Dawn es una sonda espacial retiradaque fue lanzada por la NASA en septiembre de 2007 con la misión de estudiar dos de los tres protoplanetas conocidosdel cinturón de asteroides : Vesta y Ceres . [1] En el cumplimiento de esa misión de la novena de la NASA Programa de Descubrimiento - amanecer entró en órbita alrededor de Vesta el 16 de julio de 2011, y completó una misión de estudio de 14 meses antes de partir hacia Ceres a finales de 2012. [8] [9] Entró en órbita alrededor de Ceres el 6 de marzo de 2015. [10] [11]En 2017, la NASA anunció que la misión planeada de nueve años se extendería hasta que se agotara el suministro de combustible de hidracina de la sonda . [12] El 1 de noviembre de 2018, la NASA anunció que Dawn había agotado su hidracina y la misión había terminado. La nave espacial se encuentra actualmente en una órbita abandonada, pero estable, alrededor de Ceres. [13]
 Ilustración de la nave espacial Dawn | ||||||||
| Tipo de misión | Orbitador de objetivos múltiples | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Operador | NASA / JPL | |||||||
| ID COSPAR | 2007-043A | |||||||
| SATCAT no. | 32249 | |||||||
| Sitio web | http://dawn.jpl.nasa.gov/ | |||||||
| Duración de la misión | Planificado: 9 años [1] [2] Final: 11 años, 1 mes, 5 días | |||||||
| Propiedades de la nave espacial | ||||||||
| Fabricante | Ciencias Orbitales · JPL · UCLA | |||||||
| Masa de lanzamiento | 1.217,7 kg (2.684,6 libras) [3] | |||||||
| Secado masivo | 747,1 kg (1647,1 libras) [3] | |||||||
| Dimensiones | 1,64 × 19,7 × 1,77 m (5,4 × 65 × 5,8 pies) [3] | |||||||
| Energía | 10 kW a 1 AU [3] 1,3 kW a 3 AU [4] | |||||||
| Inicio de la misión | ||||||||
| Fecha de lanzamiento | 27 de septiembre de 2007, 11:34 UTC [5] | |||||||
| Cohete | Delta II 7925H | |||||||
| Sitio de lanzamiento | Cabo Cañaveral SLC-17B | |||||||
| Contratista | Alianza de lanzamiento unida | |||||||
| Fin de la misión | ||||||||
| Disposición | Órbita estable incontrolada | |||||||
| Ultimo contacto | 30 de octubre de 2018 [6] | |||||||
| Sobrevuelo de Marte | ||||||||
| Acercamiento más cercano | 18 de febrero de 2009, 00:27:58 UTC [5] | |||||||
| Distancia | 542 km (337 millas) [5] | |||||||
| 4 orbitador Vesta | ||||||||
| Inserción orbital | 16 de julio de 2011, 04:47 UTC [7] | |||||||
| Salida orbital | 5 de septiembre de 2012, 06:26 UTC [5] | |||||||
| 1 orbitador Ceres | ||||||||
| Inserción orbital | 6 de marzo de 2015, 12:29 UTC [5] | |||||||
| ||||||||
 Parche de misión amanecer | ||||||||
Dawn es la primera nave espacial en orbitar dos cuerpos extraterrestres, [14] la primera nave espacial en visitar Vesta o Ceres, y la primera en orbitar un planeta enano. [15]
La misión Dawn fue administrada por el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA , con componentes de naves espaciales aportados por socios europeos de Italia, Alemania, Francia y los Países Bajos. [16] Fue la primera misión exploratoria de la NASA en utilizar propulsión iónica , lo que le permitió entrar y salir de la órbita de dos cuerpos celestes. Las misiones previas de objetivos múltiples que utilizaban unidades convencionales, como el programa Voyager , estaban restringidas a sobrevuelos . [4]
Historia del proyecto
Antecedentes tecnológicos
El primer propulsor de iones en funcionamiento en los EE. UU. Fue construido por Harold R. Kaufman en 1959 en el Centro de Investigación Glenn de la NASA en Ohio . El propulsor era similar al diseño general de un propulsor de iones electrostáticos en cuadrícula con mercurio como propulsor. Las pruebas suborbitales del motor siguieron durante la década de 1960, y en 1964 el motor se probó en un vuelo suborbital a bordo del Space Electric Rocket Test 1 (SERT 1). Operó con éxito durante los 31 minutos previstos antes de volver a caer a la Tierra. [19] Esta prueba fue seguida por una prueba orbital, SERT-2, en 1970.
