Na petu godišnjicu započinjanja svoje neverovatne međuplanetne avanture, „Dawn“ može sa velikim zadovoljstvom da se osvrne unazad na jednogodišnje spektakularno istraživanje Veste, a onda upre pogled i u napred u isčekivanju planete patuljka Ceresa. Trenutno, Zemljin robotski ambasador u asteroidnom pojasu mirno leti, postepeno hvatajući orbitu oko Sunca koja će ga 2015. dovesti do drugog tajanstvenog sveta pred njim.
„Dawn“ je lansiran pre pet godina i 15 dana, 27. septembra. Za proteklo vreme sonda je spiralno kružila oko Sunca, spremajući se da za četvrtu godišnjicu sklizne na orbitu oko Veste. Pre godinu dana, „Dawn“ se konačno obreo u snažnom gravitacionom zagrljaju, spreman za stereo–mapiranje površine i druga merenja. Proteklu godinu „Dawn“ je proveo roneći kroz čudesne tajne sveta koji smo prethodna dva stoleća posmatrali izdaleka samo kao svetlu tačkicu. Danas, na petu godišnjicu, sonda se ponovo nalazi na spirali koja će je odneti oko Sunca, a na kraju i do Ceresa,.
Za pet godina međuplanetnog putovanja, motori svemirske sonde su ukupno radili 1.060 dana, odn. 58% ukupnog vremena (ili oko 0,000000021% vremena od Velikog praska). Dok je za većinu svemirskih letilica paljenje trastera radi promene kursa vrlo značajna faza leta, sa „Dawnom“ to nije slučaj. Čitavo ovo potiskivanje letilice koštalo ju je samo 267 kg ksenonskog goriva, koga je 27. septembra 2007. bilo 425 kg.
Dosadašnje potiskivanje u misiji ekvivalentno je ubrzavanju sonde od 7,14 kilometara u sekundi. Kao što sam do sada u više navrata pišući o ovoj misiji objasnio, zahvaljujući principima orbitnog leta – bez obzira da li oko Sunca ili nekog drugog tela sa gravitacijom – „Dawn“ zapravo ne leti mnogo brže nego kada je lansiran. Ali efektivna promena brzine ostaje korisna mera efikasnosti rada bilo kojeg pogonskog sistema letilica. Ostvarivši nešto malo više od polovine potisnog vremena planiranog u čitavoj misiji, „Dawn“ je već premašio promenu brzine bilo koje druge letilice u istoriji koja je koristila sopstveni pogon. Da bi shvatili o čemu pričam, razmotrimo jedan pojednostavljeni primer zasnovan na nekoj od Nasinih sondi koje se trenutno nalaze u Marsovoj orbiti. Kada je stizala do planete, takva sonda je morala da uključi motore da bi ušla u orbitu. Mada svaka misija predstavlja priča za sebe, takav manevar podrazumeva kočenje od nekih 1.000 metara u sekundi (3.600 km/h) i potrošnju od oko 300 kilograma goriva. Zahvaljujući svom sistemu jonskog pogona, „Dawn“ je istu promenu brzine izveo sa manje od 30 kg ksenona. Navedeni manevar u jednoj tipičnoj misiji na Mars traje manje od 25 minuta, dok je „Dawnu“ za to trebalo više od 3 meseca. Za svakoga ko je naoružan strpljenjem, jonski pogon je veoma efikasan. U većini današnjih misija, velika složenost i visoka cena jonskog pogona su nepotrebni, jer je svima jasno da se u orbitu oko Marsa može stići i bez njega. Ali kako se čovečanstvo sve više bude okretalo ka ambicioznijim misijama u dubini kosmosa, ogromni potencijali jonske propulzije postaće sve interesantniji.
Do kraja svoje misije, „Dawn“ će ukupno akumulirati preko 5 godina potiskivanja, što će mu dati efikasnu promenu brzine od 11 km/s, ili bezmalo 40.000 km/h. To je otprilike jednako čitavoj Nasinoj „Delta“ raketi sa njenih 9 bočnih bustera na čvrsto gorivo i sva tri stepena, a daleko više od dostignuća bilo koje jednostepene letilice.
