MINERVA ( Vehículo Robot Experimental Micro-Nano para Asteroides ) son una serie de rovers desarrollados por la agencia espacial japonesa JAXA con el propósito de explorar superficies de asteroides . El primer MINERVA fue parte de la misión Hayabusa , y MINERVA-II son una serie de tres rovers para Hayabusa2 . El 12 de noviembre de 2005, se desplegó el rover MINERVA desde el orbitador Hayabusa con el objetivo de aterrizar en el asteroide 25143 Itokawa . Sin embargo, el aterrizaje falló porque MINERVA no alcanzó el asteroide y terminó en órbita heliocéntrica. El 21 de septiembre de 2018, los dos primeros rovers MINERVA-II aterrizaron con éxito en el asteroide 162173 Ryugu . [1] El tercer rover MINERVA-II funcionó mal antes del despliegue desde el orbitador Hayabusa2, pero se lanzó de todos modos el 2 de octubre de 2019 para realizar mediciones gravitacionales antes de impactar el asteroide unos días después.
Descripción general
Tras la aprobación del proyecto de devolución de muestras de asteroides MUSES-C, se propuso montar un rover en el explorador de asteroides, y el desarrollo de MINERVA comenzó en 1997. Completado en febrero de 2003, MINERVA fue el primer rover espacial de Japón y el primer asteroide rover en el mundo. [2]
El 9 de mayo de 2003, la nave espacial MUSES-C que transportaba MINERVA fue lanzada desde el Centro Espacial de Kagoshima y recibió el nombre de Hayabusa . Hayabusa llegó a su objetivo, el asteroide 25143 Itokawa , el 12 de septiembre de 2005. Después de una fase de observación de dos meses, Hayabusa comenzó los ensayos de descenso en preparación para el aterrizaje de asteroides. El 12 de noviembre, MINERVA se separó de Hayabusa y se dirigió a Itokawa, pero la caída falló y, por lo tanto, MINERVA se convirtió en el objeto artificial más pequeño en órbita heliocéntrica . [3] [4] Después de la separación, MINERVA continuó comunicándose durante 18 horas, transmitiendo datos a su nave nodriza. [4]
Después del regreso de Hayabusa a la Tierra , comenzó un proyecto sucesor, Hayabusa2 , que también incluía un rover. [5] Mientras que MINERVA fue tratado como una adición opcional en el primer Hayabusa, MINERVA-II se convirtió en parte de la carga útil nominal del Hayabusa2 . [6] Lanzado el 3 de diciembre de 2014, Hayabusa2 llegó al asteroide 162173 Ryugu el 27 de junio de 2018. El MINERVA-II-1, compuesto por dos rovers idénticos, fue desplegado desde Hayabusa2 el 21 de septiembre. Ambos vehículos alcanzaron la superficie de Ryugu y se convirtieron en las primeras sondas en viajar por la superficie de un asteroide. JAXA anunció que los rovers han sido nombrados HIBOU (anteriormente Rover-1A) y OWL (anteriormente Rover-1B), respectivamente.
El segundo despliegue de rover para MINERVA-II-2 ocurrió el 2 de octubre de 2019 a las 16:38 UTC. [7] El rover, conocido como Rover-2 o MINERVA-II-2 falló antes del despliegue, pero fue liberado del orbitador Hayabusa2 de todos modos para realizar mediciones gravitacionales. Afectó al asteroide unos días después de su lanzamiento el 8 de octubre.
Diseño
MINERVA
MINERVA consta de cinco componentes, incluido el cuerpo del rover.
- OME-B, que monta MINERVA en MUSES-C, y suministra energía a MINERVA hasta su separación.
- OME-C, la cobertura entre OME-B y MUSES-C
- OME-E, el repetidor entre el bus de datos de la nave nodriza
- OME-Ant, una antena de parche plano para que OME-E se comunique con MINERVA
Estos cuatro componentes estaban dentro del rover.
