În apropiere de întâlnirea cu asteroizii de pe Pământ

În apropiere de întâlnirea cu asteroizii de pe Pământ
Emblema misiunii
Imaginea vehiculului
Impresia artistului asupra sondei NEAR lângă asteroidul Eros.
Date despre misiune
Operator	NASA
ID NSSDC	1996-008A
SCN	23784
Destinaţie	asteroidul 433 Eros
Rezultat	Misiune completa
Vector	Delta II 7925-8
Lansa	17 februarie 1996
Locul lansării	Cape Canaveral
Aterizare	12 februarie 2001
Site de aterizare	433 Eros
Proprietatea navei spațiale
Masa	468 kg (uscat) [1] 805 kg (la lansare) [2]
Greutate la lansare	800 kg
Instrumentaţie	Cameră multispectrală - Imager multi-spectral (MSI) Spectrometru cu infraroșu - Spectrometru de imagistică NEAR (NIS) Spectrometru în raze X și gamma - Spectrometru cu raze X / Gamma-Ray (XGRS) Magnetometru Altimetru laser
Parametrii orbitali
Numărul de orbite	230
Site-ul oficial
Programul de descoperire
Misiunea anterioară Următoarea misiune - Marte Pathfinder
Editați datele pe Wikidata · Manual

NEAR Shoemaker (indicat prin acronimul NEAR și din martie 2000 ca NEAR Shoemaker ^[3] ) a fost o sondă spațială a NASA , dezvoltată pentru a efectua o întâlnire cu un asteroid aproape de Pământ și a condus observații prelungite. ^[4] A fost prima dintr-o serie de misiuni științifice aparținând Programului de descoperire . ^[5]

A fost lansat pe 17 februarie 1996 la bordul unei rachete Delta II ; ^[6] un plan de zbor precis ne-a permis să zburăm peste asteroidul 253 Mathilde înainte de a ajunge la 433 Eros . ^[7] La 20 decembrie 1998, risca serios să piardă sonda, în timpul executării primei manevre care ar fi trebuit să o determine să intre pe orbită în jurul Eros douăzeci de zile mai târziu. ^[8] După aproximativ douăzeci și șapte de ore, contactul a fost restabilit, a fost necesar să se contureze un nou plan de zbor care, în cele din urmă, a condus nava spațială să intre pe orbita în jurul asteroidului pe 14 februarie 2000. După un an de observații atente, 12 februarie, 2001 este O aterizare pe suprafața Eros a fost încercată și încheiată cu succes. ^[9] Prelungită cu încă paisprezece zile, misiunea sa încheiat la 28 februarie următor. ^[10]

Per total, misiunea a costat 220,5 milioane de dolari, din care 122 milioane dolari au fost folosiți de Laboratorul de Fizică Aplicată (APL) al Universității Johns Hopkins pentru a dezvolta și construi sonda. ^[11]

Obiectivele misiunii

433 Eros în culori false, imaginat de sonda NEAR Shoemaker.

Obiectivul misiunii a fost studierea unui asteroid într-un mod prelungit, care să fie selectat dintre asteroizii din apropierea Pământului (NEA), deoarece sunt ușor de atins. ^[12] Printre posibilii candidați identificați - 1943 Anteros , 3361 Orpheus , 4660 Nereus - 433 Eros a fost preferat din cauza dimensiunilor mai mari. ^[4] Asteroizii din apropierea Pământului orbitează Soarele lângă Pământ și unii dintre ei îi intersectează orbita; sunt, prin urmare, obiecte potențial periculoase, iar descoperirea și studiul lor sunt obiective prioritare ale numeroaselor instituții științifice internaționale. ^[13] Deși Eros nu traversează niciodată orbita Pământului, acesta este al doilea cel mai mare NEA după 1036 Ganymede și primul care a fost descoperit, în 1898 . ^[14] Mai general, explorarea asteroizilor vizează colectarea de informații despre procesul care a dus la formarea planetelor în formațiunea mai mare a sistemului solar . ^[12]

Mai precis, obiectivele principale ale misiunii au fost determinarea dimensiunii, formei, masei, densității, mișcării de rotație, precum și morfologia și compoziția suprafeței 433 Eros. Obiectivele secundare au fost „determinarea proprietăților regulitului ; măsurarea interacțiunii cu vântul solar ; căutarea activităților endogene; determinarea distribuției masei în interiorul asteroidului prin măsurarea de precizie a câmpului gravitațional și variația temporală a mișcării de rotație a acestuia ». ^[15]

Deși nu este indicat în mod specific printre obiectivele misiunii, oportunitatea oferită de a compara asteroidul cu meteoriții descoperiți pe Pământ și astfel de a obține detalii atât asupra cât de mult pot fi reprezentative pentru corpul original ^[16] , cât și cât de mult fenomenele legate de traversarea atmosferei terestre și, ulterior, la mediul terestru își modifică proprietățile originale .

Dezvoltare

O primă propunere pentru o întâlnire cu un asteroid a fost făcută în 1983 de Comitetul de explorare a sistemului solar al NASA. Indiferent, în 1985, Grupul de lucru pentru științe a prezentat întotdeauna NASA o propunere de misiune spațială care intenționa să realizeze acest lucru, numită Rendezvousul asteroizilor din apropierea Pământului. ^[17] Prin urmare, Jet Propulsion Laboratory (JPL) a efectuat un studiu de fezabilitate, încadrând misiunea în cadrul programului de observare, care a furnizat misiuni relativ ieftine pentru explorarea planetelor sistemului solar interior (costul așteptat pentru fiecare dintre ele fie 252 milioane de dolari ). ^[18] Cu toate acestea, realizarea primei serii, Mars Observer , a dus la întârzieri și amânări și la o creștere a plafonului de cheltuieli, care a atins un total de 813 milioane de dolari, când în 1993 misiunea era deja pierdută. în vecinătatea lui Marte. Acest lucru a condus la anularea programului și a generat un discredit general asupra posibilității reale de succes a misiunilor interplanetare cu costuri reduse. ^[18]

APROAPE la Centrul Spațial Kennedy .