Od trenutka lansiranja pa do danas, svaki čitalac „Astronomskog Magazina“ (pa čak i oni drugi, ali toga nisu ni svesni) izveli su pet kompletnih krugova oko Sunca, prevalivši oko 31,4 AJ (4,70 milijardi kilometara), što je jednako putovanju do Urana. Okrećući se na većoj daljini od Sunca od nas – pa prema tome leteći i sporije od nas – „Dawn“ je prevalio „samo“ 23,4 AJ (3,50 milijardi kilometara). Udaljavajući se polako od Sunca i u želji da se uklopi sa Vestinom orbitom, sonda je nastavila da usporava i prilagođava se Vestinoj brzini. Ova protoplaneta je prevalila svega 20,4 AJ (3,05 milijardi km) a još dalji (i sporiji) Ceres 18,9 AJ (2,82 mld. km).
Jedan od pouzdanih načina da se dočara napredak ove misije jeste da se prati način na koji se menjala „Dawnova“ orbita oko Sunca.
Pre svega, da potsetim da su orbite praktično uvek elipse (spljoštene kružnice[1]), tako da su svi članovi porodice solarnog sistema nekada bliže a nekada dalje od Sunca.
Pored toga što orbite mogu da se razlikuju po veličini i obliku, tj. po stepenu spljoštenosti, možemo ih opisivati i prema njihovoj orijentaciji u prostoru. Iako su zapravo Zemljini astronomi poprilično nagnuti u prostoru, oni su uzeli ravan svoje orbite oko Sunca (poznatiju kao ekliptiku) kao reper, i utvrdili da se sve druge planete i međuplanetni kosmički brodovi okreću po orbitama koje su pod nekim uglom u odnosu na nju. Ugao ekliptike i ravni neke druge orbite oko Sunca naziva se nagibom, ili na srpskom, Inklinacijom te orbite. Vesta i Ceres se ne okreću oko Sunca u istoj ravni kao Zemlja, te „Dawn” mora da podešava svoju orbitu sa svojim ciljevima. (Orbite većine planeta nalaze se u blizini ekliptike[2], tako da dobar deo problema tokom putovanja na druge objekte predstavlja promena nagiba orbite broda, što obavezno znači energetski skup poduhvat.)
Pogledajmo sada na koji način je „Dawn“ menjao veličinu i oblik (ujedno prikazujući najveće i najmanje udaljenje od Sunca) kao i nagib svoje orbite na dan svake od prethodnih godišnjica.
Donja tabela prikazuje kakve bi orbite bile da je letilica imala stalni potisak na svaku godišnjicu; radi upoređenja, date su i orbite njenih krajnjih destinacij, Veste i Ceresa. Naravno, dok je „Dawn“ bio na rampi 27. septembra 2007, njegova orbita oko Sunca se poklapala sa Zemljinom. Nakon lansiranja, on je dobio sopstvenu solarnu orbitu.
Kliknite na tabelu da se uveća
Čitaocima koje ne mrzi da malo protumače gornje brojeve, tabela će pomoći da vide kako je tokom trajanja misije „Dawn“ jako pažljivo[3] transformisao svoju orbitu. Ko pažljivo pogleda videće da je prošle godine putanja sonde oko Sunca bila ista kao Vestina. Dostizanje tako savršenog podudaranja bio je, razume se, i cilj ovog dugog leta koji je započeo sa iste solarne orbite na kojoj je i Zemla. Dok je sâm put do Veste bio lak, ulazak u orbitu je zahtevao jedinstvene osobine jonskog pogonskog sistema. Bez njega Nasin program „Discovery“ ne bi mogao da ostvari misiju istraživanja ovog fascinantnog sveta, a čitava misija ka Vesti i Ceresu jednostavno ne bi ni bila moguća.
Mada je od napuštanja Veste prošlo jedva pet nedelja, efekti jonskog pogona već su vidljivi. „Dawn“ se više ne nalazi u istoj orbiti sa Vestom. Sada se zahvaljujući sopstvenim pogonom kreće po drugačijoj putanji, krčeći sebi put kroz asteroidni pojas. Putovanje će biti dugačko, a istraživanje Ceresa neće započeti sve dok sedma godišnjica lutanja kosmosom ne ostane daleko iza sebe. Čekaju nas još mnoga uzbudljiva otkrića i zastrašujući izazovi, od kojih neka već možemo da nazremo. Ali je ovaj pouzdani brodić (uz podršku svoje posade sa Zemlje) dokazao da je sposoban za izuzetna dela, nastojeći da proširi granice i perspektive solarnog sistema bićima čiji karakter i kreativnost žude za novim kosmičkim avanturama.
