Hayabusa 2

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Hayabusa 2
小惑星探査機 はやぶさ2 CGモデル.jpg
Representación artística de la sonda
Información general
Estado Misión en desarrollo
Aplicación Investigación de asteroide
Organismo(s) responsable(s) JAXA
Fecha de lanzamiento 3 de diciembre de 2014
Reingreso diciembre 2020 (planeado)
Especificaciones técnicas
Propulsión Iónica
Elementos orbitales
Tipo de órbita Heliocéntrica

Hayabusa 2 (はやぶさ2 halcón peregrino?) es una nave espacial robótica de la Agencia Japonesa de Exploración Aeroespacial con la misión de recoger muestras de material del asteroide (162173) Ryugu y traerlas a la Tierra para su análisis. La misión es sucesora de Hayabusa, que tuvo lugar entre 2003 y 2010.[1]​ Hayabusa 2 fue lanzada el 3 de diciembre de 2014 desde el Centro Espacial de Tanegashima, y el 27 de junio de 2018 la sonda llegó a Ryugu.[2]​ El 21 de septiembre desplegó sus dos rovers de manera exitosa en la superficie del asteroide.[3][4]​ Mientras que el 22 de febrero de 2019, logró aterrizar en la superficie del cometa.[5][6]

Está planeado que la sonda regrese a la Tierra un año más tarde, en diciembre de 2020.

Contexto de la misión[editar]

(162173) Ryugu (anteriormente denominado 1999 JU3) es un asteroide de tipo C primitivo perteneciente al grupo Apolo. Se cree que este tipo de asteroides preserva los materiales más prístinos del Sistema Solar (una mezcla de minerales, hielo y compuestos orgánicos que interactúan entre sí), [7]​ de manera que se espera que su estudio permita obtener información adicional acerca de la formación de los planetas interiores y el origen del agua y la vida en la Tierra.[8][7][9]

Para estudiar el asteroide, se partió de la misión Hayabusa, que había logrado traer muestras del asteroide (25143) Itokawa en 2010. Su sucesora sigue sus líneas generales, pero también incorpora mejoras en los subsistemas de la nave; en particular, se mejoró el sistema de propulsión iónica, la tecnología de navegación y guiado, las antenas y el sistema de control de actitud. Adicionalmente, nuevos instrumentos fueron embarcados, entre ellos varios rovers, un aterrizador y un artefacto explosivo que permite crear un pequeño cráter y acceder a capas más profundas del asteroide. [10]

Desarrollo de la misión[editar]

Animación de la órbita de Hayabusa2 desde el 3 de diciembre de 2014 hasta el 29 de diciembre de 2019.
     Hayabusa2     (162173) Ryugu     Tierra     Sol

A partir del éxito parcial de la misión Hayabusa, en 2007 JAXA empezó a estudiar una posible misión sucesora. [11]​ Tras la presentación de una propuesta en 2009, en 2010 el gobierno japonés aprobó el inicio del desarrollo de la nueva misión Hayabusa 2, con un coste estimado de 16400 millones de yenes. [1][12]​. El principal contratista de la misión, NEC Corporation, construyó la nave, así como el sistema de comunicaciones y una cámara infrarroja.[13]

Lanzamiento y acercamiento al asteroide[editar]

El lanzamiento de la misión estaba planeado para el 30 de noviembre de 2014, pero fue retrasado[14]​ y finalmente tuvo lugar el 3 de diciembre de 2014 desde el Centro Espacial de Tanegashima mediante un cohete espacial H-IIA.[15]​ El 3 de diciembre de 2015 sobrevoló la Tierra, lo que, por medio de una asistencia gravitatoria, le permitió cambiar al plano orbital del asteroide. Sus motores iónicos estuvieron en funcionamiento permanente en los siguientes periodos: -entre marzo y mayo de 2016; -entre noviembre de 2016 y abril de 2017 -entre enero y junio de 2018. En todos esos periodos se gastó 24 kg de xenón.

