SG.hu
A japán űrügynökség űrhajója leszállt a Hold felszínére
Japán az ötödik nemzet, amelynek ez sikerült, de egy áramellátási hiba miatt lehet, hogy gyorsan véget fog érni a küldetés.
A japán Smart Lander for Investigating Moon (SLIM) küldetést irányító Japán Űrkutatási Ügynökség (JAXA) élőben közvetítette a leszállást a YouTube-on. Az ereszkedés utolsó 20 percében két hidrazinüzemű hajtóművet használtak a pályáról való kilépéshez. A SLIM 500 méteres, majd 50 méteres magasságban lebegett egy rövid ideig, majd megkezdték a függőleges süllyedés finomhangolását, és pénteken délután (15:20 UTC) holdat értek. A JAXA illetékesei két órával utána tartottak sajtótájékoztatót, amelyen megerősítették, hogy az űreszköz sikeresen landolt, a jelek szerint elég közel a célhoz. A SLIM célja az volt, hogy a Hold közeli oldalán, a Mare Nectaris (Nektártenger) nevű régióban található, közel 270 méteres kráter, a Shioli mellett landoljon.
A JAXA Sagamihara kampuszának Tokió nyugati külvárosában lévő földi irányítói azonban hamarosan felfedezték, hogy a leszállóegység bajban van. Napelemes rendszere a leszállás után nem termelt áramot, és áram nélkül a tisztviselők arra számítottak, hogy a SLIM néhány órán belül lemeríti az akkumulátorát. A küldetés utolsó óráiban a mérnökök a SLIM adatainak letöltését helyezték előtérbe, beleértve az ereszkedés során készült képeket és a Hold felszínéről esetlegesen készített új felvételeket. A hivatalos jelentések szerint a SLIM és a földi földi állomások között jó a kommunikációs kapcsolat.
"Még ha a SLIM el is hallgat, a küldetés elérte a minimális sikerkritériumokat" - közölte a JAXA. A SLIM küldetés egy technológiai demonstrátor, amelyet a precíziós holdraszálláshoz szükséges új, látásalapú navigációs rendszer teljesítményének ellenőrzésére fejlesztettek ki. "A leszállás megtörtént és a kommunikáció létrejött" - mondta Hiroshi Yamakawa, a JAXA elnöke. "Tehát véleményem szerint minimális siker született." A SLIM-misszió egyik fő célja az volt, hogy a céltól számított 100 méteren belül landoljon. Ez a teljesítmény figyelemre méltó előrelépés a holdi leszállás pontosságában, amelyet általában kilométerekben mérnek. Ez egyúttal a jövőbeli holdi küldetések számára is siker, mivel megteremtené az alapot ahhoz, hogy a jövőbeli űreszközök közelebb tudjanak leszállni a holdi erőforrásokhoz, például a vízjéghez.
Hitoshi Kuninaka, a JAXA Űr- és Űrhajózástudományi Intézetének főigazgatója elmondta, hogy a mérnököknek körülbelül egy hónapba telik a SLIM adatainak teljes körű elemzése és a leszállás pontosságának meghatározása. "De ahogy a valós idejű adatközlő élő közvetítésen láthatták, a SLIM követte a számított pályát, így személyes benyomásom az, hogy valószínűleg többé-kevésbé sikerült nagy pontosságú, 100 méteres pontosságú leszállást elérnünk" - mondta Kuninaka. "Tehát a napelemek állapota valószínűleg nem befolyásolja a teljes sikerkritériumot". Kuninaka elmondta, hogy a földi csapatok nem látták a SLIM napelemtáblájának sérülésére utaló jeleket. Lehetséges, hogy a leszállóegység olyan pozícióban ül, hogy a napelemek a Naptól elfelé néznek. A SLIM minden más komponense, beleértve a meghajtó-, hő- és kommunikációs rendszereket, úgy tűnik, jól működik.
A SLIM szeptember 6-án, egy japán H-IIA rakéta tetején indult pályára egy röntgencsillagászati teleszkóppal együtt. Az űreszköz hosszú utat tett meg a Holdig, mert időt cserélt üzemanyagra, hogy megőrizze a pénteki leszállási kísérlethez szükséges hajtóanyagot. A SLIM december 25-én állt Hold körüli pályára, majd számos manővert hajtott végre, hogy alacsony magasságú pályára álljon, előkészítve a felszínre való leszállást.
