De hylldes en gång som planeter när de upptäcktes, placerades i samma klass som de åtta planeterna vi känner till idag. Men när fler och fler föremål som Vesta och Ceres upptäcktes, insåg astronomer snart att de hade en ny typ av objekt och märkte dem asteroider. Vesta, Ceres och många andra asteroider som hade fått planetarisk status hade de återkallat (låter bekant?). Det är därför verkligen ironiskt att dessa glömda historiska föremål kan hamna ljus på bildandet av de steniga planeterna. Dawn-uppdraget har till uppgift detta.

Varför gå till asteroidbältet?

Vesta och Ceres valdes inte slumpmässigt. Även om hela asteroidbältet är en fascinerande plats att studera, är dessa två överlägset de största målen. Ceres är 585 miles bred och är massan av asteroidbältet medan Vesta är den 2: a mest massiva och har 1/48 massan av asteroidbältet. Dessa och resten av asteroiderna skulle ha varit tillräckligt för att göra en liten planet om det inte var för Jupiter s tyngdkraft förstörde showen och drar allt ifrån varandra. På grund av denna historia kan asteroidbältet betraktas som en tidskapsel för byggstenarna i det tidiga solsystemet. Ju större asteroiden är, desto mer har de ursprungliga förhållandena som den bildats under överlevt kollisioner och tid. Så genom att förstå medlemmarna i denna familj kan vi få en bättre bild av hur solsystemet bildades (Guterl 49, Rayman 605).

En HED-meteorit. |

Till exempel känner vi till en speciell typ av meteorit som kallas HED-gruppen. Baserat på kemisk analys, vet vi att de kom från Vesta efter en kollision vid dess sydpol för en miljard år sedan kastade ut cirka 1% av den volym som den hade och skapade en krater som är 460 kilometer bred. HED-meteoriter har högt nickeljärn och saknar vatten, men vissa observationsbevis visade möjligheten att lavaflöden på ytan. Ceres är ett ännu större gåta eftersom vi inte har några meteoriter från det. Den är inte heller för reflekterande (bara en fjärdedel så mycket som Vesta), ett tecken på vatten under ytan. Möjliga modeller antyder en mil djup hav under en frusen yta. Det finns också bevis på att OH släpps på den norra halvklotet, vilket också antyder vatten. Naturligtvis ger vatten idén om livet i spel (Guterl 49, Rayman 605-7).

Chris Russel |

Dawn Gets Wings

Chris Russell har "den huvudsakliga utredaren för Dawn-uppdraget" haft en riktigt uppåtgående kamp för att få Dawn säkrad. Han visste att ett uppdrag till asteroidbältet skulle vara svårt på grund av avstånd och det bränsle som skulle krävas. Att gå till två olika mål med en sond skulle vara ännu svårare och kräva mycket bränsle. En traditionell raket skulle inte kunna få jobbet gjort till ett rimligt pris, så ett alternativ krävdes. 1992 lärde Russell sig om jonmotorteknologi, som hade sitt ursprung på 1960-talet när NASA började undersöka den. Den hade tappat den till förmån för finansiering av rymdfärjan men den användes på små satelliter, vilket gjorde att de kunde göra små bankkorrigeringar. Det var det nya millennieprogrammet som NASA inrättade på 1990-talet som fick allvarliga applikationer för motordesignerna går (Guterl 49).

Vad är en jonmotor? Det driver ett rymdskepp genom att ta bort energi från atomer. Specifikt remsar det elektronerna bort från en ädelgas, som xenon, och skapar därmed ett positivt fält (atomens kärna) och ett negativt fält (elektronerna). Ett rutnät på baksidan av denna tank skapar en negativ laddning och lockar de positiva jonerna till den. När de lämnar nätet förorsakar överföringen av fartyg fartyget att drivas. Fördelen med denna typ av framdrivning är den låga mängden bränsle som behövs men det kostar snabb drivkraft. Det tar lång tid att komma igång, så så länge du inte har bråttom är detta en bra metod för framdrivning och ett bra sätt att sänka kostnaderna för bränsle (49).

1998 lanserades uppdraget Deep Space 1 som ett test på jonteknologi och var en stor framgång. Baserat på det bevis på konceptet fick JPL godkännande i december 2001 för att gå vidare och konstruera Dawn. Den stora försäljningsstället för programmet var de motorer som sänkte kostnaderna och gav en längre livslängd. En plan som skulle ha använt traditionella raketer skulle ha krävt två separata lanseringar och skulle ha kostat 750 miljoner dollar vardera för totalt 1, 5 miljarder dollar. Dawns ursprungliga totala beräknade kostnad var mindre än 500 miljoner dollar (49). Det var en tydlig vinnare.

