Погоня за астероидом

Изначально целью полета космического аппарата была другая малая планета, зарегистрированная в Международном каталоге небесных тел под индексом 1989 ML. Но в июле 2002 года, ссылаясь на ненадежную работу двигателей первой ступени ракеты-носителя, JAXA отложило старт почти на год.

Возвращение сокола

Первый «взрослый» космический проект Японии поражает, с одной стороны, своей дерзостью, а с другой – подходом к реализации амбициозных замыслов

Согласно новому заданию целью «Хаябусы» стал планетоид 25143 Itokawa – каменная глыба размером 490 на 180 метров, вращающаяся вокруг Солнца в пределах 1,8 млн. километров от орбиты Земли. Вероятно, смена приоритетов имела еще один скрытый смысл, понятный только японцам.

Дело в том, что открытый астрономами Страны восходящего солнца астероид 25143 назван в честь профессора Токийского университета Хидео Итокавы, которого почитают основоположником японского ракетостроения.

При его участии была построена пилотируемая крылатая ракета для летчиков-самоубийц «Ока» («Цветок вишни»), которую в конце войны императорский флот безуспешно пытался применить против американских авианосцев (все самолеты–носители «Ока» были сбиты палубной авиацией на подходе к цели).

Но, кроме того, работая на фирме «Накадзима», Итокава спроектировал лучшие истребители императорской армии Ки-43 «Хаябуса» и Ки-84 «Хаяте». Слово «хаябуса» обозначает по-японски вид небольших хищных птиц, известных орнитологам как сокол перелетный или странствующий. В Средние века благородные самураи использовали прирученных соколов как ловчих птиц. Таким образом, получается красивый «бэкграунд»: охотничья птица возвращается к своему хозяину.

Вообще при ближайшем рассмотрении первый «взрослый» космический проект Японии поражает, с одной стороны, своей дерзостью, а с другой – подходом к реализации амбициозных замыслов. Действительно, доставить на родную планету частички космического вещества иного небесного тела (кроме Луны) не удалось пока никому. Первыми, по-видимому, станут американцы.

В ходе миссии Stardust запущенный в 1999 году одноименный аппарат совершил вояж к комете Вильда-2, пройдя 12 января 2004 года в 300 км от ее ядра. При этом были собраны образцы частиц из газово-пылевого хвоста кометы. Капсула с образцами должна достичь Земли 15 января 2006 года.

При возвращении миниатюрный спускаемый аппарат войдет в атмосферу родной планеты со скоростью 45 тыс. км в час и станет, таким образом, самым быстрым из созданных когда-либо рукотворных объектов. Японцы могут стать вторыми, однако даже второе место выведет страну в первые ряды космических держав.

Собственно, даже если миссия «Хаябусы» и не увенчается полным успехом, главное азиатские ученые уже доказали: для эффективных исследований космического пространства пригодны и сравнительно недорогие космические аппараты. И действительно, если США вложили в программу Stardust чуть более 300 млн. долларов, то JAXA обошлось половиной от этой суммы. При этом японский зонд ни в коем случае нельзя считать примитивным.

Блеск и нищета JAXA

Астероид 25143 назван в честь профессора Токийского университета Хидео Итокавы (фото: Reuters)

«Сокол» – один из первых космических аппаратов, оснащенных маршевыми ионными двигателями (раньше двигатели такого типа использовались как маневровые) со сроком службы более 20 лет! Учитывая минимальный расход топлива такой силовой установки, ионные движки рассматриваются сейчас как идеальный вариант для оснащения аппаратов, исследующих дальний космос.

Еще один положительный момент – эти моторы могут работать и от солнечных батарей. Единственный их недостаток – невысокая тяга, но для сравнительно легкого зонда принципиального значения это не имеет. Не исключено, что в том или ином виде подобными моторами будут оснащены перспективные пилотируемые корабли для будущих марсианских экспедиций.

Похоже, что большую часть средств ученые из JAXA вложили именно в космическую компоненту программы. Это ощущение возникает при просмотре официального блога миссии и фрагментов видеозаписей, размещенных на сайте агентства. Монохромные мониторы, 8-дюймовые дискеты (если 5-дюймовые некоторые еще помнят как страшный сон, то 8-дюймовые в Москве можно увидеть лишь в Политехническом музее) и прочая техника середины 80-х годов прошлого века наводит на устойчивую ассоциацию с фантастическим фильмом «про будущее», которые так любили снимать в те годы.