Deep Space 1 (DS1), que la NASA lanzó en 1998, demostró el uso a largo duración de un xenón -propelled iones propulsor en una misión de la ciencia, [20] y validó una serie de tecnologías, incluyendo la NSTAR motor iónico electrostático , así como realizar un sobrevuelo de un asteroide y un cometa. [21] Además del propulsor de iones, entre las otras tecnologías validadas por el DS1 estaba el transpondedor de espacio profundo pequeño , que se utiliza en Dawn para comunicaciones de largo alcance. [21]
Selección del programa de descubrimiento
Se enviaron 26 propuestas a la convocatoria del Programa Discovery , con un presupuesto inicialmente fijado en 300 millones de dólares estadounidenses. [22] Tres semifinalistas fueron seleccionados en enero de 2001 para un estudio de diseño de fase A: Dawn, Kepler e INSIDE Jupiter. [23] En diciembre de 2001, la NASA seleccionó la misión Kepler y Dawn para el programa Discovery. [22] Ambas misiones se seleccionaron inicialmente para su lanzamiento en 2006. [22]
Cancelación y reinstalación
El estado de la misión Dawn cambió varias veces. El proyecto se canceló en diciembre de 2003 [24] y luego se restableció en febrero de 2004. En octubre de 2005, los trabajos en Dawn se pusieron en modo "suspendido", y en enero de 2006, la misión se discutió en la prensa como "pospuesta indefinidamente ", a pesar de que la NASA no había hecho nuevos anuncios sobre su estado. [25] El 2 de marzo de 2006, Dawn fue nuevamente cancelada por la NASA. [26]
El fabricante de la nave espacial, Orbital Sciences Corporation , apeló la decisión de la NASA, ofreciendo construir la nave espacial al costo, renunciando a cualquier beneficio para ganar experiencia en un nuevo campo de mercado. Luego, la NASA puso la cancelación bajo revisión, [27] y el 27 de marzo de 2006, se anunció que la misión no sería cancelada después de todo. [28] [29] En la última semana de septiembre de 2006, la integración de la carga útil de los instrumentos de la misión Dawn alcanzó la funcionalidad completa. Aunque originalmente se proyectó que costaría 373 millones de dólares, los sobrecostos inflaron el costo final de la misión a 446 millones de dólares en 2007. [30] Christopher T. Russell fue elegido para dirigir el equipo de la misión Dawn .
Antecedentes científicos
La misión Dawn fue diseñada para estudiar dos grandes cuerpos en el cinturón de asteroides con el fin de responder preguntas sobre la formación del Sistema Solar , así como para probar el rendimiento de sus propulsores de iones en el espacio profundo. [1] Ceres y Vesta fueron elegidos como dos protoplanetas contrastantes , el primero aparentemente "húmedo" (es decir, helado y frío) y el otro "seco" (es decir, rocoso), cuya acreción terminó con la formación de Júpiter . Los dos cuerpos proporcionan un puente en la comprensión científica entre la formación de planetas rocosos y los cuerpos helados del Sistema Solar, y en qué condiciones un planeta rocoso puede contener agua. [31]
La Unión Astronómica Internacional (IAU) adoptó una nueva definición de planeta el 24 de agosto de 2006, que introdujo el término " planeta enano " para los mundos elipsoidales que eran demasiado pequeños para calificar para el estado planetario "limpiando su vecindad orbital" de otra materia en órbita. . Dawn es la primera misión para estudiar un planeta enano, llegando a Ceres unos meses antes de la llegada de la sonda New Horizons a Plutón en julio de 2015.
Ceres comprende un tercio de la masa total del cinturón de asteroides. Sus características espectrales sugieren una composición similar a la de una condrita carbonácea rica en agua . [32] Vesta, un asteroide acondrítico más pequeño y pobre en agua que comprende una décima parte de la masa del cinturón de asteroides, ha experimentado un calentamiento y diferenciación significativos . Muestra signos de un núcleo metálico , una densidad similar a la de Marte y flujos basálticos similares a la luna. [33]
La evidencia disponible indica que ambos cuerpos se formaron muy temprano en la historia del Sistema Solar, conservando así un registro de eventos y procesos desde el momento de la formación de los planetas terrestres. La datación por radionúclidos de fragmentos de meteoritos que se cree provienen de Vesta sugiere que Vesta se diferenció rápidamente, en tres millones de años o menos. Los estudios de evolución térmica sugieren que Ceres debe haberse formado algún tiempo después, más de tres millones de años después de la formación de los CAI (los objetos más antiguos conocidos del origen del Sistema Solar). [33]
Además, Vesta parece ser la fuente de muchos objetos más pequeños en el Sistema Solar. La mayoría (pero no todos) de los asteroides cercanos a la Tierra de tipo V , y algunos asteroides exteriores del cinturón principal, tienen espectros similares a los de Vesta y, por lo tanto, se conocen como vestoides . Se cree que el cinco por ciento de las muestras meteoríticas encontradas en la Tierra, los meteoritos howardita-eucrita-diogenita (HED), son el resultado de una colisión o colisiones con Vesta.
