Akatsuki, den lilla sonden för att observera vädret på Venus

Sammanfattning
  • På väg till Venus
  • Förbered omloppsbanan
  • Tokyo, vi har ett problem
  • Rädda Akatsuki utan dess huvudmotor
  • En seger över ödet
  • Uppdrag pågår!

Venus Akatsuki moln © JAXA/KM Gill

Efter månen och ett första äventyr till en asteroid, ger sig Japan ut med Akatsuki på en uppdrag till Venus. Extremt sällsynt missar sonden sitt mål för första gången – men tack vare teamens obeveklighet lyckas den nå omloppsbana 2015. Sedan dess har den studerat meteorologi och moln…

Det är den sista (för nu) runt Venus.

På väg till Venus

Med den aviserade framgången för Hayabusa-uppdraget (det första av dess namn) runt en asteroid, men också Kaguya runt månen, känner sig den japanska rymdorganisationen redo att 2010 skicka sin första sond till planeten Venus. Trycket är högt: det första planetariska försöket från den prestigefyllda japanska byrån till Mars med Nozomi-sonden misslyckades 1998, efter stora motorproblem. Uppdraget till Venus tar namnet Akatsuki (eller Venus Climate Observer), och integrerar flera element från denna tidigare generation. Den har ungefär samma massa på 500 kg (inklusive 180 kg drivmedel), två solpaneler, en stor antenn för att kommunicera dess data och mindre för telemetri och i händelse av problem, och den bär 35 kg instrument avsedda för observationen av Venus moln.

Akatsuki artistvy © JAXA/Akihiro Ikeshita

Planeten Venus, en kusin till jorden, är verkligen insvept i ett betydande och nästan ogenomträngligt lager av 80 km av moln vars rotation till stor del överstiger planetens rotation på sig själv. Akatsukis kameror (en i ultraviolett, 4 i infraröd och en blixtdetektor) borde ge honom möjlighet att bättre förstå atmosfärens dynamik, särskilt tack vare en mycket elliptisk bana mellan 300 och 80 000 km höjd. Budgeten är fortfarande begränsad, med mindre än 300 miljoner dollar inklusive starten av sonden, med en H-2A-raket. Tack vare den senares kraft kan uppdraget dela utrymmet under kåpan med Ikaros solsegeltest och till och med några nanosatelliter. Lanseringen äger rum den 20 maj 2010 och snabbt lyser alla lampor grönt.

Förbered omloppsbanan

Akatsukis bana går rakt mot planeten Venus, utan överflygningar. Och skjutfönstret, optimerat för att ta hänsyn till jordens rörelse, minskar resan till drygt sex månader. Men för att sonden ska komma in i en elliptisk bana runt Venus, behöver den exakt bromsning. För att göra detta har den en dedikerad motor, en OME (Orbital Maneuver Engine) som är lätt men kraftfull nog att säkerställa förändringar i bana och hastighet på flera tusen kilometer i timmen. Själva manövern är relativt enkel: när Akatsuki väl var rätt orienterad var han tvungen att starta motorn i 12 minuter. Men för bromsning är dess huvudantenn inte orienterad mot jorden, och det finns till och med en ockultation: sonden passerar “bakom” Venus. Flera simuleringar utförs uppströms, manövern är planerad till natten mellan den 6 och 7 december 2010.

Akatsuki startsond © JAXA

Tokyo, vi har ett problem

Några minuter efter den planerade injektionen i omloppsbana vet teamen redan att något inte har hänt som i färdplanen: Akatsuki kan inte nås. Det kommer att ta flera timmar att återupprätta kontakten: sonden är i “säkert läge” och framför allt är den inte i omloppsbana runt Venus. Genom att beräkna dess bana och hämta bromsdata upptäcker teamen med fasa att deras sond återigen har lidit av ett motoriskt problem. I verkligheten fungerade en ventil felaktigt, blandningen av drivmedel producerade för höga temperaturer som skadade munstycket, och omborddatorn stängde av motorn för att förhindra att Akatsuki sönderdelade rent och enkelt… efter 2 minuter och 33 sekunder. . Långt ifrån vad som var nödvändigt för att bromsa till omloppsbana.

Akatsuki-sondförberedelse © JAXA/ISAS

Rädda Akatsuki utan dess huvudmotor

Är uppdraget över? Frågan är giltig. Med undantag för dess motor verkar själva sonden intakt och den svarar mycket bra på kommandon. Huvudframdrivningen med OME-motorn fick å andra sidan för mycket skada: efter två tester rensade teamen de återstående 65 kg av en av de två drivmedlen för att gå upp i vikt. Varför ? Tja, genom att använda de andra thrustrarna, som ursprungligen var dedikerade till små banmodifieringsmanövrar, kommer det teoretiskt att vara möjligt att bromsa för att få en något mindre gynnsam omloppsbana än ursprungligen… men 2015. Antingen efter den teoretiska livslängden för sonden! Det spelar ingen roll, det är den enda genomförbara lösningen: efter tre manövrar i slutet av 2011 försätter JAXA Akatsuki i “dvala”, och markteamen kommer att kontakta dem med jämna mellanrum för att kontrollera att alla lampor förblir gröna.

Injektionen i omloppsbana förbereddes under hela 2015, och lyckades den 7 december samma år, i en riktig demonstration av motståndskraft. Med denna länge förberedda manöver kunde teamen skona de små thrustrarna (som också överskred deras nominella livslängd). Ändå var det väldigt riskabelt!

Akatsuki-teamet JAXA framgångsbana © JAXA

En seger över ödet

Naturligtvis är omloppsbanan inte densamma som ursprungligen planerat. Från 30 timmar ökar den till 13 dagar, innan den reduceras till 10 dagar under 2016. Akatsuki befinner sig på en bana som varierar mellan 1 000 km och 370 000 km från ytan, en större ellips än förväntat. , men som globalt gör det möjligt att uppfylla de vetenskapliga mål som sattes före avgången 2010. Sex och ett halvt år efter ankomsten fungerar den som planerat och tar regelbundet bilder av atmosfären och de olika molnskikten. Om de senare inte systematiskt gör förstasidan (de är för det mesta inte tillgängliga utanför de vetenskapliga teamen) har de gett upphov till flera magnifika kompositioner och tolkningar av infraröda bilder, i synnerhet av den franska grafiska formgivaren och konstnären Damia Bouic .

Uppdrag pågår!

På den vetenskapliga sidan har publikationerna av studier som använder Akatsuki-data särskilt rört gravitationsvågor (och inte vågor), vilket visar att det finns ett område på Venus där en “våg” bildas som förblir konstant trots tjockleken och variationerna i tätheten av molnen som omger planethelvetet. Denna våg skulle i synnerhet bero på ett bergssystem som driver fram vindarna på hög höjd. De andra upptäckterna gäller Venus ekvatoriska jetström och dess galna hastigheter på mer än 460 km/h, högre än i polarzonerna, men också växelverkan mellan dessa strömmar, topografin på marken och gravitationsvågor.

För nu, och i flera år framöver, är Akatsuki fortfarande den sista sonden i omloppsbana runt Venus. Redan nämnt, slutet på uppdraget verkar ännu inte vara på agendan!

Relaterade Artiklar

Back to top button