Zmierzch misji Dawn

Po 11 latach i odwiedzeniu dwóch dużych ciał w pasie planetoid bezzałogowa sonda Dawn oficjalnie zakończyła swoją misję 1 listopada 2018 roku.

Wystrzelona we wrześniu 2007 roku na pokładzie rakiety Delta II sonda Dawn miała za zadanie przez w ciągu 9 lat zebrać dane, które pomogłyby ludziom poznać historię i szczegóły na temat protoplanet Westy oraz Ceres. Jest to pierwszy statek kosmiczny w historii, który znalazł się na orbitach dwóch różnych ciał niebieskich. Ponadto, Dawn pobił także rekord przyrostu prędkości uzyskanego przy użyciu silnika jonowego, osiągając około 11,5 km/s za pomocą tego zespołu napędowego, czyli prawie tyle, ile uzyskał przy starcie z Ziemi dzięki rakiecie Delta. Sonda była czynnie napędzana w sumie przez 5,9 lat w ciągu swojej 11-letniej misji.

Podróż Dawn rozpoczęła się z Cape Canaveral, skąd rakieta Delta II z dziewięcioma boosterami wyniosła ją na trajektorię międzyplanetarną. Po uzyskaniu asysty grawitacyjnej Marsa w 2009, sonda dotarła do Westy i weszła na jej orbitę w 2011 roku. Przez ponad rok badała ją fotografując powierzchnię, przeprowadzając pomiary spektrometryczne, a także analizowała charakterystykę pola grawitacyjnego oraz próbowała określić rozmiary jądra tego ciała niebieskiego. Następnie Dawn udała się w 2.5-letnią podróż do Ceres, gdzie dotarła w marcu 2015 roku i rozpoczęła wykonywanie swojej misji zaplanowanej do lipca 2016 roku. Zadania sondy na tej planecie karłowatej były bardzo podobne do badań, jakie przeprowadzała ona na orbicie Westy. Niedługo przed nastaniem planowego końca misji podjęta została jednak decyzja o wydłużeniu operacji sondy na orbicie Ceres, gdzie znajduje się do dzisiaj.

Badania Ceres wykazały cały szereg ciekawych odkryć. Uczonych zafascynowały charakterystyczne jasne plamy, brak dużych kraterów jak i obecność związków organicznych na powierzchni planetoidy. Podsumowanie tych badań misji Dawn można przeczytać tutaj.

Dawn jest skonstruowana głównie z aluminium i kompozytów grafitowych. Sonda wyposażona jest w trzy silniki jonowe, zdolne wytworzyć ciąg w przedziale od 19 do 91 mN. Materiałem pędnym do nich było 425 kg ksenonu. Energia elektryczna wytwarzana przez ponad 35 m² ogniw fotowoltaicznych magazynowana jest w akumulatorze niklowo-wodorkowym o pojemności 35 Ah. Ponadto, Dawn posiada 12 silników wykorzystujących hydrazynę do kontroli położenia i orientacji. To właśnie wyczerpanie zapasów tej substancji było głównym powodem zakończenia misji. Pozbawiona materiału pędnego Dawn nie jest w stanie kontrolować swej orientacji w przestrzeni, co oznacza, że nie będzie ona już mogła przesyłać na Ziemię sygnałów, ani ustawiać paneli słonecznych w sposób umożliwiający pozyskanie wystarczającej ilości energii. Centrum kontroli misji w obliczu bliskiego wyczerpania zapasów paliwa wprowadziło zawczasu sondę na stabilną orbitę, na której Dawn ma przetrwać przynajmniej 20 lat.

Misja Dawn spełniła nadzieje w niej pokładane. Niesamowite fotografie i dane zebrane na Weście i Ceres przez sondę są bardzo istotne dla zrozumienia historii i ewolucji naszego Układu Słonecznego. – powiedział Thomas Zurbuchen z Science Mission Directorate NASA.

Głównymi celami misji było określenie kształtu, masy, rozkładów gęstości i struktury wewnętrznej Ceres i Westy, poznanie morfologii ich powierzchni, historii termicznej i budowy jąder obu obiektów. Ponadto, obserwacje poczynione przez Dawn miały przyczynić się do udowodnienia teorii pochodzenia meteorytów z grupy HED (howardytów, eukrytów, diogenitów), która głosi że powstały one na drodze zderzeń Westy z mniejszymi ciałami. Sprostanie tym zadaniom wymagało wyposażenia sondy w trzy różne przyrządy. Dawn korzystał z dwóch kamer FC (Framing Camera), spektrometru VIR (Visual and Infrared Spectrometer) operującego w paśmie widzialnym i podczerwonym, a także detektora promieniowania gamma i neutronowego GRaND (Gamma Ray and Neutron Detector). Analizy charakterystyki pola grawitacyjnego dokonywano, obserwując sygnał nadawany przez sondę i określając jej dokładną pozycję, co w połączeniu z pomiarami optycznymi umożliwiło pozyskanie informacji nt. rozkładu masy obu protoplanet.

Budżet projektu zamknął się w około 466 milionach dolarów, z czego sam koszt produkcji sondy i startu wyniósł około 373 milionów. Misja dostarczyła nam wielu informacji nie tylko na temat tych dwóch odwiedzonych obiektów, lecz ogólnie o protoplanetach i planetach karłowatych – przede wszystkim o roli wody w kształtowaniu ciał tego typu. Potwierdzono także, że meteoryty HED rzeczywiście powstały przez zderzenie Westy z innym obiektem. Co więcej, dzięki danym zebranym przez sondę odkryto, że Ceres był niegdyś pokryty oceanem, który zamarzając utworzył grubą lodową skorupę. Sugeruje się, że poniżej grubej warstwy lodu może znajdować się powłoka wody w stanie ciekłym.

Misja Dawn jest komentowana w wątku na Polskim Forum Astronautycznym.

(NASA)