Se piensa que Ceres puede tener un interior diferenciado; [34] su achatamiento parece demasiado pequeño para un cuerpo indiferenciado, lo que indica que consiste en un núcleo rocoso cubierto con un manto helado . [34] Hay una gran colección de muestras potenciales de Vesta accesibles a los científicos, en forma de más de 1.400 meteoritos HED, [35] que dan una idea de la historia y estructura geológica de Vesta. Se cree que Vesta está formado por un núcleo metálico de hierro y níquel, un manto y una corteza de olivino rocoso suprayacente . [36] [37] [38]
El primer mapa a color de Ceres by Dawn (color exagerado, marzo de 2015)
Objetivos
Amanecer · Tierra · Marte · 4 Vesta · 1 Ceres
El objetivo de la misión Dawn era caracterizar las condiciones y procesos del primer eón del Sistema Solar investigando en detalle dos de los protoplanetas más grandes que permanecieron intactos desde su formación. [1] [39]
Aunque la misión ha terminado, los análisis e interpretaciones de datos continuarán durante muchos años. La pregunta principal que aborda la misión es el papel del tamaño y el agua en la determinación de la evolución de los planetas. [39] Ceres y Vesta son cuerpos muy adecuados para abordar esta cuestión, ya que son dos de los protoplanetas más masivos. Ceres es geológicamente muy primitivo y helado, mientras que Vesta es evolucionado y rocoso. Se cree que sus características contrastantes son el resultado de su formación en dos regiones diferentes del Sistema Solar primitivo. [39]
Hay tres impulsores científicos principales para la misión. En primer lugar, la misión Dawn puede capturar los primeros momentos del origen del Sistema Solar, lo que permite conocer las condiciones en las que se formaron estos objetos. En segundo lugar, Dawn determina la naturaleza de los bloques de construcción a partir de los cuales se formaron los planetas terrestres, mejorando la comprensión científica de esta formación. Finalmente, contrasta la formación y evolución de dos pequeños planetas que siguieron caminos evolutivos muy diferentes, lo que permite a los científicos determinar qué factores controlan esa evolución. [39]
Instrumentos
El Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA proporcionó la planificación y gestión generales de la misión, el sistema de vuelo y el desarrollo de la carga útil científica, y proporcionó el sistema de propulsión de iones . Orbital Sciences Corporation proporcionó la nave espacial, que constituyó la primera misión interplanetaria de la compañía. El Instituto Max Planck para la Investigación del Sistema Solar y el Centro Aeroespacial Alemán (DLR) proporcionaron las cámaras de encuadre, la Agencia Espacial Italiana proporcionó el espectrómetro de mapeo y el Laboratorio Nacional de Los Alamos proporcionó el espectrómetro de neutrones y rayos gamma. [4]
- Cámara de encuadre (FC) : se volaron dos cámaras de encuadre redundantes. Cada uno utilizó un sistema óptico refractivo af / 7.9 con una distancia focal de 150 mm. [40] [41] Un dispositivo de carga acoplada de transferencia de fotogramas (CCD), un Thomson TH7888A, [41] en el plano focal tiene 1024 × 1024 píxeles sensibles de 93 μrad, obteniendo imágenes de un campo de visión de 5,5 ° x 5,5 ° . Una rueda de filtros de 8 posiciones permite obtener imágenes pancromáticas (filtro transparente) y espectralmente selectivas (7 filtros de banda estrecha). El filtro más amplio permite obtener imágenes en longitudes de onda de 400 a 1050 nm. La computadora FC es un sistema Xilinx personalizado reforzado con radiación con un núcleo LEON2 y 8 GiB de memoria. [41] La cámara ofrecía resoluciones de 17 m / píxel para Vesta y 66 m / píxel para Ceres. [41] Debido a que la cámara de encuadre era vital tanto para la ciencia como para la navegación, la carga útil tenía dos cámaras idénticas y físicamente separadas (FC1 y FC2) para redundancia, cada una con su propia óptica, electrónica y estructura. [4] [42]
- Espectrómetro visible e infrarrojo (VIR) : este instrumento es una modificación del espectrómetro de imágenes térmicas visible e infrarrojo utilizado en las naves espaciales Rosetta y Venus Express . Extrae su herencia de Saturno orbitador Cassini ' s espectrómetro de cartografía visible e infrarroja. Los marcos espectrales VIR del espectrómetro son 256 (espacial) × 432 (espectral) y la longitud de la rendija es 64 mrad . El espectrómetro de mapeo incorpora dos canales, ambos alimentados por una única rejilla. Un CCD produce fotogramas de 0,25 a 1,0 μm, mientras que una matriz de fotodiodos de HgCdTe enfriado a aproximadamente 70 K abarca el espectro de 0,95 a 5,0 μm. [4] [43]
- Detector de rayos gamma y neutrones (GRaND) [44] : este instrumento se basa en instrumentos similares que se utilizan en las misiones espaciales Lunar Prospector y Mars Odyssey . Tenía 21 sensores con un campo de visión muy amplio. [40] Se utilizó para medir la abundancia de los principales elementos formadores de rocas (oxígeno, magnesio, aluminio, silicio, calcio, titanio y hierro) y potasio, torio, uranio y agua (deducidos del contenido de hidrógeno) en el top 1m de la superficie de Vesta y Ceres. [45] [46] [47] [48] [49] [50]
Se consideraron un magnetómetro y un altímetro láser para la misión, pero finalmente no se volaron. [51]
Especificaciones
Dimensiones
