Войти
 В своей собирающей конфигурации космический корабль Genesis обнажил несколько типов коллекторов солнечного ветра, а также ион и электронные мониторы. | |
| Тип миссии | Миссия по возврату проб |
|---|---|
| Оператор | НАСА ·JPL |
| COSPAR ID | 2001-034A |
| SATCAT № | 26884 |
| Веб-сайт | genesismission.jpl.nasa.gov |
| Продолжительность миссии | 3 года, 30 дней, 23 часа, 44 минут |
| Характеристики космического корабля | |
| Производитель | Lockheed Martin Space Systems |
| Стартовая масса | 636 кг (1402 фунта) |
| Сухая масса | 494 кг (1089 фунтов)) |
| Размеры | 2,3 × 2,0 м (7,5 × 6,6 футов) |
| Мощность | 254 W (солнечная батарея / NiH. 2 батареи ) |
| Начало миссии | |
| Дата запуска | 8 августа 2001 г., 16:13:40 (2001-08-08UTC16: 13: 40) UTC. (19 лет, 2 месяцев, 25 дней назад) |
| Ракета | Дельта II 7326-9,5 (D287) |
| Место запуска | Мыс Кан averal SLC-17A |
| Подрядчик | Boeing |
| Конец миссии | |
| Дата посадки | 8 сентября 2004 г., 15:58 (2004-09 -08UTC15: 58) UTC. (16 лет, 1 месяц, 25 дней назад) |
| Место посадки | Испытательный полигон Dugway, Юта. 40 ° 11′19 ″ N 113 ° 12'46 ″ W / 40,18861 ° N 113,21278 ° W / 40,18861; -113.21278 |
 . Официальный знак для миссии Genesis Программа Discovery ← Stardust CONTOUR → | |
Genesis была зондом NASA возврата образца который собрал образец частиц солнечного ветра и вернул их на Землю для анализа. Это была первая миссия НАСА по возврату проб, вернувшая материал после программы Аполлон, и первая миссия, вернувшая материал с орбиты Луны. Genesis был спущен на воду 8 августа 2001 г., и образец возвратной капсулы совершил аварийную посадку в Юте 8 сентября 2004 г. после того, как конструктивный недостаток помешал раскрыть его тормозной парашют. Авария заразила многих сборщиков проб. Хотя большинство из них были повреждены, некоторые из коллекторов были успешно восстановлены.
Научная группа Genesis продемонстрировала, что некоторые загрязнения можно удалить или избежать, и что частицы солнечного ветра можно анализировать с использованием различных подходов, достижение всех основных научных целей миссии.
Основными научными целями миссии были:
Массив коллекционеров Genesis в чистой лаборатории Космического центра Джонсона. Шестиугольники состоят из множества сверхчистых пластин полупроводникового качества, включая кремний, корунд, золото на сапфире, алмаз -подобные углеродные пленки и другие материалы. Обратите внимание, что научные цели миссии относятся к составу Солнца, а не к составу солнечного ветра. Ученые хотят получить образец Солнца, потому что данные свидетельствуют о том, что внешний слой Солнца сохраняет состав ранней солнечной туманности. Следовательно, знание элементного и изотопного состава внешнего слоя Солнца фактически то же самое, что знание элементного и изотопного состава солнечной туманности. Эти данные можно использовать для моделирования формирования планет и других объектов Солнечной системы, а затем распространить эти результаты на понимание звездной эволюции и формирования планетных систем где-нибудь во Вселенной.
Очевидно, что идеальным вариантом сбора образцов было бы послать космический корабль к Солнцу и собрать немного солнечной плазмы; однако это сложно из-за сильного тепла перегретых газов Солнца, а также из-за динамической электромагнитной среды солнечной короны, вспышки которой регулярно мешают работе электроники далеких космических кораблей. К счастью, Солнце постоянно сбрасывает часть своего внешнего слоя в виде солнечного ветра.