Între timp, între 1989 și 1990, în cadrul Diviziei de explorare a sistemului solar a NASA a fost înființat un grup de lucru care a condus la conceperea unui nou program de explorare a spațiului low-cost, Programul de descoperire , ^[19] care în noiembrie 1992 a câștigat favorurile. al noului președinte al NASA, Daniel Goldin . ^[20] Printre misiunile considerate de interes, a fost din nou întâlnirea cu un asteroid. ^[20] Directivele programului impuneau ca costurile pentru dezvoltarea și construcția sondei să nu depășească 150 de milioane de dolari și ca misiunea să fie lansată cu o rachetă Delta II sau cu un alt transportator cu costuri mai mici, dincolo de unele limite de sincronizare. și cu privire la costul fazei operaționale post-lansare, care nu ar fi trebuit să depășească 35 de milioane de dolari. ^{[21] [22]}

Două propuneri de misiune au fost înaintate NASA, una înaintată de Jet Propulsion Laboratory (JPL), cealaltă de Departamentul Spațial al Laboratorului de Fizică Aplicată (APL) al Universității Johns Hopkins . JPL credea că este „puțin probabil” să îndeplinească misiunea în limitele de cheltuieli indicate, propunând ca o posibilă soluție aceea de a începe o producție de serie mică de trei exemplare - în acest fel, cheltuielile pentru producțiile ulterioare vor fi reduse. ^[23] APL a avut mai multă experiență în misiunile spațiale cu costuri reduse, după ce a dezvoltat sateliți de tranzit pentru Marina Statelor Unite în anii 1950 și a participat la Inițiativa de Apărare Strategică în anii 1980 , ^[24] și a propus construirea unei sonde pentru o întâlnire cu 1943 Anteros pentru 110 milioane de dolari. ^[25]

Cu toate acestea, când NASA a depus la Congres în 1992 cererea de finanțare a misiunii Programului Discovery, misiunea NEAR fusese amânată pentru a doua fază a programului, preferând misiunea Mars Pathfinder , dezvoltată de JPL. În principal intervenția senatorului Barbara Mikulski , reprezentant al Maryland , a reintrodus finanțarea misiunii la Senat . În plus, pentru a face misiunea mai interesantă, a fost dezvoltat un nou plan de zbor care, în fața unei lansări din 1996, ar fi făcut posibilă atingerea a 433 Eros și zborul peste un al doilea asteroid, 253 Mathilde ^[26] - în plus , cu o săptămână înainte de aterizarea lui Mars Pathfinder. Echipa condusă de Thomas B. Coughlin a avut atunci 26 de luni pentru a dezvolta, fabrica și testa sonda. ^[27]

Caracteristici tehnice

Sonda NEAR din nasul rachetei Delta II.

Configurarea sondei a răspuns cerințelor de rentabilitate , viteză și fiabilitate impuse de programul de dezvoltare, concentrându-se pe simplitate, redundanță a componentelor cheie și utilizarea tehnologiilor inovatoare în spațiu. ^[28]

Corpul principal al sondei avea forma unei prisme , înaltă de 2,8 m, ^[24] cu baza octogonală , cu un diametru de aproximativ 1,7 m. Fixat pe partea superioară a fost antena parabolică cu câștig ridicat, cu diametrul de 1,5 m, magnetometrul și patru panouri fotovoltaice de arsenidă de galiu , fiecare 1,8 m lungime și 1,2 m lățime, care ar fi furnizat o putere electrică de 1800 W unei unități astronomice din Soare și 400 W la distanța maximă atinsă de sondă, 2,2 UA. Restul instrumentelor științifice au fost montate fix pe bază. ^{[29] [30]} Au existat, de asemenea, ca redundanțe, alte două antene, una cu antenă cu raze de ventilator și cealaltă cu câștig redus. ^[31]

Sonda a fost stabilizată pe trei axe. ^[30] Sistemul propulsiv a fost conținut în corpul principal și s-a dezvoltat independent de acesta. Acesta consta dintr-un motor rachetă bi-propulsor - hidrazină și tetraoxid de azot - capabil să asigure un impuls de 450 N și caracterizat printr-un impuls specific de 313 s ; ^[32] patru motoare monopropelente - hidrazină - capabile să ofere o tracțiune de 21 N, utilizate pentru a direcționa vectorul de tracțiune în timpul pornirii motorului principal; și alte șapte motoare monopropelente - de asemenea hidrazină - capabile să ofere o tracțiune de 3,5 N, utilizate pentru manevre pe orbită în jurul asteroidului și, împreună cu patru roți de reacție , pentru controlul atitudinii. ^{[29] [33]} Sonda avea o greutate uscată de 468 kg și a fost alimentată până când a atins limitele de lansare a rachetei care ar fi purtat-o ​​pe orbită, adică 805 kg. ^[1]

Navigarea a fost susținută de cinci senzori de stea digitale, o unitate de măsurare inerțială (IMU) și un senzor de stea, îndreptat în direcția opusă instrumentelor. IMU a fost alcătuită din patru accelerometre și patru giroscopuri emisferice rezonante , care nu au părți în mișcare, deoarece exploatează proprietățile radiației electromagnetice, dar care nu își găsiseră încă aplicația în spațiu. ^[34] Principalele elemente ale subsistemului de comandă și achiziție de date au fost două procesoare redundante și două înregistratoare, 1,1 și 0,67 Gbit de memorie, bazate pe Luna-C DRAM a IBM . ^[6]

Instrumente și experimente științifice

Diagrama prezintă dispunerea instrumentelor științifice la bordul sondei.