MINERVA en sí es un prisma hexadecagonal con un diámetro de 12 cm y una altura de 10 cm, con células solares unidas a cada lado. Esto permite que la sonda asegure la energía en cualquier posición siempre que esté en un entorno iluminado por el sol. [8] [9] Para mitigar el impacto durante el aterrizaje y proteger las células solares, 16 pines sobresalen de la superficie de MINERVA. Seis de ellos tenían termómetros en su interior para medir directamente la temperatura del suelo del asteroide. [3] Los pines también funcionaron como un medio para aumentar la fricción durante los saltos. [8]
La energía proviene de las células solares conectadas a cada lado de MINERVA. [3] El excedente de energía se almacena en un condensador eléctrico de doble capa y se usa en situaciones que requieren más energía que la generada por las células solares, como al girar el motor y al usar las cámaras. Después de que el condensador eléctrico de doble capa deje de funcionar, la comunicación seguirá siendo posible, pero el rover no podrá realizar más saltos o imágenes, por lo que se consideró una operación para que un MINERVA estacionario midiera continuamente la temperatura de la superficie del asteroide de su lugar de descanso final.
Junto con seis sensores de temperatura incorporados en los pines que sobresalen del cuerpo principal, MINERVA tenía tres cámaras y seis fotodiodos a bordo como sensores externos. Las tres cámaras CCD eran idénticas; dos de ellos miraban en la misma dirección y estaban adyacentes entre sí, lo que permite obtener imágenes estereográficas de primer plano. Esto estaba destinado principalmente a disparar la superficie del asteroide. La cámara restante se colocó en el lado opuesto de las dos cámaras, con el propósito principal de obtener imágenes del asteroide desde arriba durante los saltos.
En la parte superior e inferior de MINERVA se ubica una antena. A medida que cambia la actitud del vehículo de superficie, se debe utilizar el lado que mira a Hayabusa. La velocidad de comunicación entre MINERVA y OME-E fue de 9,6 kbps, con un alcance máximo de 20 km.
MINERVA tiene un microordenador incorporado . Su principal microprocesador de CPU es el SH-3 de Hitachi , con frecuencia de 10 MHz, adoptado por su bajo consumo de energía, eficiencia de rendimiento y confiabilidad. La memoria de la computadora incluye 2 MB de RAM , 512 KB de ROM y 2 MB de Flash ROM . [10] [11]
MINERVA-II-1
MINERVA-II-1 fue desarrollado por JAXA y la Universidad de Aizu . Tiene un diseño delgado en comparación con su predecesor, para aumentar la probabilidad de que la superficie con un área más grande entre en contacto con la superficie del asteroide. MINERVA-II-1 se amplió de su predecesor como el destino del rover, el asteroide Ryugu estaba más lejos del Sol que Itokawa, lo que requería un aumento en el área de las células solares. [12] El mayor tamaño de Ryugu en comparación con Itokawa significa que los rovers enfrentarán una gravedad más fuerte, por lo que se utilizan motores de CC más grandes para MINERVA-II-1. [13] Al desplegar dos rovers simultáneamente, se puede lograr una red de sondas espaciales. [9] La velocidad máxima de comunicación entre los rovers MINERVA-II-1 y el OME-E de la nave nodriza es de 32 kbps. Los dos rovers son casi idénticos, la única diferencia son algunos sensores internos y las características térmicas . [14] El Rover-1A utiliza un aislamiento multicapa tradicional , que cubre el rover para evitar que entre el calor, mientras que el Rover-1B está equipado con radiadores para disipar el calor hacia el exterior. [15]
MINERVA-II-2
A diferencia de los otros tres MINERVA (uno en Hayabusa , dos en Hayabusa2 ) desarrollados por JAXA / ISAS , MINERVA-II-2 fue desarrollado por un consorcio de universidades japonesas y emplea métodos de movilidad significativamente diferentes. El objetivo principal de MINERVA-II-2 es verificar la navegación en un entorno con una aceleración gravitacional extremadamente pequeña. [16] El rover se realizó como una "carga útil de alcance", dirigida a la comunidad universitaria. [12] La responsabilidad de cada universidad es la siguiente: [16]
- La Universidad de Tohoku fue responsable de la gestión general del Rover-2 y desarrolló un mecanismo de movimiento de tipo micro-salto que utiliza micro vibraciones.