A SLIM leszállásával a Szovjetunió, az Egyesült Államok, Kína és India után Japán lett az ötödik ország, amely űrhajót juttatott a Holdra. A Holdra való leszállás azonban veszélyes dolog. Az elmúlt öt évben három, a SLIM-hez hasonló méretű kereskedelmi leszállóegységnek nem sikerült biztonságosan elérnie a Hold felszínét. Ezek közül az egyiket az ispace nevű japán cég fejlesztette ki. Legutóbb az amerikai Astrobotic vállalat próbálta meg a Peregrine nevű leszállóegységét a Holdra küldeni, de egy hajtóanyagszivárgás miatt a küldetés félbeszakadt. Miután több mint 200 000 kilométert tett meg az űrben, a Peregrine szerdán belépett a Föld légkörébe, ahol elégett. Augusztusban egy orosz leszállóegység zuhant a Holdra, 2019-ben pedig India első holdi leszállóegysége vallott kudarcot. India tavaly újra megpróbálta, és történelmet írt, amikor a Chandrayaan 3 biztonságosan landolt.
A japán SLIM-missziót elsősorban új irányítási algoritmusok és érzékelők tesztelésére tervezték, nem pedig tudományos célokra. A SLIM-en használt technológiákat a Holdra tartó jövőbeli egyéb űreszközökön is fel lehet használni. Megtervezése, fejlesztése és megépítése a JAXA szerint mintegy 18 milliárd jenbe (42 milliárd forintba) került. Az űrhajó szerény méretű, közel 2,4 méter magas és 2,7 méter átmérőjű. A SLIM tömege a tartályaiban lévő hajtóanyag nélkül nagyjából 200 kilogramm.
A SLIM-en tesztelt precíziós navigációs technológia miatt néhány japán űrhajós a "holdi mesterlövész" becenevet adta az űrhajónak. A leszállás során a szonda fejlett irányítórendszere egy leszállóradartól és egy optikai távolságmérő műszertől kapott adatokat, ezek jelezték az űrhajó irányítórendszerének, hogy milyen magasan van a felszín felett. A leszállóegység látásalapú navigációs rendszere autonóm módon irányította a SLIM-et a leszállási célzóna felé. A mérnökök az egység számítógépét a leszállóhelyet körülvevő kráterek térképeivel töltötték fel, a fölöttük repülő orbitális űreszközök által gyűjtött fotók segítségével. A NASA Lunar Reconnaissance Orbiter, az indiai Chandrayaan és a japán Kaguya űrszondák megfigyeléseinek köszönhetően a tudósok nagy felbontású holdtérképeket készítettek, amelyeken látható a domborzat, az érdekes geológiai jellemzők és az olyan erőforrások, mint a vízjég, amelyet az űrhajósok kitermelhetnek.
A SLIM lefelé néző kameráinak a Hold szénszürke felszínéről kellett képeket készíteniük, az űrhajó számítógépének pedig a kráterek helyét kellett összehasonlítania az előre feltöltött orbiteri képekkel. A SLIM számítógépének autonóm módon dolgozva olyan veszélyeket és akadályokat kellett keresnie, mint például sziklák vagy meredek kráterek. "Régen oda szálltunk le, ahová tudtunk, most megpróbálunk oda leszállni, ahová akarunk" - mondta Yamakawa. "Ez a projekt szlogenje, tehát ha a 100 méteres pontosság sikeres volt, akkor ennek a megközelítésnek az eredményeképpen ez a technológia megalapozott. Ez a világon a legelső alkalom, hogy ezt sikerült elérni."
Ahhoz, hogy a Holdon érdekesebb helyekre jussanak el, a jövőbeli leszállóegységeknek képesnek kell lenniük arra, hogy biztonságos leszállási zónákba navigáljanak a kráterek, hegygerincek vagy hegyek közelében. Számos korábbi holdraszállási küldetés az ilyen zord tereptárgyaktól távol eső helyeket célozta meg, hogy biztosítsák a biztonságos leszálláshoz szükséges nagy területet.