. Соответственно, для достижения научных целей миссии космический корабль Genesis был разработан для сбора ионов солнечного ветра и верните их на Землю для анализа. Genesis несла несколько различных коллекторов солнечного ветра, каждый из которых пассивно собирал солнечный ветер; то есть коллекторы находились в космосе лицом к Солнцу, а ионы солнечного ветра врезались в них со скоростью более 200 км / с (120 миль / с) и при ударе зарывались в поверхность коллекторов. Этот пассивный сбор представляет собой процесс, аналогичный тому, который используется в полупроводниковой промышленности для изготовления определенных типов устройств, и моделирование процесса обеспечивается программой свободного доступа SRIM.
Большинство сборщиков Genesis постоянно собраны образцы всего солнечного ветра, с которым столкнулся космический корабль («основной солнечный ветер»). Однако космический корабль также нес три группы коллекторов, которые были развернуты, когда обнаруживались определенные «режимы» (быстрый, медленный, выброс корональной массы ) солнечного ветра, что определялось электронными и ионными мониторами на борту. Эти развертываемые коллекторные массивы были разработаны для получения данных для проверки гипотезы о том, что горно-образующие элементы сохраняют свои относительные пропорции во время процессов, формирующих солнечный ветер.
На Genesis был третий тип коллектора: концентратор, который собирал массу солнечного ветра, но отличался тем, что электростатически отталкивал водород и имел достаточное напряжение, чтобы фокусировать более легкий солнечный ветер. элементов на небольшую мишень, концентрируя эти ионы в ~ 20 раз. Задача концентратора заключалась в том, чтобы вернуть образец с повышенным количеством ионов солнечного ветра, чтобы аналитики могли точно измерить изотопы легких элементов.
Траектория и план полета миссии Genesis Genesis была миссией класса Discovery из NASA Лаборатории реактивного движения (JPL) в Калифорнийский технологический институт. Космический корабль был спроектирован и построен Lockheed Martin Space Systems при общей стоимости миссии 264 миллиона долларов США.
НАСА запустило аппарат на ракете Delta II 7326 8 августа 2001 года в 16:13:40 UTC с мыса Канаверал. Разработкой траектории миссии руководил Мартин Ло. После запуска "Генезис" совершил рейс к Земле-Солнцу L1, затем выполнил орбиту Лиссажу вводный маневр, выйдя на эллиптическую орбиту около L 1 16 ноября 2001 года. Генезис раскрыл своего коллектора. 3 декабря, и начали собирать частицы солнечного ветра. Процесс сбора закончился через 850 дней, 1 апреля 2004 г., когда космический аппарат завершил пять петель гало вокруг L 1. Genesis начал свое возвращение на Землю 22 апреля 2004 года. Фаза возврата включала орбитальный обход к Земле L2, чтобы корабль мог быть восстановлен в дневное время, поскольку прямой подход заставил бы его вернуться в ночное время. После завершения одного гало-цикла около L 2 капсула возврата образца Genesis отделилась от автобуса космического корабля и вернулась на Землю для запланированного восстановления 8 сентября 2004 года.
Запланированный извлечение в воздухе было тщательно отрепетировано. 
Капсула возврата пробы Genesis, снятая за несколько мгновений до ее удара После завершения фазы сбора массивы коллектора были уложены в капсулу возврата пробы, и космический корабль вернулся на Землю. По мере приближения капсулы к Земле и на первых этапах входа в нее все выглядело хорошо.
Поиск капсулы был тщательно спланирован. Обычное приземление на парашюте могло повредить хрупкие образцы, поэтому проект миссии предусматривал извлечение в воздухе капсулы возврата образца. Примерно на 33 км (21 милю) над землей должен был быть развернут тормозной парашют для медленного снижения. Затем на высоте 6,7 км (4,2 мили) должен был быть развернут большой парафойл для дальнейшего замедления спуска и вывода капсулы в устойчивом полете. Затем вертолет со вторым вертолетом в качестве дублирующего должен был попытаться поймать капсулу парашютом на конце пятиметрового крюка. После извлечения капсула должна была быть произведена мягкая посадка.