Con su matriz solar en la posición de lanzamiento retraída, la nave espacial Dawn tiene 2,36 metros (7,7 pies) de ancho. Con sus paneles solares completamente extendidos, Dawn tiene 19,7 m (65 pies) de ancho. [52] Los paneles solares tienen un área total de 36,4 m 2 (392 pies cuadrados). [53] La antena principal tiene cinco pies de diámetro. [14]
Sistema de propulsión
La nave espacial Dawn fue propulsada por tres propulsores de iones de xenón derivados de la tecnología NSTAR utilizada por la nave espacial Deep Space 1 , [54] usando uno a la vez. Tienen un impulso específico de 3.100 sy producen un empuje de 90 mN. [55] Toda la nave espacial, incluidos los propulsores de propulsión iónica, fue impulsada por una matriz solar fotovoltaica de arseniuro de galio de unión triple de 10 kW (a 1 AU ) fabricada por Dutch Space. [56] [57] A Dawn se le asignaron 247 kg (545 lb) de xenón para su aproximación Vesta, y transportó otros 112 kg (247 lb) para llegar a Ceres, [58] de una capacidad total de 425 kg (937 lb) de propulsor a bordo . [59] Con el propulsor que transportaba, Dawn pudo realizar un cambio de velocidad de aproximadamente 11 km / s durante el transcurso de su misión, mucho más que cualquier nave espacial anterior logrado con propulsor a bordo después de la separación de su cohete de lanzamiento. [58] Sin embargo, el empuje fue muy suave; Fueron necesarios cuatro días a todo gas para acelerar Dawn de cero a 96 km / h. [14] Dawn es la primera misión puramente exploratoria de la NASA que utiliza motores de propulsión de iones. [60] La nave espacial también tiene doce propulsores de hidracina de 0,9 N para el control de actitud (orientación), que también se utilizaron para ayudar en la inserción orbital. [61]
La nave espacial Dawn pudo lograr un nivel récord de propulsión de su motor de iones. [62] La NASA señaló tres áreas específicas de excelencia: [63]
- Primero en orbitar dos cuerpos astronómicos diferentes (sin incluir la Tierra).
- Récord de propulsión solar-eléctrica , incluido un cambio de velocidad en el espacio de 25,700 mph (11,49 km / segundo). Esto es 2.7 veces el cambio de velocidad por impulsión de iones solares-eléctricos que el récord anterior.
- Alcanzó 5,9 años de tiempo de funcionamiento del motor de iones el 7 de septiembre de 2018. Esta cantidad de tiempo de funcionamiento equivale al 54% del tiempo de Dawn en el espacio exterior.
Microchip de extensión
Dawn lleva un chip de memoria con los nombres de más de 360.000 entusiastas del espacio. [64] Los nombres se enviaron en línea como parte de un esfuerzo de divulgación pública entre septiembre de 2005 y el 4 de noviembre de 2006. [65] El microchip, que tiene dos centímetros de diámetro, se instaló el 17 de mayo de 2007, sobre el ión de avance de la nave espacial. propulsor, debajo de su antena de alta ganancia . [66] Se fabricó más de un microchip, y se exhibió una copia de seguridad en el evento de puertas abiertas de 2007 en el Laboratorio de Propulsión a Chorro en Pasadena, California.
Resumen de la misión
Preparativos de lanzamiento
El 10 de abril de 2007, la nave llegó a la subsidiaria de Astrotech Space Operations de SPACEHAB, Inc. en Titusville, Florida , donde estaba preparada para su lanzamiento. [67] [68] El lanzamiento estaba programado originalmente para el 20 de junio, pero se retrasó hasta el 30 de junio debido a retrasos en las entregas de partes. [69] Una grúa rota en la plataforma de lanzamiento, utilizada para levantar los propulsores de cohetes sólidos , retrasó aún más el lanzamiento durante una semana, hasta el 7 de julio; antes de esto, el 15 de junio, la segunda etapa fue izada con éxito a su posición. [70] Un percance en la instalación de Operaciones Espaciales de Astrotech, que involucró daños leves a uno de los paneles solares, no tuvo efecto en la fecha de lanzamiento; sin embargo, el mal tiempo hizo que el lanzamiento se retrasara hasta el 8 de julio. Los problemas de seguimiento del alcance retrasaron el lanzamiento hasta el 9 de julio y luego el 15 de julio. La planificación del lanzamiento se suspendió para evitar conflictos con la misión Phoenix a Marte, que se lanzó con éxito el 4 de agosto.
Lanzamiento
El lanzamiento de Dawn fue reprogramado para el 26 de septiembre de 2007, [71] [72] [73] y luego el 27 de septiembre, debido al mal tiempo que retrasó el repostaje de la segunda etapa, el mismo problema que retrasó el intento de lanzamiento del 7 de julio. La ventana de inicio se extendió desde las 07: 20–07: 49 EDT (11: 20–11: 49 GMT ). [74] Durante la última bodega incorporada en T-4 minutos, un barco entró en el área de exclusión en alta mar, la franja de océano donde era probable que cayeran los propulsores de cohetes después de la separación. Después de ordenar a la nave que abandonara el área, se requirió que el lanzamiento esperara hasta el final de una ventana para evitar colisiones con la Estación Espacial Internacional . [75] amanecer finalmente lanzado desde la almohadilla 17-B en la estación de la Fuerza Aérea de Cabo Canaveral en un Delta 7925-H cohete [76] a las 07:34 EDT, [77] [78] [79] alcanzar la velocidad de escape con la ayuda de una tercera etapa de combustible sólido estabilizada por giro . [80] [81] A partir de entonces, los propulsores de iones de Dawn se hicieron cargo.