„Dawn“ se trenutno nalazi na 422.600 kilometara (0,002825 AJ) od Veste i 59,8 miliona km (0,3999 AJ) od Ceresa. Takođe je i na preko 290 miliona km (1,94 AJ) od Zemlje. Radio–signal tamo i nazad do sonde putuje skoro 40 minuta.
 |
 |
 |
Kliknite na ilustracije da se uvećaju
Red je samo da kažem još jedni stvar. Trenutno, sonda se nalazi u tzv. fazi „tihog krstarenja“ („quiet cruise“). Ne zato što u kosmosu niko ne može da čuje rad njegovih motora, već zbog nečeg drugog. To, naime, znači da se trenutno svemirski robot ne bavi nikakvom specijalnom rutinom ili zadatkom (sem ako se višegodišnje putovanje kosmosom ne smatra ničim posebnim). Potiskivanje je „Dawnova“ najnormalnija aktivnost, i već sam pomenuo da mu je na to otišlo više od polovine vremena od kako se nalazi na zadatku.
Ali koliko je stvarno tiho to tiho krstarenje? U stvarnosti, na „Dawnu“ sve vri od aktivnosti. Svi podsistemi (tri glavna računara sa primarnim i back–up komponentama, solarni paneli, kontrola orijentacije i položaja, termo–regulacija, telekomunikacija, itd.) neprestano vrše neke svoje aktivnosti i proveravanje.
Da bi sistem jonske propulzije mogao da nastavi da emituje postojani mlaz visokoubrzanih ksenonskih jona, potrebno je da reguliše delikatan tok ksenona iz glavnog rezervoara pod pritiskom većim od 70 kilograma po kvadratnom santimetru (za čitatelje sa Zemlje, to je 70 puta više od pritiska na Zemlji, a za čitaoce sa Venere, to je nizak pritisak) na mlaz jačine svega 70 milionitih delova grama po kvadratnom santimetru (1 milioniti deo našeg atmosferskog pritiska). Neprestano jonizovanje ksenona i njihovo električno ubrzavanje zahteva pažljivu kontrolu količine i jačine struje. Sistem električnog napajanja šalje potrebnu jačinu struje jonskom pogonskom sistemu, ali vrši napajanje i svih ostalih sistema. Energija se dobija od krila solarnih fotovoltnih panela, a sistem je dalje konvertuje u napon koji je potreban svakom brodskom potrošaču.
Da bi održao ogromne panele (raspona 20 m) upravljene ka Suncu a jonske trastere u pravcu potrebnom za dolazak na cilj, podsistem za kontrolu orijentacije i položaja mora da bude neprestano aktivan. Potrebno je da sistem pet puta svake sekunde konsultuje zvezdani tragač[4] i proračunava položaj, odn. „attitude“, sonde u uslovima nulte gravitacije. Ako je potrebno, ovaj sistem može da rotira panele, a može i da na nekoliko načina okrene čitavu letilicu da bi obezbedio potrebnu orijentaciju trastera.
Telekomunikacioni sistem neprestano šalje radio–signal preko jedne od malih antena, emitujući vrlo širok zrak koji „pokriva“ Zemlju tako da kontrolori misije mogu da ga čuju kad god zažele. Sistem je takođe i konstantni alarm, koji osluškuje skoro nečujni šapat sa Zemlje u slučaju da članovi tima iz Pasadene požele da kontaktiraju sondu van planiranih nedeljnih seansi za koje se koristi glavna visokousmerena parabolična antena (prečnika 1,52 m).
Podsistem za kontrolu temperature svake sekunde očitava rezultate sa više od 100 senzora temperature i odlučuje da li i koji od grejača treba uključiti ili isključiti da bi svaka od komponenti bila na odgovarajućoj temperaturi.
Sistem za obradu podataka i komandovanje, uključujući i glavne računare, orkestrira većinu navedenih aktivnosti. Sistem se uključuje 200 puta u sekundi i komunicira sa drugim komponentama letilice. Oko 35 puta svake sekunde prikupljaju se podaci senzora oko letilice, od kojih se neku čuvaju a drugi šalju na Zemlju preko glavne antene. Svake sekunde kontroliše se više od 200 parametara i ako se detektuje neki problem, softver pokreće akciju za promptnu zaštitu letilice i misije. A sve vreme dok obavlja ove ili neke sruge zadatke, softver svake sekunde proverava da ne postoji neka komanda kontrolora sa Zemlje. Kontrolori formulišu svaku komandi nedeljama unapred i šalju ih ua brodski računar da budu aktivirane u sekundu tačno.
