión más potente del H-IIA capaz de situar 16,5 toneladas en LEO que se usa para poner en órbita la nave de carga HTV con suministros para la ISS.
Fases del lanzamiento:
- T+ 0 s: lanzamiento
- T+ 1 min 33 s: apagado de los SRB.
- T+ 1 min 47 s: separación de los SRB.
- T+ 4 min 11 s: separación de la cofia.
- T+ 6 min 36 s: apagado del motor de la primera etapa (MECO).
- T+ 6 min 44 s: separación de la primera etapa.
- T+ 6 min 54 s: primer encendido de la segunda etapa (SELI1).
- T+ 11 min 20 s: primer apagado de la segunda etapa (SECO1).
- T+ 1 h 39 min 26 s: segundo encendido de la segunda etapa (SELI2).
- T+ 1 h 43 min 31 s: segundo apagado de la segunda etapa (SECO2).
- T+ 1h 47 min 21 s: separación de la Hayabusa 2.
Vídeo sobre la misión:
Vídeo sobre MASCOT:
Vídeo del lanzamiento:
Vídeo de la separación de Hayabusa 2:
Comentarios
Publicar un comentario