A SLIM-en van két kis robot is, és ha minden működött volna, ezek a robotok olyan pozícióba kerülhettek volna, hogy a Holdra érkezés pillanatában fényképeket készíthettek volna a leszállóegységről. A JAXA a robotokat Lunar Excursion Vehicles-nek (LEV) nevezi. Az egyiknek ugráló mechanizmusa van, amelyet arra terveztek, hogy rövid távolságokat tegyen meg a holdi tájon. A másik gömb alakú, átmérője körülbelül 8 centiméter. A Holdra érve ez a robot megváltoztatja alakját, és a felszínen fog mozogni. Kialakítása egy Transformer játékéra hasonlít - a japán Tomy Company játékgyártó, a Transformers márka alapítója a japán űrügynökséggel együttműködve dolgozta ki ezt a kis kütyüt. A JAXA megerősítette, hogy az ugrálórobot láthatóan működött, a Transformer-szerű robotról pedig még nem tudni, hogy működik-e.
Mindössze 3 méterrel a leszállóhely felett a SLIM-nek rövid ideig lebegő helyzetben kellett volna maradnia, mielőtt leállította volna fő hajtóműveit, és kisebb hajtóművekkel forgatta volna magát. Ez lehetővé tette volna, hogy a SLIM öt összenyomható leszálló lába - kettő a SLIM felsőteste alatt, kettő hátul, és egy a leszállóegység hátsó része felé nyúló láb - a felszínre essen. "Ahogy a SLIM függőlegesen leereszkedik lefelé, ez a hátsó láb az, amely először érinti a holdfelszínt" - írta a JAXA a SLIM indítása előtt közzétett összefoglalójában. "A második lépésben az űreszköz előrebillen, a felső támasztólábakra, mielőtt stabilizálódna a holdfelszínen. Elvileg a hátsó támasztólábak nem érnek a Holdhoz, de egy trükkösebb leszállás esetén megakadályozhatják a SLIM oldalirányú bukdácsolását". Ez az újszerű kétlépcsős leszállási szekvencia hasznos lesz a jövőbeni űreszközök biztonságos leszállásához a meredek lejtőkön. A küldetés irányítói a SLIM leszállóhelyét körülbelül 6-7 fokos meredekségűre becsülték.
A JAXA küldetésirányítói remélik, hogy a kéthetes holdi napszak alatt a különböző napszögek végül feltölthetik a SLIM akkumulátorát, még akkor is, ha az űreszköz a leszállást követő órákban még hallgat. "Amikor a Nap iránya megváltozik, amikor a fény más irányból süt, a fény végül elérheti a napelemeket. A SLIM-et nem úgy tervezték, hogy túléljen egy hideg, Nap nélküli holdi éjszakát.
A japán Smart Lander for Investigating Moon (SLIM) küldetést irányító Japán Űrkutatási Ügynökség (JAXA) élőben közvetítette a leszállást a YouTube-on. Az ereszkedés utolsó 20 percében két hidrazinüzemű hajtóművet használtak a pályáról való kilépéshez. A SLIM 500 méteres, majd 50 méteres magasságban lebegett egy rövid ideig, majd megkezdték a függőleges süllyedés finomhangolását, és pénteken délután (15:20 UTC) holdat értek. A JAXA illetékesei két órával utána tartottak sajtótájékoztatót, amelyen megerősítették, hogy az űreszköz sikeresen landolt, a jelek szerint elég közel a célhoz. A SLIM célja az volt, hogy a Hold közeli oldalán, a Mare Nectaris (Nektártenger) nevű régióban található, közel 270 méteres kráter, a Shioli mellett landoljon.
A JAXA Sagamihara kampuszának Tokió nyugati külvárosában lévő földi irányítói azonban hamarosan felfedezték, hogy a leszállóegység bajban van. Napelemes rendszere a leszállás után nem termelt áramot, és áram nélkül a tisztviselők arra számítottak, hogy a SLIM néhány órán belül lemeríti az akkumulátorát. A küldetés utolsó óráiban a mérnökök a SLIM adatainak letöltését helyezték előtérbe, beleértve az ereszkedés során készült képeket és a Hold felszínéről esetlegesen készített új felvételeket. A hivatalos jelentések szerint a SLIM és a földi földi állomások között jó a kommunikációs kapcsolat.
"Még ha a SLIM el is hallgat, a küldetés elérte a minimális sikerkritériumokat" - közölte a JAXA. A SLIM küldetés egy technológiai demonstrátor, amelyet a precíziós holdraszálláshoz szükséges új, látásalapú navigációs rendszer teljesítményének ellenőrzésére fejlesztettek ki. "A leszállás megtörtént és a kommunikáció létrejött" - mondta Hiroshi Yamakawa, a JAXA elnöke. "Tehát véleményem szerint minimális siker született." A SLIM-misszió egyik fő célja az volt, hogy a céltól számított 100 méteren belül landoljon. Ez a teljesítmény figyelemre méltó előrelépés a holdi leszállás pontosságában, amelyet általában kilométerekben mérnek. Ez egyúttal a jövőbeli holdi küldetések számára is siker, mivel megteremtené az alapot ahhoz, hogy a jövőbeli űreszközök közelebb tudjanak leszállni a holdi erőforrásokhoz, például a vízjéghez.
