Акатсуки: Јапанска мисија проучавања климе Венере

Уметник

Уметнички концепт јапанске свемирске летелице Акатсуки на Венери. (Кредит за слику: ЈАКСА / Акихиро Икесхита)



Јапански Акатсуки је свемирска летелица која кружи око Венере ради проучавања климе и атмосфере планете. Свемирска летелица вредна 300 милиона долара започела је своја научна посматрања 2016. године и остала је оперативна крајем 2017. Током своје мисије свемирска летелица је извршила нека неочекивана запажања.



Акатсуки - име на јапанском значи 'зора' - имао је каменит почетак. Њен први покушај да уђе у орбиту око Венере 2010. није успео. Међутим, други покушај у 2015. био је успешан и омогућио је истражитељима да ураде неке од наука које су првобитно планирали за планету. Међутим, две инфрацрвене камере су онемогућене у децембру 2016. због нестабилне потрошње енергије.

Историја јапанског истраживања свемира

Јапан је у три деценије свемирског истраживања постигао неколико успеха, прво са Институтом за свемир и астронаутичку науку (ИСАС), а касније са Јапанском агенцијом за истраживање свемира (ЈАКСА). ИСАС је раније била сопствена агенција, али је 2003. постала део ЈАКСА -е).



Под ИСАС -ом, две сонде, Суисеи и Сагигаке, пролетеле су поред Халејеве комете 1986. године. Ове две свемирске летелице су такође биле на мети летења других комета, али мисије нису завршене ни због недостатка горива (Суисеи) ни због губитка контакта (Сакигаке). Под ЈАКСА -ом, мисија Хаиабуса, од 2005. до 2010., вратила је узорке са астероида, 25143 Итокава.

ЈАКСА је такође успешно летела на мисији за тестирање соларног једра Икарос 2010. године, као и Кагуиа, мисија на Месец, од 2007. до 2009. Хаиабуса 2 лансирана 2014. Његова мисија је да врати узорке са другог астероида, 162173 Риугу. Очекује се да ће летелица стићи 2018.

Једина друга јапанска планетарна мисија до сада је летела Нозоми, која је требало да уђе у орбиту око Марса 2004. Свемирска летелица није успела да постигне орбиту и уместо тога је прелетела. Међутим, ЈАКСА је партнер са Европском свемирском агенцијом у мисији БепиЦоломбо, за коју се очекује да ће бити лансирана 2018. године за Меркур. ЈАКСА -ин допринос мисији је Мерцури Магнетоспхериц Орбитер, који ће проучавати атмосферу, планетарно магнетно поље, соларни ветар и прашину.



У свемирским летовима са посадом, Мамору Мохри је био први јапански астронаут који је полетео 1992. године, на америчком свемирском шатлу Ендеавоур за мисију СТС-47. ЈАКСА има активни корпус астронаута и до сада је обавила око 20 мисија. Од 2011. године јапански астронаути обављали су дугорочне мисије на Међународној свемирској станици приближно једном годишње.

Лансирање Акатсукија, неуспели прелет и опоравак

Акатсуки, такође познат као Венус Цлимате Орбитер и Планет-Ц, лансиран је из јапанског свемирског центра Танегасхима 20. маја 2010. године, неколико дана након планираног поласка због временског кашњења. (Мисија соларног једрења Икарос јахала је заједно на истој ракети.) 7. децембра те године, главни мотор Акатуског је упалио да започне уметање орбите око Венере. Главни мотор је пуцао само три минута, далеко мање од 12 минута потребних за постизање орбите. Званичници су били забринути када су Акатсуки упоређивали неуспех Нозомија, њихове једине друге планетарне мисије, само седам година раније.

'Наш резултат је нула побједа, два пораза', рекао је Такехико Сатох из Јапанске агенције за истраживање свемира (ЈАКСА) за Спаце.цом на јесењем састанку Америчке геофизичке уније 2010. године. 'Морамо бити конзервативнији за планирање наше следеће планетарне мисије, тако да она никада неће пропасти ни у једном аспекту.'



ЈАКСА је покренула истрагу и закључила да се мотор вероватно угасио због наслага соли у неповратном вентилу, што је спречило циркулацију горива у орбиталном мотору за маневрисање. Комора за сагоревање је такође оштећена јер су наслаге учиниле сагоревање богатијим оксидансима.