Tránsito a Vesta
Después de las pruebas iniciales, durante las cuales los propulsores de iones acumularon más de 11 días y 14 horas de funcionamiento, Dawn inició la propulsión de crucero a largo plazo el 17 de diciembre de 2007. [82] El 31 de octubre de 2008, Dawn completó su primera fase de empuje para enviarlo. a Marte para un sobrevuelo asistido por gravedad en febrero de 2009. Durante esta primera fase de crucero interplanetario, Dawn pasó 270 días, o el 85% de esta fase, usando sus propulsores. Gastó menos de 72 kilogramos de propulsor de xenón para un cambio total en la velocidad de 1,81 km / s. El 20 de noviembre de 2008, Dawn realizó su primera maniobra de corrección de trayectoria (TCM1), disparando su propulsor número 1 durante 2 horas y 11 minutos.
Dawn hizo su aproximación más cercana (549 km) a Marte el 17 de febrero de 2009 durante una exitosa asistencia por gravedad. [83] [84] Este sobrevuelo redujo la velocidad orbital de Marte en aproximadamente 2,5 cm (1 pulgada) cada 180 millones de años. [14] En este día, la nave espacial se colocó en modo seguro , lo que resultó en una pérdida de adquisición de datos. Se informó que la nave espacial estaba nuevamente en pleno funcionamiento dos días después, sin que se identificara ningún impacto en la misión posterior. Se informó que la causa raíz del evento era un error de programación del software. [85]
Para viajar desde la Tierra a sus objetivos, Dawn viajó en una trayectoria alargada en espiral hacia afuera. La cronología real de Vesta y la cronología de Ceres estimada [ necesita actualización ] son las siguientes: [2]
- 27 de septiembre de 2007: lanzamiento
- 17 de febrero de 2009: asistencia de gravedad de Marte
- 16 de julio de 2011: llegada y captura de Vesta
- 11 al 31 de agosto de 2011: órbita de la prospección Vesta
- 29 de septiembre de 2011 - 2 de noviembre de 2011: primera órbita a gran altitud de Vesta
- 12 de diciembre de 2011 - 1 de mayo de 2012: órbita de baja altitud de Vesta
- 15 de junio de 2012 - 25 de julio de 2012: segunda órbita de gran altitud de Vesta
- 5 de septiembre de 2012: salida de Vesta
- 6 de marzo de 2015: llegada a Ceres
- 30 de junio de 2016: fin de las operaciones primarias de Ceres
- 1 de julio de 2016: Inicio de la misión ampliada de Ceres [86]
- 1 de noviembre de 2018: fin de la misión
Enfoque de Vesta
A medida que Dawn se acercaba a Vesta, el instrumento Framing Camera tomó imágenes de mayor resolución, que fueron publicadas en línea y en conferencias de prensa por la NASA y MPI .
14 de junio de 2011
265.000 km (165.000 mi)24 de junio de 2011
152.000 km (94.000 mi)1 de julio de 2011
100.000 km (62.000 mi)9 de julio de 2011
41.000 km (25.000 mi)
El 3 de mayo de 2011, Dawn adquirió su primera imagen de objetivo, 1.200.000 km de Vesta, y comenzó su fase de aproximación al asteroide. [87] El 12 de junio, la velocidad de Dawn en relación con Vesta se redujo en preparación para su inserción orbital 34 días después. [88] [89]
Se programó que Dawn se insertara en órbita a las 05:00 UTC del 16 de julio después de un período de empuje con sus motores de iones. Debido a que su antena apuntaba lejos de la Tierra durante el empuje, los científicos no pudieron confirmar de inmediato si Dawn logró o no la maniobra. La nave espacial luego se reorientaría y estaba programada para registrarse a las 06:30 UTC el 17 de julio. [90] La NASA confirmó más tarde que recibió telemetría de Dawn que indica que la nave espacial entró con éxito en órbita alrededor de Vesta, convirtiéndola en la primera nave espacial en orbitar un objeto en el cinturón de asteroides. [91] [92] No se pudo confirmar el momento exacto de inserción, ya que dependía de la distribución masiva de Vesta, que no se conocía con precisión y en ese momento solo se había estimado. [93]
Órbita de Vesta
Después de ser capturado por la gravedad de Vesta y entrar en su órbita el 16 de julio de 2011, [94] Dawn se trasladó a una órbita más baja y cercana al hacer funcionar su motor de iones de xenón utilizando energía solar. El 2 de agosto, detuvo su aproximación en espiral para entrar en una órbita de exploración de 69 horas a una altitud de 2.750 km (1.710 millas). Asumió una órbita cartográfica de gran altitud de 12,3 horas a 680 km (420 millas) el 27 de septiembre, y finalmente entró en una órbita cartográfica de baja altitud de 4,3 horas a 210 km (130 millas) el 8 de diciembre. [95] [96 ] [97]
Amanecer · 4 Vesta
17 de julio de 2011
16.000 km (9.900 mi)18 de julio de 2011
10.500 km (6.500 millas)23 de julio de 2011
5.200 km (3.200 mi)24 de julio de 2011
5.200 km (3.200 mi)
En mayo de 2012, el equipo de Dawn publicó los resultados preliminares de su estudio de Vesta, incluidas estimaciones del tamaño del núcleo rico en metales de Vesta, que se teoriza en 220 km (140 millas) de ancho. Los científicos afirmaron que creen que Vesta es el "último de su tipo", el único ejemplo que queda de los grandes planetoides que se unieron para formar los planetas rocosos durante la formación del Sistema Solar. [94] [98] En octubre de 2012, se publicaron más resultados de Dawn sobre el origen de manchas oscuras anómalas y rayas en la superficie de Vesta, que probablemente fueron depositadas por impactos de asteroides antiguos. [99] [100] [101] En diciembre de 2012, se informó que Dawn había observado barrancos en la superficie de Vesta que se interpretaron como erosionados por agua líquida que fluía transitoriamente. [102] [103] Más detalles sobre los descubrimientos científicos de la misión Dawn en Vesta se incluyen en la página de Vesta .
