Próbki asteroida Ryugu dotarły na Ziemię

W grudniu 2014 r. rozpoczęła się misja japońskiej sondy kosmicznej Hayabusa 2, której celem była planetoida Ryugu. Sonda dwa razy wylądowała na jej powierzchni w celu pobrania próbek materiału tworzącego badaną asteroidę. Po 6 latach sonda Hayabusa 2 powróciła w pobliże Ziemi i w ubiegłą sobotę (5. 12. 2020) kapsuła powrotna z cennymi próbkami pomyślnie wylądowała w południowej Australii.

Asteroidy, planetoidy, planetki

Asteroidy czy też planetoidy, planetki to małe ciała (o rozmiarach od kilku metrów do setek kilometrów) obiegające Słońce po różnych orbitach. Posiadają stałą powierzchnię skalną lub lodową. Planetoidy o mniejszych rozmiarach mają przeważnie nieregularny kształt. Podobnie jak komety tworzą pozostałość po pierwotnym materiale, z którego sformował się nasz Układ Słoneczny.

Planetoidy bliskie Ziemi

Ryugu to ciemna asteroida o średnicy około 1000 metrów obiegająca Słońce w ciągu 1 roku i 109 dni w średniej odległości 178 milionów kilometrów. Czas obrotu wokół osi wynosi w przybliżeniu 7,5 godziny. Została odkryta w 1999 roku. Należący do grupy obiektów NEA (Near Earth Asteroid). Planetoidy bliskie Ziemi poruszają się tak blisko ziemskiej orbity, że ją nawet przecinają i mogą powodować niebezpieczeństwo zderzenia z Ziemią. Tak bliskie planetoidy są również łatwiej dostępne, osiągalne przez sondy kosmiczne.

Sondy kosmiczne dotąd szczegółowo badały dwie planetoidy. Asteroidę Eros – pierwsze w historii kontrolowane lądowanie na powierzchni planetoidy (12. 2. 2001) w ramach misji NEAR Shoemaker amerykańskiej NASA. W ramach misji Hayabusa (sokół wędrowny) japońskiej JAXA (japońska agencja kosmiczna) w kierunku planetoidy Itokawa poleciała sonda, której próbnik we wrześniu 2005 roku wylądował na planetoidzie i który w 2010 roku jako pierwszy na świecie dostarczył na Ziemię próbki tej planetoidy.

Przebieg misji Hayabusa 2

Japońska misja do asteroidy Ryugu wystartowała w grudniu 2014 roku. Sonda Hayabusa 2 (następca wysłanej w 2003 roku sondy Hayabusa do asteroidy Itokawa) do celu swojej podróży dotarła w czerwcu 2018 roku. Najpierw mapowała asteroidę z niskiej orbity. Dzięki pomiarom wykonanym w odległości 1 kilometra od powierzchni asteroidy przy pomocy odpowiedniego oprzyrządowania wykonano mapę jej pola grawitacyjnego.

Zespół misji na podstawie tej mapy wyznaczył miejsca lądowań czterech łazików sondy. Na łazikach umieszczone były kamery, termometry, akcelerometry, żyroskopy i inne sensory optyczne. Wyposażone zostały w specjalny mechanizm podskakiwania, który pozwalał na zmianę położenia i orientacji. Gdy taki skok zostanie wykonany, łazik może być w „powietrzu” nawet przez 15 minut, aż słaba grawitacja Ryugu ściągnie go z powrotem na powierzchnię. Po powierzchni skakały autonomicznie, czyli bez potrzeby dostawania poleceń z Ziemi. Zadaniem łazików było również wybranie odpowiedniego miejsca na pobranie próbek z powierzchni Ryugu.

Lądowanie i pobranie próbek

Kolejnym celem misji było lądowanie na asteroidzie przez samą sondę i pobranie z niej próbek, które następnie wrócą na Ziemię. Okazało się, że asteroida jest pod względem lądowania bardzo trudna – brakuje dużych płaskich powierzchni. Naukowcy w końcu znaleźli docelowe miejsce lądowania.

Operacja pierwszego lądowania rozpoczęła się 21. 2. 2019, kiedy to sonda Hayabusa 2 zaczęła zbliżanie do asteroidy z odległości 20 kilometrów od niej. Dotknięcie powierzchni planetoidy i pobranie próbek przez specjalne ramię sondy nastąpiło już na drugi dzień kilka minut po północy. Bezpośrednio po tym sonda zaczęła się wznosić i powracać do pozycji wyjściowej.

Następnie rozpoczęto realizację dalszej części programu, a to pobranie próbek z głębokości, spod powierzchni asteroidy. W tym celu sonda wykonała zrzut niewielkiego pojemnika z materiałami wybuchowymi, wynikiem czego było utworzenie sztucznego krateru na powierzchni planetoidy. Podczas udanego 2. lądowania sondy (11. 7. 2019) pobrano kolejną porcję próbek skalnych, tym razem właśnie z rejonu utworzonego krateru.

Powrót na Ziemię

Na początku bieżącego roku, po niecałych dwóch latach obiegania wokół asteroidy Ryugu, sonda Hayabusa 2 rozpoczęła drogę powrotną. Pierwszy manewr przeprowadzono w odległości 3,6 milionów kilometrów od Ziemi, kiedy sonda znalazła się na orbicie skierowanej wprost na Ziemię. Orbita ta została skorygowana w odległości 1,74 milionów kilometrów, kiedy trajektoria była bezpośrednio wyrównana z miejscem lądowania w Australii.

W sobotę 5 grudnia br. o 6:30 naszego czasu, w odległości 220 000 km od Ziemi, doszło do oddzielenia kapsuły powrotnej z próbkami od sondy kosmicznej. Podczas separacji kapsuła o średnicy 40 cm została wprawiona w obrót, który w fazie lotu atmosferycznego ustabilizuje jej spadanie. Na wysokości około 10 km nad powierzchnią Ziemi kapsuła odrzuciła niepotrzebną już osłonę termiczną i wypuściła spadochron. Wylądowała w Strefie Zakazanej Woomera w południowej Australii.

Kapsuła odnaleziona o godzinie 20:47 naszego czasu została zabezpieczona przez japońskich naukowców. Po przewiezieniu do Japonii próbki zostaną rozdzielone i przesłane do różnych instytucji naukowych, w których przeprowadzona zostanie ich analiza.

Wyniki badań sondy Hayabusa 2 z pewnością dostarczą jeszcze wiele ciekawych odkryć, które pozwolą lepiej poznać początki Układu Słonecznego. Obiekty takie jak Ryugu to idealni świadkowie historii powstawania wewnętrznych planet Układu Słonecznego.

Przedłużenie misji Hayabusa 2

Dobry stan techniczny sondy Hayabusa 2 i dostatek paliwa pozwolił na realizację przedłużonej misji. Motory sondy przeprowadziły potrzebne manewry, by minąć Ziemię i kontynuować lot po nowej trajektorii w pobliże planetoidy (98943) 2001 CC21, którą jednak tylko minie w lipcu 2026 roku. W lipcu 2031 roku sonda mogłaby osiągnąć swój nowy cel – stosunkowo małą (o średnicy 30 metrów) asteroidę 1998 KY26, która jest wyjątkowa tym, że około swej osi obiega raz za dziesięć minut.

Podczas swego dalszego 11 lat długiego lotu sonda kosmiczna Hayabusa 2 będzie przeprowadzać szereg pomiarów właściwości przestrzeni międzyplanetarnej. Zyskane dane będzie przesyłać do poszczególnych stacji naziemnych japońskiej agencji kosmicznej JAXA.

Roman Strzondała