Nava spațială a fost echipată cu cinci instrumente științifice - o cameră multispectrală, un spectrometru cu infraroșu , un spectrometru cu raze X și gamma , un magnetometru și un altimetru laser - care împreună cântăreau 56 kg ^[35] și costau 15,4 milioane de dolari, relativ mici și ieftin, pentru o misiune spațială. ^[36] Acest lucru a fost realizat în principal prin dezvoltarea acestora pe baza tehnologiilor în stare solidă care nu găsiseră încă aplicații în spațiu, dar care erau deja mature comercial.

Cameră multispectrală

Camera Multi-Spectral Imager (MSI) a fost dezvoltată de Laboratorul de Fizică Aplicată (APL) pe baza unui instrument similar care ar fi zburat la bordul Midcourse Space Experiment , un satelit dezvoltat de APL pentru Ballistic Missile Defense Organization (Ballistic Missile Defense Organization) ), o agenție a Departamentului Apărării al Statelor Unite . În acest fel a fost posibil să se obțină un instrument de validitate științifică ridicată la un cost relativ scăzut. ^[36]

Camera funcționează în infraroșu vizibil și aproape, la lungimi de undă cuprinse între 450 și 1 100 nm . Obiectivul său principal ar fi fost să determine forma asteroidului și să identifice caracteristicile morfologice și mineralogice prezente pe suprafața acestuia. Acesta a fost echipat cu sisteme optice de refracție pentru aplicații spațiale, cu o roată de filtrare cu opt poziții, cu șapte filtre dedicate identificării silicaților feroși și al optulea selectat pentru a fi de ajutor în timpul navigației. Camera avea un câmp vizual (câmp vizual sau FOV) de 50,6 × 39,3 mradian (egal cu 2,93 × 2,26 °), care a fost tradus în 537 × 244 pixeli. S - a folosit ca detector un dispozitiv cuplat la încărcare sau bandă CCD. ^{[37] [38]}

În faza operațională, instrumentul a fost comandat de un grup științific de la Universitatea Cornell , condus de Joseph Veverka . ^{[39] [40]}

Imagine compusă în culori false obținută cu camera multispectrală care arată proprietățile regulitului prezent pe Eros. ^[41]

Spectrometru cu infraroșu

Spectrometrul în infraroșu (NEAR Imaging Spectrograph, NIS) a funcționat între 0,8 și 2,6 μm , dar măsurătorile utile au fost între 1,5 și 2,5 µm. Cei doi detectoare se aflau în matricea de germaniu (Ge) și în matricea de arsenură de indiu- galiu (InGaAs), fiecare din 32 de elemente cu răcire pasivă. A fost posibil să se utilizeze instrumentul cu un câmp vizual îngust de 6,63 × 13,3 mrad (0,38 × 0,76 °) sau un câmp vizual larg de 13,3 × 13,3 mrad (0,76 × 0, 76 °). Imaginile spectrale au fost construite prin combinarea mișcării unei oglinzi în mișcare și a sondei. ^{[37] [38]}

Scopul instrumentului a fost de a detecta abundența superficială a mineralelor, cum ar fi olivinele și piroxenii . ^[37] Acest instrument a fost regizat și de Joseph Veverka . ^[42]

Spectrometru cu raze X și gamma

Spectrometrul din raze X și gamma (spectrometrul cu raze X / Gamma-Ray, XGRS) a fost cel mai scump instrument dintre cei de la bordul sondei NEAR. De fapt, este alcătuit din două instrumente: un spectrometru cu raze X și unul în raze gamma. Împreună au fost folosite pentru a determina compoziția suprafeței Eros. ^[36]

Spectrometrul de fluorescență cu raze X a măsurat compoziția elementară a suprafeței prin studierea radiației de fluorescență cu raze X. 1 × 10 ¹⁰ keV , emis de atomii probei examinate în urma excitației provocate de razele X solare incidente. Acesta consta din trei contoare de gaz proporționale care, prin filtre adecvate, pot rezolva liniile de absorbție a magneziului (Mg), aluminiu (Al), siliciu (Si), fier (Fe), sulf (S), titan (Ti) și calciu (Ca). Avea o deschidere de 25 × 25 cm și un câmp vizual de 5 °. Avea o placă mobilă în ⁵⁵ Fe, pentru a fi utilizată pentru calibrarea instrumentului în zbor. ^[43] Pentru a distinge emisia suprafeței de zgomot, pe partea sondei expuse Soarelui existau doi detectori care măsurau porțiunea X a radiației solare incidente. ^{[37] [44]}

Spectrometrul a constat în raze gamma ale unui scintilator la iodură de sodiu (NaI) cu un ecran de anti-coincidență în germanatul de bismut , care i-a oferit un câmp vizual de aproximativ 45 °. Instrumentul a măsurat razele gamma emise de la suprafața Eros tra 0,3 × 10 ¹⁰ MeV , cu intervale de 10 keV . Excitația ar putea fi generată de mai multe surse, în special atât prin interacțiunea dintre razele cosmice și atomii de fier, siliciu, oxigen (O), magneziu și hidrogen (H) prezenți la suprafață, cât și prin decăderea radioactivă a constituenților Eros. , cum ar fi potasiu (K), toriu (Th) și uraniu (U); și din interacțiunea dintre particulele produse în timpul unei erupții solare și alte elemente ale suprafeței, cum ar fi fierul, siliciul, oxigenul și magneziul. Citirea instrumentului a reușit să pătrundă până la aproximativ 10 cm sub suprafață. ^{[37] [38] [43] [44]}