Капсула возврата образца вошла в атмосферу Земли над северным Орегоном в 16:55 UTC 8 сентября 2004 г. со скоростью примерно 11,04 км / с (24 706 миль в час). Из-за конструктивного недостатка датчика замедления раскрытие парашюта так и не сработало, и спуск космического корабля замедлился только за счет его собственного сопротивления воздуха. Запланированный подъем в воздухе не удалось осуществить, и капсула врезалась в дно пустыни испытательного полигона Дагвей в округе Туэл, штат Юта, со скоростью около 86 м / с ( 310 км / ч; 190 миль / ч).
Капсула разорвалась при ударе, и часть внутренней капсулы с образцом также была повреждена. Повреждение было менее серьезным, чем можно было ожидать, учитывая его скорость; он был до некоторой степени смягчен падением в довольно мягкую землю.
Невыполненные пиротехнические устройства в системе раскрытия парашюта и токсичные газы из батарей задержали приближение спасательной группы к месту крушения. После того, как все было сделано в безопасности, поврежденная капсула для возврата пробы была закреплена и перемещена в чистую комнату для проверки; одновременно бригада обученного персонала прочесывала участок на предмет фрагментов коллектора и взяла пробы местной пустынной почвы для архивации в качестве справочного материала для выявления возможных загрязнителей в будущем. Усилия по восстановлению, предпринятые членами команды Genesis на испытательном и тренировочном полигоне в Юте, которые включали осмотр, каталогизацию и упаковку различных коллекционеров, заняли четыре недели.
Возвращенный образец Капсула разорвалась, когда упала на дно пустыни Юты. Капсула имела диаметр 1,5 м (4,9 фута) и массу 225 кг (496 фунтов). После выпуска капсулы для возврата пробы 8 сентября 2004 г. автобус космического корабля вернулся к Земле-Солнцу. Точка Лагранжа (L1 ). 6 ноября 2004 г. был выполнен маневр коррекции траектории, позволивший шине космического корабля в конечном итоге покинуть L 1, если он не использовался для продолжительного полета. Последние команды были переданы в автобус 2 декабря 2004 года, в результате чего Genesis погрузился в спящий режим. Находясь в этом «безопасном» режиме, он будет продолжать передавать информацию о своем состоянии, автономно направляя свои солнечные батареи на Солнце. Автобус космического корабля покинул L 1 примерно 1 февраля 2005 года, оставаясь на гелиоцентрической орбите, ведущей к Земле.
Главный исследователь Genesis Дональд Бернетт разбирает обломки из контейнер для образца. Первоначальные исследования показали, что некоторые пластины раскрошились при ударе, а другие остались в основном целыми. В капсулу попала пустынная грязь, но не жидкая вода. Поскольку предполагалось, что частицы солнечного ветра будут погружены в пластины, тогда как загрязняющая грязь, вероятно, будет лежать только на поверхности, можно было отделить грязь от образцов. Неожиданно оказалось, что во время анализа проб труднее всего справиться не с земной почвой пустыни, попавшей в аварию, а с собственными соединениями корабля, такими как смазочные материалы и строительные материалы.
Группа аналитиков заявила, что они должны быть в состоянии достичь большинства своих основных научных целей. 21 сентября 2004 г. началась экстракция, и в январе 2005 г. первый образец алюминиевой пластины был отправлен ученым Вашингтонского университета в Сент-Луисе для анализа.
The Genesis Образцы солнечного ветра находятся на длительном хранении в Космическом центре имени Джонсона НАСА, поэтому по мере развития методов анализа образцов в ближайшие десятилетия научному сообществу будут доступны образцы чистого солнечного ветра.
