NEAR

Sonda NEAR

Nazwa: NEAR
Inne nazwy: NEAR-Shoemaker
Data startu: 17 lutego 1996
Masa: 805 kg
Rakieta nośna: Delta II (7925)
Koszt: ~ 224 mln USD

Cel misji

Misja NEAR była pierwszą zrealizowaną misją programu Discovery. NEAR jest pierwszą sondą która weszła na orbitę planetoidy oraz pierwszą która wylądowała na jej powierzchni. Głównym celem misji było zbadanie właściwości fizycznych (gęstość, rozmiary itp.), składu powierzchniowego, mineralogii, morfologii (rzeźba terenu), wewnętrznego rozkładu masy oraz pola magnetycznego planetoidy 433 Eros. Sonda zbadała także właściwości regolitu, oddziaływanie planetoidy z wiatrem słonecznym oraz jej rotację.

Budowa sondy

Korpus sondy powstał na bazie graniastosłupa o podstawie ośmiokąta o powierzchni 1,7 m². Na dolnej podstawie zainstalowano adapter rakiety nośnej oraz instrumenty naukowe. Na górnej podstawie zamontowano dysk anteny wysokiego zysku (HGA) o średnicy 1,5 metra, oraz cztery panele baterii słonecznych (w układzie skrzydeł wiatraka). Na jednej ze ścian bocznych umieszczono dyszę silnika głównego.

System napędowy sondy składał się z silnika głównego o ciągu 450 N (zasilanego hydrazyną i czterotlenkiem azotu); hydrazynowych silniczków korekcyjnych: czterech o ciągu 21 N, siedmiu o ciągu 3,5 N; trzech zbiorników paliwa (209 kg hydrazyny) i dwóch utleniacza (109 kg czterotlenku azotu), zbiornika sprężonego helu (43,3-litrowy zbiornik zawierał 1,7 kg helu pod ciśnieniem 21,4 MPa) oraz niezbędnych przetworników, zaworów i przewodów. Ilość materiałów pędnych wystarczyła do zmiany prędkości sondy o 1450 m/s.

Orientacja przestrzenna sondy utrzymywana była w trybie trójosiowym, głównie za pomocą czterech kół zamachowych oraz silniczków korekcyjnych (przy konieczności szybkich zmian orientacji sondy, podczas pracy silnika głównego oraz w czasie stabilizowania pracy kół zamachowych). System nawigacyjny oraz orientacji przestrzennej NEAR opierał się na danych gromadzonych przez pięć czujników położenia Słońca, specjalnej kamerze nawigacyjnej (porównywanie pozycji gwiazd) oraz dzięki jednostce inercyjnej IMU (zawierającej cztery żyroskopy i cztery akcelerometry).

Sonda zasilana jest z czterech paneli baterii słonecznych (każdy o wymiarze 1,83 m na 1,22 m), które w odległości 1 j.a. (150 milionów kilometrów) od Słońca generowały moc 1880 W, ale w odległości 2,2 j.a. (329 milionów kilometrów) już tylko 400 W. Energia elektryczna gromadzona była także w 22-komorowym akumulatorze niklowo-kadmowym o pojemności 9 Ah.

Sonda została wyposażona w dysk anteny wysokiego zysku (HGA) o średnicy 1,5 metra, antenę średniego zysku (MGA) oraz dwie anteny niskiego zysku (LGA). Komunikacja z sondą odbywała się w paśmie X z prędkością 9,9 b/s; 39,4 b/s; 1,1 kb/s; 2,9 kb/s; 4,4 kb/s; 8,8 kb/s; 17,6 kb/s oraz 26,5 kb/s (wybór w zależności od zastosowanego algorytmu kodującego, użytej anteny odbiorczej DSN, odległości sonda-Ziemia oraz geometrii Słońce-sonda-Ziemia).

Sonda została wyposażona w dwa procesory (główny i zapasowy) systemu dowodzenia i telemetrii (C&DH), dwie jednostki rejestrujące dane typu flash (1,1 Gb i 0,67 Gb), dwie jednostki PSU i dwa zdublowane interfejsy MIL-STD-1553 służące do komunikacji z innymi systemami sondy.

Instrumenty naukowe

Sonda NEAR została wyposażona w pięć instrumentów naukowych: MSI, NIS, NLR, MAG i XRS-GRS. Eksperyment radiowy i grawimetryczny przeprowadzony był za pomocą systemu komunikacyjnego sondy. Łączna masa instrumentów naukowych wynosiła 56 kilogramów.