Estudio del asteroide[editar]

El 26 de febrero de 2018 la sonda detectó por primera vez el asteroide con su cámara. El 27 de de junio de 2018 la sonda finalizó la fase de acercamiento al asteroide, encontrándose entre 5 y 1 kilómetros del asteroide. El 21 de septiembre, la sonda se separó de sus dos módulos de aterrizaje a las 13:06 JST, su aterrizaje fue confirmado el 22 de septiembre.[4][3]​ Este logro convirtió MINERVA-II1 en los primeros rovers en aterrizar en un asteroide.[4]​. Días más tarde, el 3 de octubre, el aterrizador MASCOT llegó a la superficie de Ryugu.[16]

Retorno a la Tierra y posible extensión[editar]

Se espera que la sonda continúe estudiando el asteroide hasta diciembre de 2019, cuando inicie su regreso a la Tierra.[17]​ Se estima que la llegada al planeta se producirá a finales de 2020.[18]​. Cuando la sonda se aproxime al planeta liberará la cápsula que contenga las muestras del asteroide recogidas, la cual comenzará la reentrada en la atmósfera terrestre a una velocidad de 12 km/s. Tras desplegar un paracaídas, la cápsula aterrizará en Woomera Test Range, al sur de Australia.[19]

A diferencia de la cápsula, la nave seguirá su curso por el espacio. Se espera que en el momento de paso por la Tierra ésta conserve unos 30 kg de xenón, el cual puede aprovecharse para dirigirla a otros cuerpos y así extender la vida de la misión. Un posible candidato para visitar sería el asteroide (172034) 2001 WR1, el cual sería alcanzado el 27 de junio de 2023. [20]

Diseño de la nave[editar]

La nave empleada en esta misión es similar a la de la misión Hayabusa, aunque cuenta con ciertos aspectos que han sido mejorados.[21]​ Su masa húmeda es de 610 kg, y la energía eléctrica es generada por dos paneles solares que proporcionan 2.6 kW a 1 UA y 1.4 kW a 1.4 UA. La energía se almacena en once baterías de ión litio.[21]

Subsistema de propulsión y control de actitud[editar]

Representación artística de Hayabusa 2 con tres de sus propulsores activados.

La nave Hayabusa 2 cuenta con 4 propulsores iónicos de tipo μ10 [22]​, siendo uno de ellos de reserva. Con tres de los propulsores activados, el empuje alcanzado puede llegar a los 28 mN.[21]​ Aunque es un valor bajo, la eficiencia del propulsante iónico permite cambiar la velocidad de la nave hasta 2 km/s.[21]

La nave cuenta con cuatro ruedas de reacción redundantes, así como un sistema de 12 propulsores químicos para controlar la actitud y órbita. Estos propulsores usan hidrazina y una mezcla de óxidos de nitrógeno como propulsante.[21]

Comunicación[editar]

La nave cuenta con dos antenas direccionales de gran ganancia, que operan en las bandas X y Ka.[22]​ La velocidad de transmisión se sitúa entre 8 y 32 bps. La nave se comunica con varias estaciones de tierra: el Centro Espacial Uchinoura, el Centro Espacial de Usuda, la Red del Espacio Profundo de la NASA y la Estación de Malargüe de la ESA.

Navegación y guiado[editar]

Hayabusa 2 emplea una cámara telescópica denominada ONC-T (optical navigation camera telescope) para guiarse[23]​, junto con la cámara de gran angular ONC-W2 y dos star trackers. Para el descenso al asteroide, la nave depositará hasta cinco marcadores en la superficie del cuerpo. Estos marcadores, cubiertos por material reflectante, serán reconocidos por un sensor a bordo de la nave. Por otro lado, un sistema LIDAR y otros sensores serán empleados en el proceso de extracción de muestras del asteroide.[21]

Instrumentos[editar]

Hayabusa 2 cuenta con una gran cantidad de instrumentos científicos,[24][25]​, que abarcan diversas funciones. A bordo de la nave se encuentran varias cámaras, un espectrómetro infrarrojo y un sistema LIDAR.

Rovers y aterrizador[editar]

Esquema de los rovers y aterrizador de Hayabusa 2.

La misión cuenta con tres rovers y un aterrizador, cuya misión es investigar la superficie del asteroide in situ y proporcionar información de contexto para las muestras recogidas por la nave principal. Debido a la débil gravedad del asteroide, ninguno de estos dispositivos cuenta con ruedas, sino que se desplazan mediante pequeños saltos, en general mediante mecanismos internos.

MINERVA-II

Los rover MINERVA-II son sucesores del rover MINERVA de la misión Hayabusa, que no logró aterrizar en la superficie de su asteroide. MINERVA-II-1 es un contenedor que alberga dos rovers idénticos, ROVER-1A y ROVER-1B. Estos rovers de forma cilíndrica (18 cm de diámetro y 7 cm de altura) y 1.1 kg de masa están recubiertos de paneles solares que les proporcionan energía, y cuentan con cámaras y termómetros como carga de pago. Fueron desplegados el 21 de septiembre de 2018[26]​.