Dawn estaba originalmente programado para partir de Vesta y comenzar su viaje de dos años y medio a Ceres el 26 de agosto de 2012. [9] Sin embargo, un problema con una de las ruedas de reacción de la nave forzó a Dawn a retrasar su salida de la gravedad de Vesta hasta el 5 de septiembre. , 2012. [8] [104] [105] [106] [107]
Montículo central en el Polo Sur en el asteroide Vesta el 12 de agosto de 2011
Los cráteres en forma de muñeco de nieve en Vesta
Cráteres y crestas de Vesta
| Mapa geológico de Vesta basado en datos de Dawn [108] |
|---|
| Las regiones más antiguas y con muchos cráteres son de color marrón; las áreas modificadas por los impactos de Veneneia y Rheasilvia son de color púrpura (la Formación Saturnalia Fossae, en el norte) [109] y cian claro (la Formación Divalia Fossae, ecuatorial), [108] respectivamente; el interior de la cuenca de impacto de Rheasilvia (en el sur) es de color azul oscuro, y las áreas vecinas de la eyección de Rheasilvia (incluida un área dentro de Veneneia) son de color azul violeta claro; [110] [111] las áreas modificadas por impactos más recientes o desperdicio masivo son de color amarillo / naranja o verde, respectivamente. |
Tránsito a Ceres
| Fecha | distancia (km) | diámetro (px) | resolución (km / px) | porción de disco iluminada |
|---|---|---|---|---|
| Diciembre 1 | 1.200.000 | 9 | 112 | 94% |
| 13 de enero | 383.000 | 27 | 36 | 95% |
| 25 de enero | 237.000 | 43 | 22 | 96% |
| 3 de febrero | 146.000 | 70 | 14 | 97% |
| 12 de febrero | 83.000 | 122 | 7.8 | 98% |
| 19 de febrero | 46.000 | 222 | 4.3 | 87% |
| 25 de Febrero | 40.000 | 255 | 3,7 | 44% |
| marzo 1 | 49.000 | 207 | 4.6 | 23% |
| 10 de abril | 33.000 | 306 | 3.1 | 17% |
| 15 de abril | 22.000 | 453 | 2.1 | 49% |
Durante su tiempo en órbita alrededor de Vesta, la sonda experimentó varias fallas en sus ruedas de reacción. Los investigadores planearon modificar sus actividades al llegar a Ceres para realizar un mapeo geográfico de alcance cercano. El equipo de Dawn declaró que orientarían la sonda usando un modo "híbrido" utilizando tanto ruedas de reacción como propulsores de iones. Los ingenieros determinaron que este modo híbrido ahorraría combustible. El 13 de noviembre de 2013, durante el tránsito, en una preparación de prueba, los ingenieros de Dawn completaron una serie de ejercicios de 27 horas de dicho modo híbrido. [113]
El 11 de septiembre de 2014, Alba 's ión propulsor inesperadamente dejó de disparar y la sonda comenzó a funcionar en un modo seguro activado. Para evitar una falla en la propulsión, el equipo de la misión cambió apresuradamente el motor de iones activo y el controlador eléctrico por otro. El equipo declaró que tenían un plan para reactivar este componente desactivado a finales de 2014. El controlador en el sistema de propulsión de iones puede haber sido dañado por una partícula de alta energía . Al salir del modo seguro el 15 de septiembre de 2014, el propulsor de iones de la sonda reanudó su funcionamiento normal. [114]
Además, los investigadores de Dawn también encontraron que, después del problema de la propulsión, Dawn no podía apuntar su antena de comunicaciones principal hacia la Tierra. En cambio, otra antena de menor capacidad fue re-asignada temporalmente. Para corregir el problema, se reinició la computadora de la sonda y se restauró el mecanismo de orientación de la antena principal. [114]
Enfoque de Ceres
Dawn comenzó a fotografiar un disco extendido de Ceres el 1 de diciembre de 2014, [115] con imágenes de rotaciones parciales el 13 y 25 de enero de 2015 publicadas como animaciones. Las imágenes tomadas de Dawn of Ceres después del 26 de enero de 2015 superaron la resolución de imágenes comparables del Telescopio Espacial Hubble . [116]
25 de enero de 2015
237.000 km (147.000 mi)4 de febrero de 2015
145.000 km (90.000 mi)12 de febrero de 2015