В 2007 году ученые Вашингтонского университета опубликовали подробные данные об изотопах неона и аргона. Остальные результаты по элементному и изотопному составу благородных газов были представлены в 2009 году. Результаты согласуются с данными лунных образцов, содержащих «молодой» (~ 100 миллионов лет) солнечный ветер, что указывает на то, что состав солнечного ветра не изменилось, по крайней мере, за последние 100 миллионов лет.
20 апреля 2005 года ученые из Космического центра Джонсона в Хьюстоне удалили четыре солнечных коллекторы от концентратора и нашел их в отличном состоянии. Мишени концентратора собирали ионы солнечного кислорода во время миссии и будут проанализированы для измерения изотопного состава солнечного кислорода, что является наивысшей целью измерения для Genesis.
10 марта 2008 года команда объявила об этом анализе кремниевая пластина от Genesis показала, что Солнце имеет более высокую долю кислорода-16 (16. O) по сравнению с Землей, Луной, Марсом и массивными метеоритами. Это означает, что неизвестный процесс истощил кислород-16 из солнечного диска протопланетного материала до слияния пылинок, которые сформировали внутренние планеты и пояс астероидов.
Азот был ключевым элементом-мишенью, поскольку степень и происхождение его изотопных вариаций в материалах Солнечной системы остаются неизвестными. Материал мишени показал, что имплантированный азот солнечного ветра имеет отношение 15. N / 14. N, равное 2,18 × 10 (то есть на ≈40% меньше 15. N по сравнению с земной атмосферой). Отношение 15. N / 14. N протосолнечной туманности составляло 2,27 × 10, что является самым низким соотношением 15. N / 14. N, известным для объектов Солнечной системы. Этот результат демонстрирует крайнюю изотопную неоднородность азота зарождающейся Солнечной системы и объясняет 15. обедненных азотом компонентов, наблюдаемых в резервуарах Солнечной системы.
Вверху: вид капсулы и автобуса Genesis. Внизу: крупный план типа акселерометра, который был установлен задом наперед, с карандашом, показанным для масштаба. Был назначен Совет по расследованию ошибок (MIB) НАСА, состоящий из 16 членов, в том числе специалисты по пиротехнике, авионике и другим специальностям. МИБ начал свою работу 10 сентября 2004 года, когда прибыл на полигон Дагвей. Было решено, что все научное оборудование, предназначенное для кураторства Космическим центром Джонсона, может быть выпущено и не понадобится для работы совета. И JPL, и Lockheed Martin начали готовить полетные данные и другие записи для MIB.
20 сентября 2004 г. MIB объявило, что капсула после извлечения научного материала будет перемещена на объект Lockheed Martin Space Systems недалеко от Денвера, Колорадо, для использования MIB.
Первая возможная первопричина неудачного развертывания парашютов была объявлена в пресс-релизе от 14 октября. Lockheed Martin сконструировал систему с неправильно ориентированными внутренними механизмами датчика ускорения (G-переключатель был установлен задом наперед), и при проверке конструкции ошибки не было выявлено. Предполагаемая конструкция заключалась в создании электрического контакта внутри датчика при 3 g (29 м / с ), поддерживая его в течение максимального ожидаемого 30 g (290 м / с ), и снова разомкнув контакт при 3 g, чтобы начать последовательность выпуска парашюта. Вместо этого никакого контакта не было.
Та же самая общая концепция парашюта была также использована на космическом корабле Stardust кометы, который успешно приземлился в 2006 году.
Председатель исследовательского совета НАСА Майкл Рышкевич отметил, что ни одна из строгих процедур проверки в НАСА не обнаружила ошибку, сказав: «Было бы очень легко перепутать это».
Это происшествие похоже на исходное событие, которое вдохновило Эдварда А. Мерфи-младшего сформулировать теперь известный закон Мерфи : акселерометр установлен задом наперед. 6 января 2006 г. Рышкевич сообщил, что Lockheed Martin пропустил предварительную проверку корабля, и отметил, что тест мог легко выявить проблему.
Портал космических полетов  | Викискладе есть материалы, связанные с Genesis (космический корабль). |