Cele două spectrometre au fost alimentate și controlate prin electronice comune. Combinând observațiile celor două instrumente pentru atomii comuni, a fost, de asemenea, posibil să se obțină informații despre adâncimea unor depozite. ^[43]

Contactul științific ^[45] pentru instrument a fost Jacob Trombka, de la Goddard Space Flight Center . ^[43]

Magnetometru

MAG a fost un magnetometru fluxgate , dezvoltat de Goddard Space Flight Center și regizat de Mario Acuna. ^[46]

Instrumentul a fost montat deasupra antenei cu câștig ridicat și a fost dezvoltat pentru a măsura câmpul magnetic interplanetar și posibilul câmp magnetic al Eros în timpul fazei de observare. ^[46] Posibilitatea ca un asteroid să aibă un câmp magnetic a fost ridicată de datele obținute de nava spațială Galileo în timpul zborului 951 Gaspra și 243 Ida , care, totuși, nu au fost considerate definitive. ^[37] Prin urmare, a fost dezvoltat un instrument foarte sensibil, capabil să detecteze câmpuri magnetice între 4 × 10 ^65.536 ntesla . ^[38] Cu toate acestea, nu a fost identificată existența vreunui câmp magnetic pe Eros. ^[47]

Altimetru laser

Harta topografică a Erosului care ia în considerare și măsura locală a gravitației. Cele mai înalte zone cu roșu, cele mai mici cu albastru. ^[48]

Altimetrul laser (NEAR Laser Rangefinder, NLR) consta din două elemente și electronica necesară procesării datelor. Primul a fost o diodă laser granat cu ytriu dopat cu aluminiu (Nd: YAG) dopat cu neodim (Nd: YAG), capabil să producă impulsuri de 15 mjoule de putere, de 12 ns durata, la o lungime de undă de 1,064 μm cu o divergență de 235 μradian . Frecvența poate varia între 0 125, 1, 2 și 8 Hz . Impulsul a ajuns la suprafața asteroidului și apoi a fost reflectat înapoi, unde a fost colectat de un telescop reflectorizant aliniat cu camera multispectrală, cu o deschidere de 8,9 cm și o fotodiodă ca element fotodetector. Electronica dispozitivului ar putea apoi să măsoare timpul dus-întors și să stabilească lungimea traseului parcurs de semnal, cu o precizie de 6 m. Acest lucru, prin cunoașterea altitudinii orbitei, a făcut posibilă determinarea altitudinii medii a unei suprafețe pătrate de aproximativ 400 m latură la suprafață. Măsurătorile repetate ar fi permis crearea unei hărți topografice a Erosului. Instrumentul era de așteptat să funcționeze pe o orbită cu o rază de 50 km. ^{[37] [49]}

Instrumentul a fost regizat de Maria T. Zuber de la Goddard Space Flight Center. ^[49]

Experiment radio-științific și gravimetrie

În timpul experimentului Radio Science și Gravimetry, informațiile despre câmpul gravitațional al lui Eros și Mathilda și masa acestora au fost obținute prin măsurarea deplasării Doppler a semnalelor radio provenite de la sondă. Prin combinarea acestor date cu observațiile efectuate de camera multispectrală și spectrometrul în infraroșu, care ne-ar fi permis să determinăm forma și, prin urmare, volumul celor două obiecte, ar fi fost, de asemenea, posibil să se obțină informații despre densitate și astfel să se deducă câteva informații despre structura internă a celor doi asteroizi. ^{[37] [50]}

Contactul științific ^[45] pentru experiment a fost Donald Yeomans, de la Jet Propulsion Laboratory. ^[50]

Nume

Eugen Cizmar .

În martie 2000, NASA a ales să redenumească oficial misiunea la NEAR Shoemaker în memoria lui Eugene Shoemaker , ^[51] un geolog american care a fost unul dintre fondatorii domeniului științei planetare , care a murit într-un accident de mașină pe 18 iulie 1997 în timpul o campanie de cercetare în Australia. ^[3]

Munca lui Shoemaker asupra craterelor de impact de pe Pământ a constituit fundamentul studiului craterelor din toate celelalte corpuri ale sistemului solar; el este, de asemenea, creditat cu determinarea unei scări geologice pe Lună , care a permis o datare a caracteristicilor suprafeței lunare. ^[3] El a fost, de asemenea, membru al grupului de lucru care, în 1985, a dezvoltat propunerea de misiune pentru explorarea unui asteroid din apropierea Pământului, care a fost preluat ulterior în dezvoltarea misiunii NEAR. În cariera sa, el a promovat cercetarea asupra asteroizilor și cometelor și a susținut ipoteza unei misiuni umane către un asteroid NEO, ca etapă intermediară pentru explorarea Marte și a altor planete. ^[52]

Prezentare generală a misiunii

Lansare și prima fază de croazieră

Lansarea la bordul unei rachete Delta II în februarie 1996.

Sonda NEAR a fost construită economic prin asamblarea componentelor existente; la lansare cântărea 805 kg. ^[2] A fost lansată la 17 februarie 1996 la bordul unei rachete Delta II în configurația 7925-8, adică susținută de nouă boostere de propulsor solid și folosind un Star 48 (PAM-D) ca a treia etapă. ^[6] După treisprezece minute pe o orbită de parcare la aproximativ 465 km de suprafața Pământului, aprinderea celui de-al treilea stadiu a trimis sonda către centura de asteroizi . ^{[2] [53]} El a petrecut cea mai mare parte a traiectoriei prin minimizarea activității, într - o stare de hibernare care sa încheiat cu câteva zile înainte de survolare a aproape (fly-by) dell ' asteroid de tip C 253 Mathilde .