80.000 km (50.000 mi)19 de febrero de 2015
46.000 km (29.000 mi)
Debido a la falla de dos ruedas de reacción, Dawn hizo menos observaciones de cámara de Ceres durante su fase de aproximación que durante su aproximación Vesta. Las observaciones de la cámara requirieron girar la nave espacial, que consumía el precioso combustible de hidracina. Se programaron siete sesiones fotográficas de navegación óptica (OpNav 1-7, el 13 y 25 de enero, 3 y 25 de febrero, 1 de marzo y 10 y 15 de abril) y dos sesiones de observación de rotación completa (RC1-2, el 12 y 19 de febrero) [ necesita actualización ] antes de que comience la observación completa con la captura orbital. La brecha en marzo y principios de abril se debió a un período en el que Ceres aparece demasiado cerca del Sol desde el punto de vista de Dawn para tomar fotografías de manera segura. [117]
Órbita de Ceres
Amanecer · Ceres
| Fase de órbita | No. | Fechas [119] | Altitud (km; mi) [120] | Periodo orbital | Resolución (km / px) | Mejora sobre Hubble | Notas |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| RC3 | 1er | 23 de abril de 2015 - 9 de mayo de 2015 | 13.500 km (8.400 millas) | 15 días | 1.3 | 24 × | |
| Encuesta | 2do | 6 de junio de 2015-30 de junio de 2015 | 4.400 km (2.700 millas) | 3,1 días | 0,41 | 73 × | |
| HAMO | Tercero | 17 de agosto de 2015-23 de octubre de 2015 | 1.450 km (900 millas) | 19 horas | 0,14 (140 m) | 217 × | |
| LAMO / XMO1 | Cuarto | 16 de diciembre de 2015-2 de septiembre de 2016 | 375 km (233 millas) | 5,5 horas | 0,035 (35 m) | 850 × | |
| XMO2 | Quinto | 5 de octubre de 2016 - 4 de noviembre de 2016 | 1.480 km (920 millas) | 19 horas | 0,14 (140 m) | 217 × | [121] [122] [123] |
| XMO3 | Sexto | 5 de diciembre de 2016-22 de febrero de 2017 | 7.520–9.350 km (4.670–5.810 millas) | ≈8 días | 0,9 (est.) | 34 × (est.) | [122] [124] |
| XMO4 | Séptimo | 22 de abril de 2017-22 de junio de 2017 | 13.830–52.800 km (8.590–32.810 mi) | ≈29 días | [125] | ||
| XMO5 | Octavo | 30 de junio de 2017-16 de abril de 2018 | 4.400–39.100 km (2.700–24.300 mi) | 30 dias | [125] [126] [127] | ||
| XMO6 | Noveno | 14 de mayo de 2018 - 31 de mayo de 2018 | 440-4,700 km (270-2,920 mi) | 37 horas | [128] | ||
| XMO7 (FINAL) | Décimo | 6 de junio de 2018 - presente | 35 a 4000 km (22 a 2485 mi) | 27,2 horas | [129] [130] [131] [132] |
23 de abril de 2015
1er mapa en órbita - RC3
13.600 km (8.500 mi)
( ver en los comunes )6 de junio de 2015
2da órbita del mapa - SRVY
4400 km (2700 mi)
( ver en los comunes )17 de agosto de 2015
Tercera órbita del mapa - HAMO
1.470 km (915 mi)
( ver en los comunes )10 de diciembre de 2015
4th Map Orbit - LAMO
385 km (240 mi)
( ver en los comunes )5 de octubre de 2016
5th Map Orbit - XMO2
1.480 km (920 mi)
( ver en commons )9 de junio de 2018
10th Map Orbit - XMO7
35 km (22 mi)
( ver en commons )
Dawn entró en la órbita de Ceres el 6 de marzo de 2015, [133] cuatro meses antes de la llegada de New Horizons a Plutón. Dawn se convirtió así en la primera misión en estudiar un planeta enano a corta distancia. [134] [135] Dawn inicialmente entró en una órbita polar alrededor de Ceres y continuó refinando su órbita. Obtuvo su primer mapa topográfico completo de Ceres durante este período. [136]
Del 23 de abril al 9 de mayo de 2015, Dawn entró en una órbita RC3 (Caracterización de rotación 3) a una altitud de 13.500 km (8.400 millas). La órbita RC3 duró 15 días, durante los cuales Dawn alternó la toma de fotografías y las mediciones del sensor y luego transmitió los datos resultantes a la Tierra. [137] El 9 de mayo de 2015, Dawn impulsó sus motores de iones y comenzó un descenso en espiral de un mes hasta su segundo punto de mapeo, una órbita Survey, tres veces más cerca de Ceres que la órbita anterior. La nave espacial se detuvo dos veces para tomar imágenes de Ceres durante su descenso en espiral hacia la nueva órbita.
