אל האסטרואיד Itokawa ובחזרה

האסטרואיד Itokawa הוא האסטרואיד הקטן ביותר שחללית הגיעה אליו וחקרה אותו. אורכו 600 מטר והוא שייך לקבוצת האסטרואידים אשר במהלך הקפתם את השמש חולפים ליד כדור הארץ

האסטרואיד Itokawa הוא האסטרואיד הקטן ביותר שחללית הגיעה אליו וחקרה אותו. אורכו 600 מטר והוא שייך לקבוצת האסטרואידים אשר במהלך הקפתם את השמש חולפים ליד כדור הארץ. זאת קבוצת האסטרואידים הנקראת קבוצת ה- Neo (Near Earth Objects). החללית שהופנתה אליו היתה חללית יפנית בשם Hayabusa. היא שוגרה ב-9.5.2003 והגיעה אליו בספטמבר 2005 .

החללית תוכננה כך שתנוע סביב האסטרואיד 3 חודשים מספטמבר 2005 עד נובמבר 2005 ובמהלך אותה תקופה תצלם ותמדוד אותו. סך הכול שודרו ארצה 1600 מפני השטח שלו. החללית אמורה היתה לרדת עד לגובה של 100 מטר מפני השטח ולשגר לפני הקרקע מספר כדורונים קטנים (Pellets). אלה יפגעו בקרקע וחלק מהאבק שיותז כלפי מעלה ייקלט בתא מיוחד שבחללית ויוחזר ארצה. הנחיתה אמורה היתה להתבצע ביוני 2007 באוסטרליה. מניתוח הטלמטריה שנעשה מספר שנים לאחר מכן התברר שמשימה זו כשלה.

בהגיע החללית לגובה 100 מטר מהקרקע היא אמורה היתה גם לשגר אל קרקע האסטרואיד רכב זעיר בשם מינרווה. מדובר בנחתת בעלת מבנה גלילי במשקל 600 גרם. לרכב אין גלגלים. הכוונה היתה שהוא ינצל את התנע של משקולת המצויה בתוכו כדי לעבור ממקום למקום. זאת טכניקה חדשה לחלוטין. ברכב 3 מצלמות הממוקמות בגובה 5 ס”מ מהבסיס. מצלמה אחת מצויה בצידו האחד של הרכב והיא יכולה לצלם גם כשהרכב מבצע את דילוגיו. בצידו השני של הרכב מותקנות שתי מצלמות היכולות לצפות למרחק של 10-50 ס”מ. שדה הראיה החופף ביניהם יכול לתת תחושה של עומק. הרזולוציה במצלמות האם בזמן המיפוי הגלובלי הן של 30 מטר לפיקסל ובזמן הירידה לגובה של 100 מטר הרזולוציה היא 1.2 ס”מ לפיקסל. הרזולוציה של מינרווה היא 1 מ”מ לפיקסל עד למרחק של 10 ס”מ. מינרווה מסוגלת לבחון גודל של גרגרי רגוליט (גרגרי סלע) המכסים את האסטרואיד. בקצה העליון של הרכב ובקצה התחתון מצויים 6 מדי חום המודדים את חום הקרקע וניתן ללמוד מכך באם פני הקרקע עשויים מחול או שהם סלעיים. הרכב אמנם שוחרר ושידר כי אכן יצא לדרכו, אך הוא אבד.

החללית ניסתה להתקרב פעמיים לאסטרואיד כדי לשחרר את הכדורונים, אך הניסיון כאמור לא הצליח. בדיעבד התברר שבפעם השניה החללית בעצם נחתה על האסטרואיד ושהתה על פניו חצי שעה.

ממצאי המדידות שנעשו על ידי החללית עצמה הראו שהאסטרואיד הוא שבר מגוף גדול יותר. הוא מקיף את השמש פעם ב-556.36 ימים וזווית הנטיה שלו היא °1.62. מרחק מסלולו מהשמש הוא בין 1.324 יחידות אסטרונומיות ו-1.695 יחידות אסטרונומיות. צפיפותו היא 0.3 ± 2.5 גרם/סמ”ק והוא מסתובב סביב עצמו פעם ב-12.5 שעות.

ניתן לראות על פניו שברי סלעים בגדלים שונים מגרגרים עד לכאלה שאורכם 50 מטר. חלק מפני השטח חלקים וחלקים אחרים מחוספסים. בחלקים המחוספסים ניתן לראות סלעים שתקועים בו בזווית ישרה . באחד הקצוות אפשר לראות גוש סלע בתצורה מעין מלבנית תקוע בקרקע. תופעה זו יכולה להעיד על כך שבמקום הפגיעה בקרקע הפגיעה מכוסה בחומר דביק. אולי חומר אורגני.

משהגיעו התצלומים הראשונים מהאסטרואיד החוקרים הופתעו. התברר שלאסטרואיד אין מבנה הומוגני. הקצוות שלו נראים מעוגלים, כנראה כתוצאה מפגיעת גופים שונים בחלל שפעלו כמו מנגנון ארוזיבי ועיגלו מקטעים שלו. נראה שגופים שונים שפגעו בו השאירו עליו אבק. גם בכך היתה משום הפתעה. לא ציפו כי גוף שלו כוח משיכה כה זעיר יצליח להחזיק רגוליט.