Întâlnirea a avut loc pe 27 iunie 1997; în momentul apropierii maxime, la 12:56 UT , sonda a atins distanța de 1200 km, trecând cu o viteză relativă de 9,93 km / s. ^[54] Datorită limitării puterii de energie disponibile la bord, numai camera multispectru a fost activată, totuși, colectând 330 de imagini, acoperind 60% din suprafața asteroidului. ^{[54] [55]} Întâlnirea a făcut posibilă determinarea mărimii, masei și albedoului asteroidului. ^{[54] [56]}

Asteroidul 253 Mathilde , survolat în iunie 1997.

Pe 3 iulie 1997, nava a efectuat prima sa manevră spațială profundă majoră, cu o aprindere în doi timpi a motorului principal 450 N. Acest lucru a dus la o reducere de 279 m / s a ​​vitezei periheliului de la 0,99 UA la 0,95 UA. ^[6]

La 23 ianuarie 1998, el a exploatat câmpul gravitațional al Pământului într-o manevră de praștie gravitațională (swing-by). Cea mai apropiată abordare a fost atinsă la 7:23 UT, la 540 km deasupra suprafeței, peste granița sudică dintre Iran și Irak . Manevra a fost un succes, variind înclinația orbitală de la 0,5 la 10,2 ° și afeliul de la 2,18 la 1,77 UA, valori care aproape se potrivesc cu cele ale Eros. ^[57] Survolul a fost folosit și pentru calibrarea instrumentelor sondei. De asemenea, a fost efectuat un curios experiment pentru a evalua reflectanța panourilor fotovoltaice : sonda a fost configurată pentru a reflecta lumina soarelui spre suprafață, în timpul zborului peste Statele Unite ; datele dorite ar putea fi astfel estimat prin evaluarea magnitudinii atins în rachete de semnalizare ale sondei, care a ajuns la aproximativ primă mărime - în mod clar vizibile cu ochiul liber . ^[57]

Eșecul primei încercări de a intra pe orbită

Traiectoria urmată de sonda NEAR până la întâlnirea cu Eros pe 14 februarie 2000.

La 20 decembrie 1998, a fost încercată prima dintre cele patru manevre care ar duce la intrarea pe orbită în jurul Erosului pe 10 ianuarie. ^{[6] [58]} Secvența de aprindere a fost inițiată, dar a fost întreruptă automat din cauza detectării unei accelerații laterale excesive. ^{[59] [60]} Sonda a intrat în modul sigur și a început să oscileze. În timpul anomaliei de funcționare care a durat câteva ore, s-au produs mii de aprinderi de rachete, ceea ce a dus la pierderea a 29 kg de propulsor (corespunzător unui delta-v de 96 m / s). Dacă s-ar pierde încă 15 kg, nava spațială nu ar mai avea nicio ocazie de a intra pe orbită în jurul asteroidului. ^[59] După cum a relevat raportul comisiei desemnate să investigheze incidentul, riscul de a pierde misiunea a fost concret și a rezultat, în cele din urmă, din neglijența comisă de echipa care a condus ancheta, ^{[61] [62]} împărțită în trei grupuri separate, la APL, JPL și la Universitatea Cornell . Când contactele au fost recuperate, 27 de ore mai târziu, ^[63] ar fi fost imposibil să se reia secvența pentru inserarea pe orbită. Cu toate acestea, un nou plan de zbor a trebuit să fie aranjat rapid, deoarece sonda avea să zboare peste Eros a doua zi.

În momentul celei mai apropiate abordări, pe 23 decembrie 1998 la 18:41:23 UT , NEAR Shoemaker a zburat peste Eros cu o viteză relativă de 965 m / s și la o distanță de 3827 km de centrul de masă al asteroidului. ^[6] Au fost colectate imagini cu o rezoluție de până la 400 m, s - au efectuat observații spectroscopice în infraroșu apropiat și s-a efectuat urmărirea radar a asteroidului. ^{[59] [64]}

În timpul propoziției de proiectare, au fost avute în vedere diferite soluții care ar duce la inserarea pe orbită. ^[7] Așadar, după efectuarea testelor funcționale ale propulsorului principal, controlorii de zbor au decis să implementeze imediat un nou plan de zbor, de asemenea pentru a reduce costurile de gestionare a sondei în fazele heliocentrice de altfel lungi. La 3 ianuarie 1999, manevra principală a fost efectuată în așteptarea unei a doua încercări de inserare pe orbită, care a corespuns unui delta-v de 932 m / s. O a doua manevră a fost efectuată pe 20 ianuarie (14 m / s) și o a treia pe 12 august (21 m / s). ^[59]

Din decembrie 1999 până la sfârșitul misiunii sale, nava spațială a fost inclusă în rețeaua interplanetară (IPN), ^[65] o rețea de sonde spațiale pentru localizarea exploziilor de raze gamma (sau explozii gamma).

Intrarea pe orbită

Animație de rotație de 433 Eros.

În 28 ianuarie și 4 și 9 februarie 2000, au fost efectuate observații despre Eros care vizează identificarea oricăror sateliți , de asemenea pentru a preveni coliziunea sondei cu ei, dacă este prezentă. ^[6] În zilele de 3 și 8 februarie, au fost efectuate încă două manevre de corecție a orbitei pentru a se asigura că sonda ar putea zbura peste Eros cu o viteză relativă de aproximativ 10 m / s de la partea luminată de Soare, la o distanță de 200 km de suprafață și să efectueze câteva observații științifice înainte de a efectua manevra de intrare în orbită. ^[59]

NEAR a ajuns la Eros pe 14 februarie 2000 , după o croazieră de 13 luni. La manovra di ingresso in orbita ebbe luogo alle 15:33 UT, ad una distanza di 330 km dalla superficie e consistette nell'accensione del propulsore per quasi annullare la velocità relativa della sonda rispetto all'asteroide. NEAR si immise in un'orbita con periasse di 321 km ed apoasse di 366 km. ^[66]

Fase di osservazioni ed atterraggio

La prima immagine raccolta dopo l'ingresso in orbita attorno ad Eros. È visibile Psyche , il terzo cratere per dimensioni presente sull'asteroide.