Hitoshi Kuninaka, a JAXA Űr- és Űrhajózástudományi Intézetének főigazgatója elmondta, hogy a mérnököknek körülbelül egy hónapba telik a SLIM adatainak teljes körű elemzése és a leszállás pontosságának meghatározása. "De ahogy a valós idejű adatközlő élő közvetítésen láthatták, a SLIM követte a számított pályát, így személyes benyomásom az, hogy valószínűleg többé-kevésbé sikerült nagy pontosságú, 100 méteres pontosságú leszállást elérnünk" - mondta Kuninaka. "Tehát a napelemek állapota valószínűleg nem befolyásolja a teljes sikerkritériumot". Kuninaka elmondta, hogy a földi csapatok nem látták a SLIM napelemtáblájának sérülésére utaló jeleket. Lehetséges, hogy a leszállóegység olyan pozícióban ül, hogy a napelemek a Naptól elfelé néznek. A SLIM minden más komponense, beleértve a meghajtó-, hő- és kommunikációs rendszereket, úgy tűnik, jól működik.
A SLIM szeptember 6-án, egy japán H-IIA rakéta tetején indult pályára egy röntgencsillagászati teleszkóppal együtt. Az űreszköz hosszú utat tett meg a Holdig, mert időt cserélt üzemanyagra, hogy megőrizze a pénteki leszállási kísérlethez szükséges hajtóanyagot. A SLIM december 25-én állt Hold körüli pályára, majd számos manővert hajtott végre, hogy alacsony magasságú pályára álljon, előkészítve a felszínre való leszállást.
A SLIM leszállásával a Szovjetunió, az Egyesült Államok, Kína és India után Japán lett az ötödik ország, amely űrhajót juttatott a Holdra. A Holdra való leszállás azonban veszélyes dolog. Az elmúlt öt évben három, a SLIM-hez hasonló méretű kereskedelmi leszállóegységnek nem sikerült biztonságosan elérnie a Hold felszínét. Ezek közül az egyiket az ispace nevű japán cég fejlesztette ki. Legutóbb az amerikai Astrobotic vállalat próbálta meg a Peregrine nevű leszállóegységét a Holdra küldeni, de egy hajtóanyagszivárgás miatt a küldetés félbeszakadt. Miután több mint 200 000 kilométert tett meg az űrben, a Peregrine szerdán belépett a Föld légkörébe, ahol elégett. Augusztusban egy orosz leszállóegység zuhant a Holdra, 2019-ben pedig India első holdi leszállóegysége vallott kudarcot. India tavaly újra megpróbálta, és történelmet írt, amikor a Chandrayaan 3 biztonságosan landolt.
A japán SLIM-missziót elsősorban új irányítási algoritmusok és érzékelők tesztelésére tervezték, nem pedig tudományos célokra. A SLIM-en használt technológiákat a Holdra tartó jövőbeli egyéb űreszközökön is fel lehet használni. Megtervezése, fejlesztése és megépítése a JAXA szerint mintegy 18 milliárd jenbe (42 milliárd forintba) került. Az űrhajó szerény méretű, közel 2,4 méter magas és 2,7 méter átmérőjű. A SLIM tömege a tartályaiban lévő hajtóanyag nélkül nagyjából 200 kilogramm.
A SLIM-en tesztelt precíziós navigációs technológia miatt néhány japán űrhajós a "holdi mesterlövész" becenevet adta az űrhajónak. A leszállás során a szonda fejlett irányítórendszere egy leszállóradartól és egy optikai távolságmérő műszertől kapott adatokat, ezek jelezték az űrhajó irányítórendszerének, hogy milyen magasan van a felszín felett. A leszállóegység látásalapú navigációs rendszere autonóm módon irányította a SLIM-et a leszállási célzóna felé. A mérnökök az egység számítógépét a leszállóhelyet körülvevő kráterek térképeivel töltötték fel, a fölöttük repülő orbitális űreszközök által gyűjtött fotók segítségével. A NASA Lunar Reconnaissance Orbiter, az indiai Chandrayaan és a japán Kaguya űrszondák megfigyeléseinek köszönhetően a tudósok nagy felbontású holdtérképeket készítettek, amelyeken látható a domborzat, az érdekes geológiai jellemzők és az olyan erőforrások, mint a vízjég, amelyet az űrhajósok kitermelhetnek.