Dakle, kao što se vidi, „quiet cruise“ i nije tako tiho. „Dawn“ je konstruisan da tako radi. U dubinama našeg solarnog sistema, svi sistemi rade zajednički u skoro frenetičnom tempu, a sve sa ciljem da brod bude zdrav i na kursu, sa dalekim asteroidom u daljini, kao nekim svetionikom.
 |
Neki od instrumenata na međuplanetnoj letilici–robotu „Dawn“: solarni senzori (CSS), zvezdani tragač (ST) i reaktivni točkovi sistema za orijentaciju broda (RWA), vizuelni i infracrveni spektrometar (VIR), gama i neutronski detektor (GRaND). Sâm robot je visok 2,36 m a na lansiranju je bio težak 1.240 kg. |
[1] Koliko ja znam, NIKO u Sunčevom sistemu nema kružnu orbitu. Najbliže kružnici jeste orbita Neptunovog meseca Tritona, koja ima ekscentricitet 1,6 × 10-5. Inače, orbitni ekscentricitet (e) je parametar koji pokazuje koliko orbita odstupa od kružnice. Najmanja vrednost je 0 a najveća 1 (parabola). Trenutni Zemljin e = 0,0167, a najveći među planetama ima Merkur sa e = 0,205.
[2] Zemlja uvek u 1° a ostale planete u 6°.
[3] Iako sam ovo već nekoliko puta naglasio u prethodnim izveštajima, da podvučem: snaga jonskog pogona može da se uporedi sa težinom jednog lista hartije. Ipak, u uslovima gde nema trenja ni težine ovakav pogon može da ostvari jako veliku brzinu (mada ne kao drugi motori za par minuta, već za nekoliko meseci pa čak i godina).
Pri maksimalnom „gasu“, sonda dostiže ubrzanje od 7 m/s/dnevno, ili 25 km/h/dnevno: za čitav dan pogona brzima letilice se promeni za 25 km/h. To znači da bi joj za ubrzanje od 0 do 100 km/h trebalo 4 dana!
[4] Senzor čija kamera neprestano slika zvezde a njegov interni računar prepoznava njihove međusobne položaje, proračunavajući svoj položaj u odnosu na njih, kao što i mi u mraku gledamo u nebo, prepoznajemo sazvežđa i orijentišemo se. Kada je „Dawn“ proletao pored Marsa, kamera je bila zaslepljena sjajem i jedno vreme je bila „zbunjena“.
Hronika „Dawna“ na asteroidu Vesta
Ako bi me neko pitao, nabrojao bih mu makar tri misije koje su trenutno u toku a koje me više zanimaju od Nasinog „Curiosityja". Jedna od njih je svakako „Dawn", misija na jonski pogon koja proučava asteroide, te nije čudo što je informativno pokrivam već nekoliko godina. Za današnji tekst imam veliki povod.
|
Vesta se vidi (2007)
|
|
linkovi
|
|
Kako smo već najavili Nasina letelica Dawn je konačno, (u četvrtak, 27. septembra 2007.) lansirana raketom Boing Delta 2 i krenula na svoj tri milijarde ...
2007 ... „Septembarsko lansiranje neće uticati na realizaciju svih naučnih ciljeva misije 'Dawn' koji su bili u planiranu i za julsko lansiranje,“ ...
Konačno je u martu 2006. NASA objavila da se misija „Dawn“ zvanično otkazuje. Na zaprepašćenje svih, otkaz je u martu 2007. ponovo razmatran i.
Jonski motori (Dawn ih ima tri) rade tako što skidaju elektrone iz atoma inertnih gasova kao što je ksenon [5], čineći atome pozitivno naelektrisanim. ...
2010 ... Od kako je 27. septembra 2007. NASA lansirala robotizovanu sondu DAWN, pratim njen napredak. To je prva američka međuplanetna misija koja je ...
„Dawn“ će biti prva ikad lansirana sonda koja ima za zadatak da uđe u ... „Dawn“ će takođe biti i prava letilica koja će posetiti jednu planetu patuljka. ...
2009 ... 29. novembar. 2009. Pre nekih dvadesetak dana, 13. novembra, Nasina svemirska sonda na jonski pogon, DAWN, po drugi put je ušla u Asteroidni ...
|
KOJI TELESKOP DA KUPIM?