בדיקת צילומים בעלי רזולוציה גבוהה במיוחד, 6 מ”מ לפיקסל, הראו שהאסטרואיד מכוסה בגרגרי חצץ בגודל מילימטרי בלתי מגובשים המצויים באזורים החלקים שלו, מה שהפריך את ההערכה שהאסטרואיד כולו מכוסה בגרגרים. ההערכה היא שאותם חלקים נפרדו זה מזה בתהליך של הנזלה (fluiazation) שנגרם על ידי תנודות בהשראת פגיעת מטאוריטים קטנים. כאשר גרגרים מתנדנדים הם “מתנזלים” ונוהגים כמו נוזל גרנולרי (granular fluid).

לחללית היו אמנם הישגים מדעיים לא מבוטלים למרות הכישלונות שלה בהנחתת רכב שטח זעיר ובאיסוף מדגמים, אבל השיבה ארצה היתה רצופה בבעיות לא מעטות ולא היה זה בטוח בכלל שהיא תעמוד בכך. היה חשש שהחללית לא תשרוד בכלל. תקלה ראשונה התרחשה ב- 31.7.2005 כאשר אחד ממנגנוני הייצוב הפסיק לתפקד והשני הפסיק לתפקד ב- 3.10.2005 . החללית נשארה עם מנגנון ייצוב אחד והיה צריך לנקוט בזהירות רבה בזמן פעילותה בקרבת האסטרואיד. היה צורך לדחות את השיבה ארצה ב-3 שנים. ייצוב החללית נעשה באמצעות מאיץ חירום. התעוררו שאלות לגבי המשך השימוש במצבר של החללית. ב-1.12.2005 פקחי הטיסה החליטו להשתמש באנטנת שבח נמוך העובדת בקצב נמוך של 8 ביטים לשניה, למרות שקו הקשר היה חלש ולפעמים היו גם נתקים בתקשורת. בנוסף לכך מערכות הייחוס והפיקוח לא פעלו כראוי. לא היה ברור מה גרם לכך. ההערכה היתה ששימוש היתר במערכות הכוח עבור היחידות השונות בחללית היו במצב של אתחול (reset ), שעה שהטמפרטורות שלהם נפלו בשל התאדות של דלק שדלף ובשל אי טעינת חשמל מהסוללות למערכות שונות של החללית בעקבות ירידת כוח.

מה-8.12.2005 לא היה קשר עם החללית במשך 6 שבועות בשל הפרעה שגרמה לכך שהאנטנה שלה לא תהיה מכוונת לכדור הארץ. הקשר חודש ב- 23.1.2006 והוא הגיע למלוא היקפו ב-26.2.2006 . התברר שהחללית סבלה מאיבוד כוח וכי מיכל החמצן היה ריק. בנוסף לכך מנועי התמרון נחלשו.

בצעד יוצא דופן הוחלט לשלב בין התפקודים החלקיים של המנועים היוניים A ו-B כדי שלחללית יהיה די כוח לשוב ארצה. הוחלט לשלב בין הגורם המנטרל של המנוע היוני A ומקור הכוח של מנוע B. הניסיון אכן הצליח והביא לנחיתה המוצלחת ב- 13.6.2010 . התא שאמור היה לאסוף מדגמים מקרקע האסטרואיד נחת בשלום. החלקיקים שבכל זאת נמצאו בתא, כ-1500, איך שהוא הגיעו פנימה שעה שהחללית שהתה על קרקע האסטרואיד.

מקורות

מזר ח.-“ענני אבק וחלקיקים ברצועת האסטרואידים” כל כוכבי אור גליון מס. 3 כרך 20 אפריל-מאי יוני 1993 עמ. 66-67

Clark S.-“New hope for plucky Japanese asteroid mission” 19.11.2009
http://www.spaceflightnow.com/news/n0911/hayabusa

Clark S.- “Team trying to regain control of troubled asteroid probe” 11.3.2006
http://www.spaceflightnow.com/news/n0603/11hayabusa

Sherrif L. –“New flight control problem for Japan’s asteroid probet” 7.10.2005
http://www.theregister.co.uk/2005/10/07/asteroid_altitude/print.html

image
http://spacenews.dancebeat.info/images/hayabusa_oct4-1.jpg

Itokawa(minor planet 25143)
http://www.daviddarling.unfo/encyclopedia/I/Itotawa.html

“JAXA unable to restore full-scale operations on a deteriorating hayabusa” 12.12.2005
http://www.spacedaily.com/news/asteroid-05zj.html

“Latest Itokawa image reveals a strange asteroid with few craters” 12.9.2005
http://www.spacedaily.com/news/asteroid-05m.html

“Minerva explores the surface of ITOKAWA”
http://www.hayabusa.isas.jaxa.jp/index.html

“Scientists find migration regolith on tiny asteroid Itokawa” 22.4.2007
http://www.spacedaily.com/reports/ Scientists_ Find_ Migration_ Regolith _On _Ttiny_ Asteroid _Itokawa_999.html