היאבוסה 2

יעדי המשימה

בדומה למשימה הקודמת עליה מבוססת היאבוסה 2, מטרת המשימה היא לחקור את המבנה וההרכב של אסטרואידים, שכן אותם גופים לא עברו שינויים גאולוגיים כשם שעברו כוכבי לכת כגון כדור הארץ, ובכך לימוד הרכבם ומצבם יכול ללמד על השלבים הראשונים של היווצרות מערכת השמש.
בניגוד לאסטרואיד איטוקוואה שאותו בחנה היאבוסה הראשונה, שהוא אסטרואיד מסוג S, בעל הרכב העשיר בסלע סיליקטי, היאבוסה 2 תחקור את האסטרואיד ריוגו, אסטרואיד בקוטר של בערך 920 מטר מסוג C. אסטרואידים אלו עשירים בפחמן, ומשוער כי הרכבם כולל תרכובות אורגניות ומים, ובכך המשימה תסייע בחקר מקור אבני היסוד להיווצרות החיים.
מנהל המשימה, היטושי קונינאקה, הוסיף כי יעד נוסף של המשימה הוא שימור ופיתוח יכולותיה הטכנולוגיות של יפן, וכן "הרחבת חקר החלל לאופקים חדשים".

המשימה

הגשושית שוגרה ב-3 בדצמבר 2014 על גבי משגר יפני מסוג H-IIA. לאחר שיגורה הגשושית תשאר בקרבת כדור הארץ במשך כשנה במהלכה הפעילה באופן ממושך את מנועי היונים שלה כדי להאיץ את מהירותה. בדיוק שנה לאחר השיגור, ב-3 בדצמבר 2015, היאבוסה 2 שבה לקרבת כדור הארץ והשתמשה בכוח הכבידה שלו על מנת להאיץ עוד יותר את מהירותה בדרכה אל האסטרואיד.
הגשושית הגיעה אל האסטרואיד ריוגו ב-27 ביוני 2018, והחלה במשימת המחקר שלו, שאמורה להימשך כ-18 חודשים. במהלך תקופה זו תחקור את הרכבו ומבנו ותחפש אתרים מתאימים לנחיתה על מנת לאסוף דגימה. היאבוסה 2 תוכל לבצע שלוש נחיתות על גבי אזורים שונים באסטרואיד כדי לאסוף דגימות. ב-21 בפברואר 2019 החללית ביצעה בהצלחה את הנחיתה הראשונה שלה על האסטרואיד. הנחיתה הראשונה תוכננה במקור כבר לסוף אוקטובר 2018, אך נדחתה לאור פני שטח בעייתיים מהצפוי לנחיתה, שכן לא נמצאו שטחים גדולים ללא סלעים רבים.
תהליך לקיחת הנחיתה ואיסוף הדגימה עובד כך: לפני הנחיתה הגשושית תשחרר סמן מטרה, כדור קטן הדומה לכרית פוף ומכיל גרגרים קטנים, אשר יפול על האסטרואיד ויסייע למנגנון הניווט של הגשושית במהלך הנחיתה. נחיתות אלו יהיו נחיתות קצרות במהלכם הרכיב היחיד שיגע באסטרואיד יהיה גליל דמוי קרן שבתוכו מנגנון ירייה. מנגנון זה יורה קליע עם הנחיתה על האסטרואיד, שגורם לחומר שעל פני השטח לעלות אל תוך מיכלי איסוף שבמעלה הגליל. כחלק משיפור התקלות ממשימת היאבוסה הראשונה, בה כשל המנגנון, קצה הגליל עוקם כלפי פנים על מנת ליצור שפה פנימית מורמת שתתפוס חלק מהחומר שעל פני השטח עם הנחיתה עצמה.
בעוד בשתי נחיתות יאספו דגימות מהרגולית של האסטרואיד, החומר שנמצא על פני השטח, הדגימה השלישית מתוכננת להילקח מחומר שנמצא מתחת לפני השטח כדי ללמוד את הרכבו הפנימי. על מנת לאסוף דגימה כזו, החללית שחררה באפריל 2019 מנגנון נפץ המכונה SCI‏ (Small Carry-on Impactor), שהתפוצץ מעל האסטרואיד והדף קליע מנחושת טהורה במשקל 2 ק"ג במהירות של 2 ק"מ לשנייה אל עבר האסטרואיד. מעוצמת ההתנגשות נוצר מכתש פגיעה, שממנו תוכל היאבוסה 2 לאסוף דגימה. חוקרי המשימה ציינו כי אזור הפגיעה שנוצר היה גדול יותר מאשר ציפו לו, ונמדד בכ-20 מטר. לפני הפעלת הפיצוץ, היאבוסה 2 עברה לצד השני של האסטרואיד על מנת למגן עצמה מפני הפיצוץ, ומצלמה נשלפת מיוחדת שוחררה מהגשושית ותיעדה את רגעי הפגיעה.
היאבוסה 2 נשאה על גבה שלושה רוברים קטנים שנועדו לנחות על פני השטח של האסטרואיד ולחקור אותו אין סיטו. שלושת הרוברים מכונים MINERVA-II ומבוססים על הרובר MINERVA שנשאה היאבוסה הראשונה, שפספס את האסטרואיד כששוחרר ממנה ונדד לחלל. גודלם של רוברים אלו הוא עשרה סנטימרים והם יכולים לנוע על פני האסטרואיד באמצעות דילוג, דבר שמתאפשר עקב כוח המשיכה הנמוך מאוד על פני האסטרואיד. שניים מהם נחתו על ריוגו ב-21 בספטמבר 2018. הם פעלו ודילגו בהצלחה, ואף שידרו חזרה לחללית האם תמונות ראשונות מפני השטח. רובר שלישי צפוי לנחות על האסטרואיד בסביבות יולי 2019.
ב-3 באוקטובר 2018 שחררה הגשושית אל פני האסטרואיד רובר קטן נוסף בשם MASCOT ‏(Mobile Asteroid Surface Scout), שנבנה על ידי המרכז הגרמני לחקר החלל והמרכז הצרפתי הלאומי לחקר החלל. הרובר דמוי קופסה בגודל של 30‏ x‏ 30‏ x‏ 20 ס"מ ומשקלו 10 ק"ג. הוא נחת בהצלחה והצליח לנוע על פני השטח של האסטרואיד גם כן באמצעות דילוג, שלוש פעמים. הוא פעל באמצעות בטריות למשך כ-17 שעות. הרובר חקר את האסטרואיד באמצעות ארבעה מכשירים: מצלמה רחבת-זווית, מיקרוסקופ אינפרא-אדום, רדיומטר ומגנטומטר. הרובר מבוקר על ידי מחשב חללי GR712RC שפותח על ידי חברת רמון צ'יפס הישראלית וחברת Cobham Gaisler.
הגשושית מיועדת לסיים את משימתה באסטרואיד לאחר כשנה וחצי, לעזוב את האסטרואיד בדצמבר 2019 ולשוב לכדור הארץ בדצמבר 2020. עם ההגעה לכדור הארץ, הגשושית תשחרר את הדגימה בקפסולה שתוכל לשרוד את החדירה לאטמוספירה במהירות של 12 ק"מ לשנייה. בגובה של כ-5 ק"מ הקפסולה תשחרר מצנח ותצנח אל תוך שטח צבאי סגור באזור מדברי באוסטרליה הדרומית. הגשושית עצמה, בניגוד לקודמתה, שנשרפה באטמוספירה, מתוכננת להמשיך ליעד אחר בחלל.