EL contenedor MINERVA-II-2 alberga el ROVER-2, desarrollado por un consorcio de universidades lideradas por la Universidad de Tohoku. Las características físicas de este rover son similares a las de los dos anteriores (forma de prisma octogonal, con 16 cm de altura, 16 cm de diámetro y en torno a 1 kg de masa), pero cuenta con varios LEDs para detectar partículas de polvo y diversos mecanismos de movimiento. Su lanzamiento está previsto para julio de 2019

MASCOT

El aterrizador de Hayabusa 2, denominado MASCOT (Mobile Asteroid Surface Scout), fue desarrollado por el Centro Aeroespacial Alemán en colaboración con el Centro Nacional de Estudios Espaciales francés.[27]​ Con forma de prisma rectangular (sus dimensiones son 29.5 cm × 27.5 cm × 19.5 cm) y una masa de 9.6 kg[28]​, MASCOT cuenta con cuatro instrumentos: un espectrógrafo infrarrojo (MicrOmega), un magnetómetro (MASMAG), un radiómetro (MARA) y una cámara (MASCAM). El aterrizador es capaz de desplazarse una vez para analizar otra zona del asteroide mediante el accionamiento de un brazo mecánico.[29]​ Las baterías de MASCOT no son recargables, de manera que su vida operativa está limitada a 16 horas.[30]​ El aterrizador fue depositado en la superficie del asteroide el 3 de octubre de 2018.[16]

Toma de muestras[editar]

Vista del tubo de muestreo y el impactador (en verde) de Hayabusa 2.

Un total de tres muestras de regolito serán tomadas por Hayabusa 2 y almacenadas en una cápsula que aterrizará en la Tierra. Dos de ellas son superficiales, mientras que la tercera requiere del uso de un proyectil para crear un cráter en el asteroide y así poder recoger muestras de capas más profundas.

El sistema de muestras superficiales está basado en el de Hayabusa, que consiste en el contacto con el asteroide mediante un tubo de muestreo. Cuando el tubo contacta con el asteroide, un proyectil de tántalo de 5 g es disparado a 300 m/s, y el material eyectado es recogido por la nave.

Para recoger muestras subsuperficiales, Hayabusa 2 desplegará entre abril y mayo de 2019 un impactador denominado SCI (Small Carry-On Impactor), compuesto por un proyectil de cobre y una carga explosiva. Una vez el dispositivo sea desplegado, la nave orbitará hasta situarse detrás del asteroide, momento en el cual la carga explosiva será detonada y el proyectil impacte contra la superficie del cuerpo.[29][31]​ Tras una espera de dos semanas para que la zona se despeje, la nave se aproximará al recién formado cráter para tomar una última muestra.[32]

El 22 de febrero de 2019, la sonda tocó el asteroide de manera exitosa tras un descenso controlado para tomar muestras, se espera que en los próximos días se confirme si efectivamente se recogieron muestras del asteroide.[5][6]

Referencias[editar]