Men när projektet fortskrider började kostnaderna gå över budgeten på 373 miljoner USD Dawn tilldelades och i oktober 2005 var projektet 73 miljoner dollar över. Den 27 januari 2006 avbröts projektet av Science Mission Directorate efter oro över den ekonomiska situationen, vissa bekymmer över jonmotorerna och hanteringsfrågorna blev för mycket. Det var också en kostnadsbesparande åtgärd för Vision for Space Exploration. JPL överklagade beslutet den 6 mars och senare samma månad återupplivades Dawn. Det konstaterades att eventuella motorproblem fixades, att en personlig förändring löste eventuella personalproblem, och att trots att kostnaden för projektet var nästan 20% överbord utvecklades en rimlig ekonomisk väg. Dessutom var Dawn över halvvägs till slutförande (Guterl 49, Geveden).

Specifikationer

Dawn har en specifik lista över mål den hoppas kunna uppnå på sitt uppdrag, inklusive

  • Hitta tätheten för var och en inom 1%
  • Hitta ”rotationsaxelorienteringen” för var och en inom 0, 5 grader
  • Hitta tyngdfältet för var och en
  • Avbildar mer än 80% av var och en med hög upplösning (för Vesta minst 100 meter per pixel och 200 meter per pixel för Ceres)
  • Kartlägga topologin för var och en med samma specifikationer som ovan
  • Ta reda på hur mycket H, K, Th och U är 1 meter djupa på var och en
  • Få spektrografer av båda (med en majoritet på 200 meter per pixel för Vesta och 400 meter per pixel för Ceres) (Rayman 607)

För att hjälpa Dawn att uppnå detta kommer den att använda tre instrument. En av dessa är kameran, som har en brännvidd på 150 millimeter. En CCD är inställd på fokus och har 1024 x 1024 pixlar. Totalt 8 filter gör att kameran kan observera mellan 430 och 980 nanometer. Gammastrålen och neutrondetektorn (GRaND) ​​kommer att användas för att se bergelement såsom O, Mg, Al, Si, Ca, Ti och Fe medan gammadelen kommer att kunna detektera radioaktiva element såsom K, Th och U. Det kommer också att vara möjligt att se om väte är närvarande baserat på kosmiska strålinteraktioner vid ytan / Den visuella / infraröda spektrometern liknar den som används på Rosetta, Venus Express och Cassini. Huvudspalten för detta instrument är 64 sträckor och CCD har ett våglängdsområde från 0, 25 till 1 mikrometer (Rayman 607-8, Guterl 51).

Huvuddelen av Dawn är en grafits sammansatt cylinder med mycket redundans inbyggd i den för att se till att alla uppdragsmål kan uppnås. Den innehåller hydrazin och xenon bränsletankar medan alla instrument är på motsatta sidor av kroppen. Jonmotorn är bara en variant på Deep Space 1-modellen men med en större tank som innehåller 450 kg xenongas. 3 jon-thrustrar, vardera med 30 centimeter i diameter, är utloppet för xenontanken. Den maximala gasen som Dawn kan uppnå är 92 milliNewtons vid 2, 6 kilowatt effekt. Vid den minsta effektnivån kan Dawn vara på (0, 5 kilowatt), drivkraften är 19 milliNewton. För att säkerställa att Dawn har tillräckligt med kraft kommer solpaneler att tillhandahålla 10, 3 kW vid 3 timmar från solen och 1, 3 kilowatt när uppdraget närmar sig slutet. När de är helt utökade kommer de att vara 65 fot långa och använda sig av InGap / InGaAs / Ge trippelkorsningsceller för kraftomvandlingen (Rayman 608-10, Guterl 49).

Citerade verk

Guterl, Fred. "Uppdrag till de glömda planeterna." Upptäck mars 2008: 49, 51.

Geveden, Rex D. "Dawn Cancellation Reclama." Brev till associerad administratör för Science Mission Directorate. 27 mar 2006. MS. Administratörens kontor, Washington, DC.

Rayman, Marc D, Thomas C. Fraschetti, Carol A. Raymond, Christopher T. Russell. Dawn: Ett uppdrag i utveckling för utforskning av asteroider med huvudbälten Vesta och Ceres. Acta Astronautica 5 april 2006. Web. 27 aug 2014.

  • Chandra röntgenobservatorium och dess uppdrag att låsa upp ...
    Detta rymdobservatorium fick sina rötter i en dold ljusgräns och fortsätter nu att göra framsteg i röntgenvärlden.
  • Cassini-Huygens och dess uppdrag till Saturnus och Titan
    Inspirerat av sina föregångare syftar Cassini-Huygens uppdrag till att lösa många av mysterierna kring Saturnus och en av dess mest berömda månar, Titan.