- La Universidad de Yamagata desarrolló un mecanismo de movimiento impulsado por el medio ambiente utilizando bimetales
- La Universidad de Tokio Denki desarrolló un mecanismo de movimiento de tipo de impacto interno que utiliza imanes permanentes
- La Universidad de Osaka desarrolló un mecanismo de movimiento elástico de tipo liberador de energía que utiliza ballestas
- La Universidad de Ciencias de Tokio desarrolló las cámaras a bordo del rover
Operación y aterrizaje
MINERVA (Hayabusa)
MINERVA fue desplegado por Hayabusa durante el tercer ensayo de aterrizaje. El 12 de noviembre de 2005 a las 6:07:38 UTC se envió desde la Tierra el comando para desplegar MINERVA. [3] Sin embargo, antes del comando de despliegue de MINERVA, se envió accidentalmente un comando instruyendo a Hayabusa para elevar su altitud. MINERVA se desplegó a las 6:24 UTC, pero la distancia a 25143 Itokawa era de 200 m, y Hayabusa ascendía a aproximadamente 15 cm / s de distancia del asteroide. Una imagen tomada por Hayabusa 212 s después del despliegue de MINERVA captó tanto a MINERVA como a OME-C, la cubierta del rover que también se desplegó.
De las imágenes tomadas por MINERVA, solo se envió una, que era una fotografía de los paneles solares de Hayabusa. [3] Después de separarse de Hayabusa, la comunicación con MINERVA duró 18 horas.
MINERVA-II ( Hayabusa2 )
Hayabusa2 llegó al asteroide 162173 Ryugu el 27 de julio de 2018. La nave espacial lanzó MINERVA-II-1, un lote de 2 rovers, sobre el "hemisferio norte" de Ryugu. El proceso se llevó a cabo de forma totalmente autónoma, una contramedida para evitar que se repitiera el error que condenó a su antecesor. [15] El lugar de aterrizaje de los rovers MINERVA-II-1 se llamó Tritonis. [17] De los dos rovers, HIBOU (también conocido como Rover-1A) tomó una imagen de Hayabusa2 poco después del despliegue. OWL (también conocido como Rover-1B) logró grabar un video de Ryugu. [18] MINERVA-II-1 se convirtió en la primera sonda en tomar una imagen y moverse sobre la superficie de un asteroide. Después de completar sus misiones, los dos rovers permanecerán en la superficie del asteroide.
MINERVA-II-2
El rover MINERVA-II-2, también llamado Rover-2, falló antes del despliegue. Sin embargo, se desplegó el 2 de octubre de 2019 en órbita alrededor de Ryugu para realizar mediciones gravitacionales. Después de la liberación de Hayabusa2, impactó el asteroide el 8 de octubre.
Ver también
- MASCOTA
- Rover MMX
- Filae
Referencias
- ^ ¡ Lo lograron! Los dos vehículos todoterreno japoneses aterrizan con éxito en el asteroide Ryugu . Meghan Bartels, Space.com . 22 de septiembre de 2018.
- ^ Yoshimitsu, Tetsuo (18 de enero de 2005). "日本 で 初 め て の 惑星 探査 ロ ー バ (rover) は 小 惑星 表面 を rove す る か?" (en japonés). Instituto de Ciencias Espaciales y Astronáuticas . Consultado el 19 de octubre de 2018 .
- ^ a b c d e Yoshimitsu, Tetsuo; Kubota, Takashi; Nakatani, Ichiro. "Rover MINERVA que se convirtió en un pequeño satélite solar artificial" . Universidad del Estado de Utah . Consultado el 18 de octubre de 2018 .
- ^ a b Yoshimitsu, Tetsuo. "Esperando ansiosamente los frutos de nuestro trabajo" . JAXA . Consultado el 17 de octubre de 2018 .