L'orbita iniziale fu lentamente ridotta ad un' orbita polare approssimativamente circolare , di circa 50 km di raggio, dalla quale potevano essere raccolte immagini con una risoluzione di 5–10 m/ pixel . NEAR Shoemaker trascorse in questa orbita il periodo compreso tra il 1º maggio ed il 26 agosto 2000, salvo una decina di giorni, tra il 14 ed il 24 luglio, in cui l'orbita fu ulteriormente abbassata a 35 km di raggio secondo quanto richiesto per il funzionamento dello spettrometro a raggi X e Gamma (XGRS). ^[9] La sonda riprese quindi un'orbita più distante di circa 100 km, che raggiunse il 5 settembre 2000. A metà ottobre furono eseguite altre manovre che condussero ad un sorvolo a 5,3 km dalla superficie alle 07:00 UT del 26 ottobre. ^[6]

Successivamente, la sonda fu spostata su un'orbita circolare ancora più distante, di 200 km di raggio. Fu quindi variato il piano orbitale , da polare - con moto progrado - ad equatoriale - con moto retrogrado. Nuovamente, l'orbita fu abbassata, questa volta direttamente a 35 km di raggio - dal momento che l'esperienza precedente non aveva dato luogo ad inconvenienti ^[9] - raggiunta il 13 dicembre 2000. Il 24 gennaio 2001, la sonda iniziò una serie di passaggi ravvicinati (fra 5 e 6 km dalla superficie); il più stretto si verificò il 28 gennaio, ad un'altitudine di 2,74 km. ^[6]

Era previsto che la missione si concludesse dopo un anno di osservazioni dell'asteroide, ovvero il 14 febbraio 2001. Tuttavia, non era stato stabilito cosa ne sarebbe stato della sonda. Il gruppo di ingegneri che la guidava propose quindi alla NASA di tentare una manovra di discesa controllata ed atterraggio morbido sulla superficie, che fu programmata per il 12 febbraio. ^[9]

Immagine della superficie di Eros da circa 250 m di altitudine (l'area nell'immagine è di circa 12 metri di lato), ripresa durante la fase di atterraggio. ^[67]

La prima di cinque manovre che avrebbero condotto all'atterraggio iniziò alle 15:30 UT circa. Gli ingegneri del centro di controllo non sapevano quanto combustibile fosse rimasto a bordo, così calcolarono la traiettoria che avrebbe seguito la sonda se ognuna delle cinque accensioni fosse venuta a mancare. Ad ogni modo, la sonda seguì la traiettoria di discesa prestabilita, salvo raggiungere il suolo qualche secondo prima del previsto alle 20:01:51 UT, ^[9] toccando in prossimità del cratere Himeros - vicino alla "sella" dell'asteroide - con una velocità compresa fra 1,5 ed 1,8 m/s. ^[6] NEAR Shoemaker fu così la prima sonda ad eseguire un atterraggio morbido su di un asteroide. ^[68]

Era stato comandato alla sonda di inviare direttamente a Terra i dati raccolti durante la discesa, in modo che non andassero perduti se NEAR Shoemaker fosse stata danneggiata dall'urto. Tuttavia, con sorpresa degli stessi controllori di missione, risultò ancora operativa. Così la missione ottenne un'estensione del tempo a disposizione del Deep Space Network per altri quattordici giorni. In particolare, lo spettrometro a raggi gamma fu riprogrammato per raccogliere dati sulla composizione dell'asteroide da tale posizione favorevole - una decina di centimetri dalla superficie. ^[10] L'ultima comunicazione fu ricevuta il 28 febbraio 2001, alle 23:00 UT , prima di comandare lo spegnimento della sonda. ^[10]

Un ultimo tentativo di comunicare con NEAR Shoemaker fu condotto senza successo il 10 dicembre 2002, per valutare la resistenza della sonda nell'ambiente ostile presente sulla superficie dell'asteroide, dove sono raggiunte temperature minime prossime ai 100 K (-173 °C). ^[69]

Principali risultati scientifici

253 Mathilde

Immagine di Mathilde ripresa in prossimità del momento di massimo avvicinamento.

253 Mathilde è stato il primo asteroide di tipo C raggiunto da una sonda spaziale. Dalle informazioni raccolte nell'incontro, è stato possibile stimarne le dimensioni - 66 × 48 × 44 km, ^[54] la massa - (1,033 ± 0,044) × 10 ¹⁷ kg ^[70] , la densità - 1 300 kg/m³ ^[70] - e l'albedo, che è pari allo 4,7% della luce incidente e rende l'asteroide particolarmente scuro. ^[54] Ciò ha permesso di desumere interessanti indizi anche sulla sua struttura interna. ^[71]

Sulla faccia osservata sono stati individuati cinque grandi crateri di dimensioni comparabili a quelle dell'asteroide stesso, generati da impatti che avrebbero distrutto un oggetto monolitico. L'ipotesi più accreditata è quindi che Mathilde sia costituito da un insieme di pezzi di piccole dimensioni (inferiori ai 500 m), tenuti insieme dalla gravità - modello di struttura interna che viene descritto come rubble pile . La superficie dell'asteroide infatti è particolarmente omogenea nell'albedo, né sono stati individuati massi o altre strutture che potrebbero essere correlate a ricaduta di materiale scagliato nello spazio nel corso degli impatti. Gli impatti che avrebbero dato origine ai crateri di maggiori dimensioni sarebbero avvenuti con angolazioni maggiori di 45°; inoltre, in conseguenza di essi, il materiale che costituisce l'asteroide si sarebbe prevalentemente compresso, più che essere scavato via ed espulso nello spazio. ^[71]

433 Eros

Immagini che mostrano in sequenza la rotazione di Eros.