  • MSI (MultiSpectral Imager) - kamera wyposażona w teleskop, zestaw ośmiu filtrów i detektor CCD. Średnica obiektywu teleskopu wynosiła 50 mm (ogniskowa 168 mm), pole widzenia - 2,25 na 2,9 stopnia. Zestaw filtrów składał się z siedmiu filtrów wąskopasmowych (450, 550, 760, 900, 950, 1000 i 1050 nm) oraz jednego szerokopasmowego. Detektor przyrządu składał się z matrycy CDD (244 na 550 piksele, aktywne 244 na 537 piksele) chłodzonej do temperatury od -30 °C do -40 °C. Elektroniczna migawka umożliwiała wykonywanie zdjęć o czasach ekspozycji od 10 ms do 1 s.
  • NIS (Near-Infrared Spectrometer) - spektrometr bliskiej podczerwieni. Przyrząd składał się z lustra skanującego, szczeliny, siatki dyfrakcyjnej oraz dwóch detektorów. Lustro skanujące umożliwiało obserwację celu w zakresie wychyleń od 0° (pole widzenia MSI) do 140°. Szczelina oraz migawka zapewniały pole widzenia 0,38 na 0,76 stopnia lub 0,76 na 0,76 stopnia. Widmo rozproszone na siatce dyfrakcyjnej trafiało do dwóch detektorów: 32-elementowego, liniowego detektora germanowego (widmowy zakres pracy 804-1506 nm) oraz 32-elementowego, liniowego detektora InGeAs (widmowy zakres pracy 1348 - 2732 nm).
  • NLR (NEAR Laser Rangefinder) - dalmierz laserowy. Przyrząd składał się z nadajnika oraz odbiornika sygnałów laserowych. Nadajnikiem był laser Nd:YAG emitujący 12 ns impulsy świetlne (o długości fali 1064 nm) z częstotliwością 0,125; 1; 2 lub 8 Hz. Odbiornik składał się z teleskopu o średnicy zwierciadła 8,9 cm oraz detektora (krzemowa fotodioda lawinowa).
  • MAG (Magnetometer) - magnetometr. Przyrząd wyposażony został w trójosiowy czujnik typu fluxgate, zdolny do pomiaru natężenia pola magnetycznego w ośmiu zakresach dynamicznych (+/- 4, 16, 64, 256, 1024, 4096, 16384 i 65536 nT).
  • XRS-GRS (X-ray/Gamma-ray Spectrometer) - spektrometr promieniowania rentgenowskiego i gamma. Instrument składa się z dwóch przyrządów: spektrometra gamma i spektrometra rentgenowskiego. Spektrometr gamma składa się z dwóch koncentrycznych detektorów: wewnętrznego - scyntylator NaI(Tl) (o wymiarach 2,5 na 7,5 cm) i polu widzenia 60° oraz zewnętrznego - osłona BGO (o wymiarach 8,9 na 14 cm). Obydwa detektory podłączone są do oddzielnych fotopowielaczy. Energetyczny zakres pracy spektrometru gamma wynosi od 0,3 do 10 MeV. Rentgenowski spektrometr fluorescencyjny składa się z trzech detektorów (gazowe liczniki proporcjonalne), każdy o powierzchni aktywnej 24 cm² i polu widzenia 5°. Energetyczny zakres pracy detektorów wynosi od 1 do 10 keV. Instrument jest wyposażony jest także w trzy niewielkie monitory słonecznego promieniowania rentgenowskiego (dwa gazowe liczniki proporcjonalne i detektor półprzewodnikowy).

Historia
  • 17 lutego 1996 - o godzinie 20:43:27 UTC z platformy startowej LC-17 Cape Canaveral Air Force Station wystartowała rakieta nośna Delta II (wersja 7925) z sondą NEAR na pokładzie.
  • 27 czerwca 1997 - o godzinie 12:56 UTC, z prędkością 9,93 km/s sonda przeleciała w odległości 1200 kilometrów od planetoidy 253 Mathilde.
  • 3 lipca 1997 - wykonano dwuetapowy manewr korekty trajektorii (DSM-1), który obniżył prędkość sondy o 279 m/s i zmniejszył odległość peryhelium orbity NEAR z 0,99 j.a. do 0,95 j.a.
  • 23 stycznia 1998 - o godzinie 7:23 UTC, sonda przeleciała w odległości 540 kilometrów od powierzchni Ziemi, realizując tym samym manewr asysty grawitacyjnej (zmiana nachylenia orbity z 0,5° na 10,2° oraz obniżenie aphelium orbity sondy z 2,17 j.a. do 1,77 j.a.).
  • 20 grudnia 1998 - o 22:00 UTC rozpoczął sie pierwszy manewr zbliżeniowy sondy do planetoidy 433 Eros. Jednak z powodu błędu w oprogramowaniu silnik sondy został natychmiast wyłączony, co spowodowało utratę orientacji przestrzennej, wejście w tryb awaryjny.
  • 23 grudnia 1998 - o 18:41:23 UTC, z prędkością 965 m/s sonda NEAR przeleciała w odległości 3827 kilometrów od planetoidy 433 Eros.
  • 14 lutego 2000 - o 15:33 UTC, sonda weszła na orbitę (321 na 366 kilometrów) wokół planetoidy 433 Eros.
  • 12 lutego 2001 - o 20:01 UTC, z prędkością 1,5-1,8 m/s sonda NEAR miękko wylądowała na powierzchni planetoidy.
  • 28 lutego 2001 - po raz ostatni nawiązano łączność z sondą.
  • 10 grudnia 2002 - podjęto ostatnią próbę (nieudaną) nawiązania kontaktu z sondą.
Linki zewnętrzne

[1] Near Earth Asteroid Rendezvous Mission - Informacje o misji sondy na stronie JHU/APL.
[2] NEAR-Shoemaker - Informacje o misji sondy na stronie NASA Science.

Wyszukaj

Znajdziesz mnie tu...

Misje sond kosmicznych na YouTubeMisje sond kosmicznych na InstagramieMisje sond kosmicznych na FacebookuMisje sond kosmicznych na TwitterzeMisje sond kosmicznych na Google+