Даже оперативный экран в ЦУП, на котором фиксируются элементы полета, представляет собой простую школьную доску, на которой маркером пишут данные. Бытовая видеокамера транслирует эту картинку операторам в соседний зал. Собственно, в этом и есть суть японской технической школы в лучших ее проявлениях: добиваться максимального результата минимумом средств. Так строил свои знаменитые истребители и профессор Итокава, упрощая где только можно конструкцию почти до примитива – но не в ущерб летным характеристикам и боевой эффективности.

Судя по всему, японская космическая программа не является стержневой национальной задачей. Тем не менее то, что было сделано, – сделано замечательно! Зонд четырежды опускался к поверхности астероида. При первом спуске автоматика, контролирующая полет аппарата (с Земли непосредственно руководить маневрами невозможно: в обе стороны радиосигнал идет 16 минут), выдала команду «параметры вне пределов» и увела зонд от цели. Тем не менее оборудование прошло проверку, и этот спуск было решено считать пробным.

При втором сближении ставилась задача сбросить на Итокаву автономного прыгающего робота «Минерва» - конструкцию размером с чайную кружку, которая, упав на поверхность астероида, могла отталкиваться от него специальными рычажками и, подпрыгнув на несколько метров, перелетать на соседнюю точку, там вести съемку и замеры некоторых параметров. Но на высоте 70 метров, когда робот должен был отделиться от зонда, пропала связь с аппаратом: как раз в это время шло переключение антенн дальней космической связи с японской на австралийскую. Процесс этот затянулся на целых 40 минут. При этом команда на отстыковку робота прошла с задержкой: аппарат дошел почти до поверхности, начал подниматься обратно, в этот момент пришла команда на сброс «Минервы». В результате робот улетел в космос просто потому, что «Хаябуса» развил к тому времени скорость 15 км/сек – больше второй космический.

Задачей третьего спуска была установка навигационного маяка на поверхности астероида, после чего зонд выстреливал 5-граммовый танталовый шарик, который, врезавшись в поверхность малой планеты, должен был поднять облако пыли и осколков. Их предполагалось собрать и доставить на Землю. Маркер был сброшен, но в 17 метрах от поверхности астероида автоматика выдала команду «помеха» и начала уводить зонд от небесного тела. Однако в этот момент выяснилось, что «Хаябуса» неверно сориентирован (один из трех приборов ориентации – гиродин – отказал еще раньше). Система зависла, отменив обе команды: «уход» и «сбор грунта». В результате аппарат упал на астероид и пролежал там полчаса, пока по команде с Земли не были включены двигатели.

Второй спуск за грунтом (и четвертый по счету) прошел вроде бы в штатном режиме. Однако вскоре выяснилось, что «Хаябуса» теряет топливо. Немного, совсем немного – но и запас его на борту мизерный! Причиной стала неисправность одного из двигателей системы ориентации, который пришлось отключить.

Тайм-аут на три года

Хотя до сих пор неизвестно, были ли получены пробы грунта, японские менеджеры проекта не теряют оптимизма. Хуже всего то, что в процессе маневрирования зонд истратил слишком много топлива и практически разрядил бортовые аккумуляторные батареи, необходимые как для работы электронной начинки зонда, так и его ионных двигателей.

Фактически аппарат сейчас обездвижен и дрейфует в космосе примерно в 19 км от астероида. На подзарядку от солнечных батарей может потребоваться до года: на таком расстоянии Солнце кажется в пять раз более тусклым, чем вблизи Земли, соответственно и КПД солнечных батарей снижается более чем на три четверти.

На эту тему
• Льды Арктики исчезают
• Адекватный ракетный ответ
• Две мечты президента Бразилии
• Сделано в Китае
• Американский отказ от МКС
• Закат эры шаттлов
• МКС осталась без экипажа
• Космические деньги

Таким образом, декабрьское «окно возвращения» будет пропущено. Еще два года займет процесс позиционирования аппарата на орбите при помощи оставшихся двигателей и единственного рабочего гиродина. Расчеты показывают, что такая возможность существует.

И лишь после этого «Хаябуса» сможет перейти на правильную траекторию полета к Земле, куда прибудет в таком случае в июне 2010-го. И лишь когда капсула с образцами благополучно приземлится в Австралии, можно будет узнать, что же добыл зонд, опускавшийся ранее на поверхность астероида.

Считается, что астероиды наряду с кометами несут первичную материю, ту, которая не подверглась переплавке в процессах образования планет. Анализ полученных образцов даст ученым ценную информацию, необходимую для понимания процессов зарождения Солнечной системы. Возможно, тогда JAXA получит наконец новые компьютеры.