  1. a b Wendy Zukerman (18 de agosto de 2010). «Hayabusa2 will seek the origins of life in space». New Scientist. Consultado el 17 de noviembre de 2010. 
  2. JAXA, Hayabusa2 Rendezvous with Ryugu. [1].
  3. a b «Hayabusa2's rovers successfully land on asteroid- News - NHK WORLD - English». NHK WORLD (en inglés). Consultado el 22 de septiembre de 2018. 
  4. a b c «Sep. 22, 2018. What's new». JAXA Hayabusa2 project (en japonés). Consultado el 22 de septiembre de 2018. 
  5. a b Science, Mike Wall 2019-02-22T00:00:53Z. «Japanese Probe 'Kisses' Asteroid in Attempt to Collect Sample». Space.com (en inglés). Consultado el 22 de febrero de 2019. 
  6. a b «La sonda japonesa Hayabusa2 aterriza en asteroide Ryugu para tomar muestras». La Vanguardia. 21 de febrero de 2019. Consultado el 22 de febrero de 2019. 
  7. a b Hayabusa2: Scientific importance of samples returned from C-type near-Earth asteroid (162173) 1999 JU3. S. Tachibana, M Abe, etal.
  8. System design of the Hayabusa 2—Asteroid sample return mission to 1999 JU3. Yuichi Tsuda, Makoto Yoshikawa, Masanao Abe, etal. Acta Astronautica, volume 91, October–November 2013, pages 356-362. doi 10.1016/j.actaastro.2013.06.028
  9. Hayabusa 2 will seek the origins of life in space. Wendy Zukerman, New Scientist. 18 August 2010.
  10. Small Carry-on Impactor (SCI): Its scientific purpose, operation, and observation plan in Hayabysa-2 mission (en inglés)
  11. «JAXA - Keiji Tachikawa - The President's New Year Interview, 2007 -». www.jaxa.jp. 
  12. «Asteroid probe, rocket get nod from Japanese panel». Spaceflight Now. 11 de agosto de 2010. Consultado el 29 de octubre de 2012. 
  13. «Japan's next asteroid probe approved for development». Spaceflight Now. 29 de enero de 2012. Consultado el 29 de octubre de 2012. 
  14. Vilas, Faith (25 de febrero de 2008). «Spectral characteristics of Hayabusa 2 near-Earth asteroid targets 162173 1999 JU3 AND 2001 QC34». The Astronomical Journal 135 (4): 1101. Bibcode:2008AJ....135.1101V. doi:10.1088/0004-6256/135/4/1101. «target for the planned Japanese mission Hayabusa2». 
  15. Launch Success of H-IIA Launch Vehicle No. 26 with "Hayabusa2" Onboard (en inglés)
  16. a b «MASCOT Lander on Twitter». 
  17. Major onboard instruments - Re-entry Capsule. Accessed: 2 September 2018.
  18. Daniel Marín (19 de junio de 2018). «Hayabusa 2: a las puertas del asteroide Ryugu». Consultado el 28 de junio de 2018. 
  19. What's the benefit of sample-return? Jason Davis, The Planetary Society. 5 July 2018.
  20. Hyabusa2 extension plan: Asteroid selection and trajectory design. Bruno Victorino Sarli, Yuichi Tsuda. Acta Astronautica, vol. 138, pp. 225-232, September 2017. doi 10.1016/j.actaastro.2017.05.016.
  21. a b c d e f Hayabusa2 Information Fact Sheet (PDF). JAXA. 29 July 2018.
  22. a b Operation Status of Ion Engines of Asteroid Explorer Hayabusa2. (PDF) Nishiyama, Kazutaka; Hosoda, Satoshi; Tsukizaki, Ryudo; Kuninaka, Hitoshi. JAXA, January 2017.
  23. Preflight Calibration Test Results for Optical Navigation Camera Telescope (ONC-T) Onboard the Hayabusa2 Spacecraft. S. Kameda, H. Suzuki, T. Takamatsu, Y. Cho, T. Yasuda, M. Yamada, H. Sawada, R. Honda, T. Morota, C. Honda, M. Sato, Y. Okumura, K. Shibasaki, S. Ikezawa, S. Sugita. Space Science Reviews. July 2017, Volume 208, Issue 1–4, pp 17–31.
  24. «はやぶさ2情報源 Fact Sheet 小惑星到着直前版» (en japanese). JAXA. 19 de abril de 2018. Consultado el 20 de junio de 2018. 
  25. «Current status of the asteroid explorer, Hayabusa2, leading up to arrival at asteroid Ryugu in 2018». JAXA. 14 de junio de 2018. Consultado el 20 de junio de 2018. 
  26. Yoshimitsu, Tetsuo; Kubota, Takashi; Tsuda, Yuichi; Yoshikawa, Makoto. «MINERVA-II1: Successful image capture, landing on Ryugu and hop!». JAXA Hayabusa2 Project. JAXA. Consultado el 24 de septiembre de 2018. 
  27. [2]
  28. «Hayabusa2/MASCOT at a glance - Technical specifications and mission timeline». DLR. Consultado el 22 de junio de 2018. 
  29. a b Graham, William (2 de diciembre de 2014). «Japanese H-IIA kicks off Hayabusa2’s asteroid mission». NASASpaceFlight.com. Consultado el 4 de diciembre de 2014. 
  30. Are Japanese hopping robots safe on asteroid Ryugu? Mike Wall, Space.com. 21 September 2018.
  31. Saiki, Takanao; Sawada, Hirotaka; Okamoto, Chisato; Yano, Hajime; Takagi, Yasuhiko; Akahoshi, Yasuhiro; Yoshikawa, Makoto (2013). «Small carry-on impactor of Hayabusa2 mission». Acta Astronautica 84: 227. Bibcode:2013AcAau..84..227S. doi:10.1016/j.actaastro.2012.11.010. 
  32. «Small Carry-on Impactor (SCI): Its scientific purpose, operation, and observation plan in Hayabysa-2 mission». 

Enlaces externos[editar]