El 6 de junio de 2015, Dawn entró en la nueva órbita de Survey a una altitud de 4.430 km (2.750 millas). En la nueva órbita de Survey, Dawn rodeaba Ceres cada tres días terrestres. [138] La fase de levantamiento duró 22 días (7 órbitas) y fue diseñada para obtener una vista global de Ceres con la cámara de encuadre de Dawn y generar mapas globales detallados con el espectrómetro de mapeo visible e infrarrojo (VIR).
El 30 de junio de 2015, Dawn experimentó una falla de software cuando ocurrió una anomalía en su sistema de orientación. Respondió entrando en modo seguro y enviando una señal a los ingenieros, quienes arreglaron el error el 2 de julio de 2015. Los ingenieros determinaron que la causa de la anomalía estaba relacionada con el sistema de cardán mecánico asociado con uno de los motores de iones de Dawn . Después de cambiar a un motor de iones independiente y realizar pruebas desde el 14 de julio hasta el 16 de julio de 2015, los ingenieros certificaron la capacidad de continuar la misión. [139]
El 17 de agosto de 2015, Dawn entró en la órbita de HAMO (órbita de mapeo de gran altitud). [140] Dawn descendió a una altitud de 1.480 km (920 mi), donde en agosto de 2015 comenzó la fase HAMO de dos meses. Durante esta fase, Dawn continuó adquiriendo mapas casi globales con el VIR y la cámara de encuadre a una resolución más alta que en la fase de Levantamiento. También tomó imágenes en estéreo para resolver la superficie en 3D.
El 23 de octubre de 2015, Dawn comenzó una espiral de dos meses hacia Ceres para lograr una órbita LAMO (órbita de mapeo de baja altitud) a una distancia de 375 km (233 millas). Desde que alcanzó esta cuarta órbita en diciembre de 2015, Dawn estaba programado para adquirir datos para los próximos tres meses con su detector de rayos gamma y neutrones (GRaND) y otros instrumentos que identificaron la composición en la superficie. [122]
Habiendo superado sus objetivos de mapeo, Dawn subió a su quinta órbita científica de 1.460 km (910 millas) a partir del 2 de septiembre de 2016, para completar observaciones adicionales desde un ángulo diferente. [141] Dawn comenzó a elevar su altitud a su sexta órbita científica de 7.200 km (4.500 millas) el 4 de noviembre de 2016, con el objetivo de alcanzarla en diciembre de 2016. El regreso a una altitud mayor permitió un segundo conjunto de datos en esta altitud, que mejora la calidad científica general cuando se agrega al primer lote. Sin embargo, esta vez la nave espacial se colocó donde no giraba en espiral y orbitaba en la misma dirección que Ceres, lo que redujo el consumo de propulsor. [142]
Conclusión de la misión
Se sugirió un sobrevuelo del asteroide 2 Pallas después de la finalización de la misión Ceres, pero nunca se consideró formalmente; orbitar Pallas no habría sido posible para Dawn , debido a la alta inclinación de la órbita de Pallas en relación con Ceres. [143]
En abril de 2016, el equipo del proyecto Dawn presentó una propuesta a la NASA para una misión extendida que habría visto a la nave espacial romper la órbita de Ceres y realizar un sobrevuelo del asteroide 145 Adeona en mayo de 2019, [144] argumentando que la ciencia ganó al visitar un tercer asteroide podría superar los beneficios de permanecer en Ceres. [86] El Panel de Revisión Senior de la Misión Planetaria de la NASA, sin embargo, rechazó la propuesta en mayo de 2016. [145] [146] Se aprobó una extensión de la misión de un año, pero el panel de revisión ordenó que Dawn permaneciera en Ceres, afirmando que el Las observaciones a largo plazo del planeta enano, particularmente a medida que se acercaba al perihelio , podrían producir una mejor ciencia. [86]
La extensión de un año expiró el 30 de junio de 2017. [147] [148] La nave espacial se colocó en una órbita no controlada pero relativamente estable alrededor de Ceres, donde se quedó sin propulsor de hidracina el 31 de octubre de 2018, [6] y donde permanecerá como "monumento" durante al menos 20 años. [149] [150] [6]
Medios de comunicación
Imagen de alta resolución
Imágenes de ceres atlas
( versión PDF )
( versión PDF )
( versión PDF )
Mapas de Ceres
Mapa de nombres de características de Ceres
Mapa topográfico de Ceres
Vídeos de paso elevado
- "> Reproducir medios
Características de la superficie exageradas
Centrarse en el cráter Occator
Vuelo sobre el planeta enano Ceres
Paso elevado del cráter Occator