NEAR Shoemaker ha determinato forma, massa - (6,687 ± 0,003) × 10 ¹⁵ kg - e densità - 2 670 ± 30 kg/m³ - di 433 Eros . Ne ha fotografato la superficie per un anno, raccogliendo informazioni sulla sua composizione, morfologia e mineralogia. ^[72]

Eros è un corpo dalla struttura interna essenzialmente omogenea, come suggerisce la distribuzione del suo campo gravitazionale, ma ha una densità leggermente inferiore a quella delle condriti ordinarie e ciò fa supporre che presenti una significativa porosità, sebbene ad un livello inferiore di Mathilde. Ciononostante è un oggetto consolidato, solcato forse da alcune fratture interne, delle quali non è possibile stabilire l'entità. Sulla superficie è possibile individuare strutture che mostrano una coerenza che non sarebbe compatibile con una struttura interna meno compatta. È inoltre possibile distinguere terreni più antichi - la maggior parte - ed altri geologicamente più recenti. Tutti gli indizi raccolti suggeriscono che Eros sia un frammento di un corpo preesistente, generato durante un impatto. ^[72]

La superficie è inoltre coperta da uno strato di regolite , che potrebbe raggiungere anche i 100 m di profondità. Rocce e blocchi appaiono immersi in essa in varie posizioni. Sono anche visibili "pozze" dalla superficie levigata, cavità riempite dalla regolite. Sono stati proposti vari meccanismi che avrebbero permesso tale livellamento, tra questi il moto di onde sismiche generate dagli impatti oppure la levitazione elettrostatica . ^[72]

Infine, la composizione di Eros - stimata come rapporto elementare rispetto al silicio - è per certi versi analoga a quelle delle condriti ordinarie (nei valori di Fe/Si, Al/Si e Mg/Si), ma presenta minori quantità di zolfo. Non è possibile sapere se ciò sia limitato ad una decina di μm della superficie (corrispondente al potere penetrante dello spettrometro a raggi X) oppure permanga anche all'interno dell'asteroide. Lo spettrometro a raggi gamma ha fornito dati validi solo quando la sonda si è posata sulla superficie, essendo stata sovrastimata la sua portata. Le misure sono quindi limitate a circa un metro cubo di Eros. Lo strumento ha rilevato valori dell'abbondanza del potassio e dei rapporti Mg/Si e Si/O confrontabili con quanto misurato nelle condriti, ma un contenuto minore di ferro nei rapporti Fe/Si e Fe/O. Come detto, l'asteroide non presenta un campo magnetico. ^[72]

Riconoscimenti e lascito

Nel novembre del 2001 il National Air and Space Museum ha assegnato alla missione il Trophy for Current Achievement , ^[73] che istituito nel 1985 rappresenta uno dei riconoscimenti più illustri dell'istituto statunitense. ^[74] Nello stesso anno ha ricevuto inoltre il premio Best of What's New , assegnato dalla rivista mensile statunitense Popular Science . ^[75]

La missione, cui sono riconosciuti numerosi primati, è stata un grande successo. ^[76] Nel libro Asteroid rendezvous: NEAR Shoemaker's adventures at Eros , curato da Jim Bell e Jacqueline Mitton, Joseph Veverka evidenzia come la missione avrebbe dovuto aprire la strada ad una esplorazione metodica degli asteroidi, finalizzata al loro campionamento per dimensioni, classe spettrale e distanza orbitale. Le informazioni raccolte permetterebbero inoltre lo sviluppo di una missione di recupero di campioni dalla superficie di Eros ed al loro trasporto sulla Terra per analisi dettagliate, ^[77] tuttavia al novembre del 2011 queste ambiziose aspettative non hanno trovato ancora una concreta realizzazione.