A SLIM lefelé néző kameráinak a Hold szénszürke felszínéről kellett képeket készíteniük, az űrhajó számítógépének pedig a kráterek helyét kellett összehasonlítania az előre feltöltött orbiteri képekkel. A SLIM számítógépének autonóm módon dolgozva olyan veszélyeket és akadályokat kellett keresnie, mint például sziklák vagy meredek kráterek. "Régen oda szálltunk le, ahová tudtunk, most megpróbálunk oda leszállni, ahová akarunk" - mondta Yamakawa. "Ez a projekt szlogenje, tehát ha a 100 méteres pontosság sikeres volt, akkor ennek a megközelítésnek az eredményeképpen ez a technológia megalapozott. Ez a világon a legelső alkalom, hogy ezt sikerült elérni."
Ahhoz, hogy a Holdon érdekesebb helyekre jussanak el, a jövőbeli leszállóegységeknek képesnek kell lenniük arra, hogy biztonságos leszállási zónákba navigáljanak a kráterek, hegygerincek vagy hegyek közelében. Számos korábbi holdraszállási küldetés az ilyen zord tereptárgyaktól távol eső helyeket célozta meg, hogy biztosítsák a biztonságos leszálláshoz szükséges nagy területet.
A SLIM-en van két kis robot is, és ha minden működött volna, ezek a robotok olyan pozícióba kerülhettek volna, hogy a Holdra érkezés pillanatában fényképeket készíthettek volna a leszállóegységről. A JAXA a robotokat Lunar Excursion Vehicles-nek (LEV) nevezi. Az egyiknek ugráló mechanizmusa van, amelyet arra terveztek, hogy rövid távolságokat tegyen meg a holdi tájon. A másik gömb alakú, átmérője körülbelül 8 centiméter. A Holdra érve ez a robot megváltoztatja alakját, és a felszínen fog mozogni. Kialakítása egy Transformer játékéra hasonlít - a japán Tomy Company játékgyártó, a Transformers márka alapítója a japán űrügynökséggel együttműködve dolgozta ki ezt a kis kütyüt. A JAXA megerősítette, hogy az ugrálórobot láthatóan működött, a Transformer-szerű robotról pedig még nem tudni, hogy működik-e.
Mindössze 3 méterrel a leszállóhely felett a SLIM-nek rövid ideig lebegő helyzetben kellett volna maradnia, mielőtt leállította volna fő hajtóműveit, és kisebb hajtóművekkel forgatta volna magát. Ez lehetővé tette volna, hogy a SLIM öt összenyomható leszálló lába - kettő a SLIM felsőteste alatt, kettő hátul, és egy a leszállóegység hátsó része felé nyúló láb - a felszínre essen. "Ahogy a SLIM függőlegesen leereszkedik lefelé, ez a hátsó láb az, amely először érinti a holdfelszínt" - írta a JAXA a SLIM indítása előtt közzétett összefoglalójában. "A második lépésben az űreszköz előrebillen, a felső támasztólábakra, mielőtt stabilizálódna a holdfelszínen. Elvileg a hátsó támasztólábak nem érnek a Holdhoz, de egy trükkösebb leszállás esetén megakadályozhatják a SLIM oldalirányú bukdácsolását". Ez az újszerű kétlépcsős leszállási szekvencia hasznos lesz a jövőbeni űreszközök biztonságos leszállásához a meredek lejtőkön. A küldetés irányítói a SLIM leszállóhelyét körülbelül 6-7 fokos meredekségűre becsülték.
A JAXA küldetésirányítói remélik, hogy a kéthetes holdi napszak alatt a különböző napszögek végül feltölthetik a SLIM akkumulátorát, még akkor is, ha az űreszköz a leszállást követő órákban még hallgat. "Amikor a Nap iránya megváltozik, amikor a fény más irányból süt, a fény végül elérheti a napelemeket. A SLIM-et nem úgy tervezték, hogy túléljen egy hideg, Nap nélküli holdi éjszakát.