- ^ Yoshimitsu, Tetsuo; Kubota, Takashi; Adachi, Tadashi; Kuroda, Yoji (2012). "Sistema robótico avanzado de rovers de salto para cuerpos pequeños del sistema solar" (PDF) . Simposio Internacional de Inteligencia Artificial, Robótica y Automatización en el Espacio . Archivado desde el original (PDF) el 19 de octubre de 2018 . Consultado el 19 de octubre de 2018 .
- ^ Yuichi, Tsuda (2014). "工 学 技術 と し て の は や ぶ さ 2" (en japonés). La Sociedad Planetaria de Japón . Consultado el 19 de octubre de 2018 .
- ^ Hatabusa2 en Twitter. JAXA. Consultado el 7 de octubre de 2019.
- ^ a b Yoshimitsu, Tetsuo; Kubota, Takashi (junio de 2003). "新 し き チ ャ レ ン ジ 世界 初 の 小 惑星 探査 ロ ー バ" MINERVA " " (PDF) (en japonés). Instituto de Ciencias Espaciales y Astronáuticas . Consultado el 17 de octubre de 2018 .
- ^ a b Yoshimitsu, Tetsuo; Kubota, Takashi (5 de enero de 2011). "Estado del rover MINERVA-II en el próximo explorador de asteroides Hayabusa-2" (PDF) (en japonés). JAXA . Archivado desde el original (PDF) el 10 de diciembre de 2013 . Consultado el 18 de octubre de 2018 .
- ^ "Rover MINERVA que se convirtió en un pequeño satélite solar artificial" . Conferencia AIAA / USU sobre satélites pequeños. 2006 . Consultado el 27 de junio de 2019 .
- ^ "Microprocesadores / controladores RISC de 32 bits con arquitectura original (Hitachi)" (PDF) . Museo de Historia de Semiconductores de Japón . Consultado el 27 de junio de 2019 .
- ^ a b Okada, Tatsuaki; Demura, Hirohide; Hirata, Naru; Kubota, Takashi; Yoshimitsu, Tetsuo; et al. (5 de enero de 2011). "は や ぶ さ 2 着陸 探査 に よ る 小 惑星 表面 の 科学 観 測" (PDF) (en japonés). JAXA . Archivado desde el original (PDF) el 10 de diciembre de 2013 . Consultado el 18 de octubre de 2018 .
- ^ Otsuka, Minoru (28 de marzo de 2016). "車輪 な し で ど う や っ て 移動 す る? ロ ー バ ー「 ミ ネ ル バ 2 」の 仕 組 み (後 編)" . MONOist (en japonés) . Consultado el 19 de octubre de 2018 .
- ^ Yoshimitsu, Tetsuo; Kubota, Takashi; Tomiki, Atsushi (6 de enero de 2015). "Carga útil de MINERVA-II en la misión Hayabusa-2" . JAXA . Consultado el 19 de octubre de 2018 .
- ^ a b "大学 コ ン ソ ー シ ア ム が 開 発 し た 小型 表面 探査 ロ ボ ッ ト (MINERVA-II-2) が「 は や ぶ さ 2 」に 搭載 さ れ 、 小 惑星 に 向 け て 探査 立。 (PDF en japonés) " (PDF en japonés). Universidad de Tohoku . 21 de noviembre de 2014 . Consultado el 5 de octubre de 2018 .
- ^ "Corrección del nombre del lugar de aterrizaje MINERVA-II1" . JAXA . 4 de febrero de 2019 . Consultado el 10 de febrero de 2019 .
- ^ "MINERVA-II1: Imágenes de la superficie de Ryugu" . JAXA . 27 de septiembre de 2018 . Consultado el 20 de octubre de 2018 .
enlaces externos
- Pequeño rover MINERVA-II (en japonés)
- Pequeño rover de exploración MINERVA-II1, aterrizando por fin en un asteroide (en japonés)
- Modelo 3D de Hayabusa2 , Asahi Shinbun