Note

Bibliografia

• Farquhar, RW, Dunham, DW; McAdams, JV, NEAR Mission Overview and Trajectory Design ( PDF ), AAS/AIAA Astrodynamics Conference, Halifax, Nova Scotia, August 14-17, 1995 . URL consultato il 25 ottobre 2011 .
• ( EN ) Santo, AG, Lee, SC; Gold, RE, NEAR spacecraft and instrumentation ( PDF ), in Journal of the Astronautical Sciences , vol. 43, n. 4, 1995. URL consultato il 28 ottobre 2011 .
• ( EN ) Mosher, LE, Wiley, S., Design, Development, and Flight of the NEAR Propulsion System ( PDF ), in Johns Hopkins APL Tecchnical Digest , vol. 19, n. 2, 1998, pp. 174-184. URL consultato il 28 ottobre 2011 (archiviato dall' url originale il 27 aprile 2015) .
• ( EN ) Final Report of the NEAR Anomaly Review Board, The NEAR Rendezvous Burn Anomaly of December 1998 ( PDF ), NASA, novembre 1999. URL consultato il 25 ottobre 2011 (archiviato dall' url originale il 14 giugno 2011) .
• ( EN ) Trombka, JI et al. , The NEAR-Shoemaker x-ray/gamma-ray spectrometer experiment: Overview and lessons learned , in Meteoritics & Planetary Science , vol. 36, n. 12, 2001, pp. 1605-1616. URL consultato il 18 novembre 2011 .
• ( EN ) Veverka, J., Thomas, P.; et al. , NEAR Encounter with Asteroid 253 Mathilde: Overview , in Icarus , vol. 140, n. 1, 1999, pp. 3-16, DOI : 10.1006/icar.1999.6120 . URL consultato il 20 ottobre 2011 .
• ( EN ) McCoy, TJ, Robinson, MS; Nittler, LR; Burbine, TH, The Near Earth Asteroid Rendezvous Mission to asteroid 433 Eros: A milestone in the study of asteroids and their relationship to meteorites ( PDF ), in Chemie der Erde Geochemistry , vol. 62, n. 2, 2002, pp. 89-121, DOI : 10.1078/0009-2819-00004 . URL consultato il 28 ottobre 2011 .
• ( EN ) Bell, Jim, Mitton, Jacqueline, Asteroid rendezvous: NEAR Shoemaker's adventures at Eros , Cambridge University Press, 2002, ISBN 0-521-81360-3 , , 9780521813600.
• ( EN ) Cheng, AF, Near Earth Asteroid Rendezvous: Mission Summary , in Bottke, WF; Cellino, A.; Paolicchi, P.; Binzel, RP (a cura di), Asteroids III ( PDF ), Tucson, University of Arizona Press, 2002, pp. 351–366. URL consultato il 28 ottobre 2011 (archiviato dall'originale il 14 febbraio 2017) urlarchivio richiede url ( aiuto ) .
• ( EN ) Dunham, DW, Farquhar, RW; McAdams, JV et al. , Implementation of the First Asteroid Landing ( abstract ), in Icarus , vol. 159, n. 2, 2002, pp. 433-438, DOI : 10.1006/icar.2002.6911 . URL consultato il 10 novembre 2011 .
• ( EN ) McAdams, JV, Dunham, DW; Farquhar, RW, NEAR Mission Design ( PDF ), in Johns Hopkins APL Tecchnical Digest , vol. 23, n. 1, 2002, pp. 18-33. URL consultato il 25 ottobre 2011 (archiviato dall' url originale il 27 aprile 2015) .
• ( EN ) McCurdy, Howard E., Low Cost Innovation in Spaceflight: The History of the Near Earth Asteroid Rendezvous (Near) Mission ( PDF ), NASA, 2005, NASA SP-2005-4536. URL consultato il 25 ottobre 2011 .

Voci correlate

• Asteroide near-Earth
• 433 Eros

Altri progetti

• Wikimedia Commons contiene immagini o altri file su Near Earth Asteroid Rendezvous

Collegamenti esterni

• ( EN ) NEAR Shoemaker , su nssdc.gsfc.nasa.gov , National Space Science Data Center, NASA. URL consultato il 25 ottobre 2011 .
• ( EN ) Near Earth Asteroid Rendezvous Mission , su near.jhuapl.edu , Applied Physics Laboratory, Johns Hopkins University. URL consultato il 25 ottobre 2011 .

V · D · M Missioni del Programma Discovery
Previste	Lucy · Psyche
In corso	InSight · ASPERA-3
Concluse	Dawn · Missione Kepler · NEAR Shoemaker · Mars Pathfinder · Lunar Prospector · Deep Impact · Stardust /NExT · Genesis · Moon Mineralogy Mapper · Gravity Recovery and Interior Laboratory · EPOXI · MESSENGER
Fallite	CONTOUR
Voci correlate: Esplorazione spaziale

V · D · M Esplorazione degli asteroidi
Sorvoli	Galileo ( 951 Gaspra e 243 Ida ) · Clementine (fallita) · NEAR ( 253 Mathilde ) · Deep Space 1 ( 9969 Braille ) · Cassini-Huygens ( 2685 Masursky , lune di Saturno ) · Stardust ( 5535 Annefrank ) · Rosetta ( 2867 Šteins e 21 Lutetia ) · Deep Impact (fallita) · New Horizons ( 132524 APL ) · Chang'e 2 ( 4179 Toutatis ) · PROCYON (fallita)
Orbiter o rendezvous	NEAR ( 433 Eros ) · Hayabusa ( 25143 Itokawa ) · Dawn ( 1 Ceres e 4 Vesta ) · Hayabusa 2 ( 162173 Ryugu e 1998 KY26 ) · OSIRIS-REx ( 101955 Bennu )
Lander	NEAR ( 433 Eros ) · MINERVA (fallita) · Hayabusa ( 25143 Itokawa ) · MINERVA-II ( 162173 Ryugu ) · MASCOT ( 162173 Ryugu ) · Hayabusa 2 ( 162173 Ryugu e 1998 KY26 )
Missioni future	Near-Earth Asteroid Scout ( 1991 VG ) (2021) · Lucy ( Asteroidi troiani di Giove ) (2021) · DART ( 65803 Didymos ) (2021) · LICIACube ( 65803 Didymos ) (2021) · Psyche ( 16 Psyche ) (2022) · DESTINY+ ( 3200 Phaethon ) (2024) · ZhengHe ( 469219 Kamoʻoalewa ) (2024)
Voci correlate	Asteroide · Esplorazione di: Sole · Mercurio · Venere · Terra ( Luna ) · Marte · Giove ( Europa · Io ) · Saturno ( Titano ) · Urano · Nettuno · Plutone
Nota: il grassetto indica le missioni in corso di svolgimento

Portale Astronautica : accedi alle voci di Wikipedia che trattano di Astronautica

Questa è una voce in vetrina , identificata come una delle migliori voci prodotte dalla comunità .
È stata riconosciuta come tale il giorno 20 dicembre 2011 — vai alla segnalazione .
Naturalmente sono ben accetti suggerimenti e modifiche che migliorino ulteriormente il lavoro svolto.

Segnalazioni · Criteri di ammissione · Voci in vetrina in altre lingue · Voci in vetrina in altre lingue senza equivalente su it.wiki