מבנה הגשושית

החללית מבוססת ודומה במבנה להיאבוסה הראשונה, אך נעשו בה מספר רב של שינויים ושיפורים. גוף הגשושית דמוי קופסה בגודל של 1.0‏ x ‏1.6‏ x ‏1.25 מטר. משקלה, יחד עם 100 ק"ג של דלק, קרוב ל-600 ק"ג. שינוי בולט במראה החיצוני מהיאבוסה הקודמת הוא החלפת האנטנה הקעורה (בשבח גבוה) היחידה בשתי אנטנות שטוחות וקטנות יותר, אך בעלות אותה יכולת תוך כדי חיסכון משקל משמעותי.
מערכת ההנעה של הגשושית מבוססת על מנוע יונים שמשתמש בגז קסנון. מנוע יונים, בניגוד למנוע רקטי קונבנציונלי, מספק דחף נמוך בהרבה, אך יעיל מאד בצריכת הדלק שלו, ומסוגל לפעול זמן רב ללא הפסקה, ובכך לספק תאוצה מתמשכת. היאבוסה הראשונה, ששוגרה בשנת 2003, הייתה מבין החלליות החלוצות בתחום זה. מנוע היונים של היאבוסה 2 מבוסס על קודמו, אך בוצעו בו מספר שיפורים כדי למנוע שחיקה של המנוע לאורך זמן, וכן הוגבר הדחף שהוא מספק מ-8 מילי-ניוטון (mN) ל-10 מילי-ניוטון. לצורך שליטה על כיוון החללית במרחב (Attitude Control), לגשושית יש ארבעה גלגלי תגובה (ראו גם: גלגל תנופה) וכן מערכת של 12 מנועים רקטיים המוזנים בדלק מסוג הידרזין.
ההספק החשמלי להפעלת רכיבי הגשושית מסופק משני לוחות סולאריים בעלי שטח כולל של 12 מטרים רבועים המטעינים סוללות ליתיום-יון. הם יכולים לספק כ-2.6 קילו-ואט במרחק של יחידה אסטרונומית אחת מהשמש, וכ-1.4 קילו-ואט במרחק של 1.4 יחידות אסטרונומיות (טווחים הקרובים לאפהליון ופריהליון של האסטרואיד ריוגו. עם הלוחות הסולאריים פרוסים, רוחב החללית יגיע ל-6 מטר.