Да би купила време и уштедела енергију, ЈАКСА је свемирски брод ставио у хибернацију док је смишљао план опоравка. Менаџери су одлучили да користе мање потиснике за покушај поновног уметања орбите око Венере, уместо да покушају другу употребу оштећеног главног мотора. Иако слабија снага потискивача не би довела Акатсукија у планирану орбиту, свемирска летелица би и даље могла да се бави науком из своје орбите измењена путања .

Акатсуки се пет година кретао у орбити око Сунца, све док се 2015. није довољно приближио Венери да покуша још једно уметање орбите на планети. 6. децембра-случајно, пет година након последњег покушаја-Акатсуки је испалио своје потиснике за контролу става 20 минута и успео успешно ушао у орбиту .

Нови план је убацио Акатсукија у 13-дневну орбиту са максималном удаљеношћу (апоапсис) од 273 000 миља (440 000 километара) од површине Венере. Након изгарања мотора, очекивана научна орбита била је деветодневна с апоапсом од 193 000 миља (310 000 километара). За поређење, првобитни план 2010. био је да се Акатсуки стави у 30-сатну орбиту са апоапсом скоро четири пута ближе, односно 80.000 километара.

Јапан

Јапанска свемирска летелица Акатсуки снимила је ову слику Венере након избацивања потискивача мотора за контролу положаја 7. децембра 2015. године, на удаљености од 72.000 км од Венере.(Кредит за слику: ЈАКСА)

Наука и тренутна запажања

Главни циљ Акатсукија је да разуме више о клими Венере. Венеру се често описује као паклену планету јер су њене површинске температуре довољно вруће да растопе олово, а неколико совјетских свемирских летелица Венера које су ту слетеле 1970 -их и 1980 -их преживеле су само минуте на површини због екстремног притиска и топлоте. Планета је вулкански активна са густом атмосфером угљен -диоксида.

Иако су многе свемирске летелице летеле Венером, само их је неколико орбитера посетило дугорочно, попут више свемирских летелица Венера (Совјетски Савез, 1970-их и 1980-их), НАСА-ине пионирске Венере 1 (1978-1992), НАСА-иног Магелана (1989-1994) ), и Венус Екпресс Европске свемирске агенције (2005-2015).

Очекивало се да ће Акатсуки посматрати Венеру на њеним таласним дужинама у распону од ултраљубичасте до дуготаласне инфрацрвене, кроз њених шест инструмената. То је укључивало ултраљубичасту слику, камеру од 1 микрометра, камеру од 2 микрометра, дуготаласну инфрацрвену камеру, камеру за муње и ваздушни сјај и ултра стабилан осцилатор. (Овај последњи инструмент се користи за посматрање радио таласа између Акатсукија и Земље док пролазе кроз атмосферу Венере, откривајући информације о температури и испарењима сумпорне киселине.) Међутим, камера од 1 µм и камера од 2 µм касно су стављене ван мреже. 2016. због нестабилне потрошње енергије.

'Акатсуки користи шест инструмената за детаљно посматрање метеоролошких појава на Венери', наводи се у саопштењу ИСАС -а. 'Очекује се да ће ови налази довести до бољег разумевања метеоролошких појава не само на Венери, већ и на другим планетама и додатно помоћи да се објасни зашто је Земљина атмосфера таква каква јесте, као и како се она може променити у будућности.'

У мају 2016, подаци Акатсукија помогли су у стварању сабласни филм са ноћне стране Венере , како се види у инфрацрвеним таласним дужинама. ЈАКСА је приметила да су се за само четири сата супер ротирајући облаци снимљени камером померили за око 10 степени. 'Деформација, појава и нестанак облака су очигледни у овом филму', рекла је ЈАКСА.

Научници су 2017. године објавили загонетне податке који показују велики стационарни талас у горњој атмосфери Венере, где се облаци обично шире брзином од 100 метара у секунди. Сродна студија у Натуреу показала је да талас може настати услед атмосферског тока преко планине, слично ономе како се на Земљи производе 'гравитациони таласи'.

Касније те године, научници из Акатсукија открили су податке који указују на промену брзине ветра на екватору на надморским висинама између 45 и 60 километара (28 и 37 миља). Претходне студије сугеришу да је брзина ветра на овој висини уједначена.

Читава атмосфера 'Венере' ротира се много брже од површине испод на надморској висини врха облака (70 & тхп; км), што је јединствена ситуација која се назива супер ротација ', изјавила је тада ЈАКСА. 'Његов механизам је и даље углавном нејасан.'

Додатна средства