היאבוסה 2

היאבוסה 2 (ביפנית: はやぶさ2, משמעות מילולית: בז נודד) היא גשושית של סוכנות החלל היפנית למשימת מחקר של האסטרואיד קרוב הארץ רְיוּגוּ, איסוף דגימה ממנו והחזרתה לכדור הארץ לניתוח.

הגשושית שוגרה ב-3 בדצמבר 2014 אל עבר האסטרואיד, והגיעה אליו ב-27 ביוני 2018. משימת החקר של הגשושית נמשכה כשנה וחצי, והחזירה ממנו דגימות אל כדור הארץ בתוך קפסולה ב-5 בדצמבר 2020. בנוסף לדגימה שאספה מעל פני השטח, מנגנון נפץ שהפעילה החללית הדף פגז עשוי נחושת שהתנגש באסטרואיד ויצר בו מכתש מלאכותי - אשר בקרבתו אספה הגשושית חומר תת-קרקעי. מלבד איסוף הדגימות, הגשושית הנחיתה ארבעה רוברים קטנים על האסטרואיד שביצעו מדידות שונות על פני שטחו, 2 רוברים מסוג Minerva-II-1, רובר מתוצרת גרמניה MASCOT ורובר נוסף מסוג Minerva-II-2.

היאבוסה 2 מבוססת על הגשושית היאבוסה שסוכנות החלל היפנית שיגרה בשנת 2003 לאסטרואיד איטוקוואה. ההצעה לבצע משימת המשך הועלתה ופותחה משנת 2006 לאחר שהיאבוסה הצליחה להגיע לאסטרואיד ולאסוף ממנו דגימה בשנת 2005. בגשושית החדשה הוכנסו מספר שיפורים ורכיבים חדשים, כדוגמת מנגנון הפיצוץ ליצירת מכתש מלאכותי ושיפור במנוע היונים של הגשושית.

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".

המשימות

משימת ריוגו
הגשושית שוגרה ב-3 בדצמבר 2014 על גבי משגר יפני מסוג H-IIA. לאחר שיגורה הגשושית נשארה 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. במהלך תקופה זו חקרה את הרכבו ומבנהו וחיפשה אתרים מתאימים לנחיתה על מנת לאסוף מהם דגימות. ביכולתה של היאבוסה 2 היה 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 ורך הדומה לכרית פוף שעשוי מחומר המחזיר אור בצורה חזקה ופס נייר שעליו רשומים מאות אלפי שמות תומכים מכל העולם, 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 בקוטר 13 ס"מ, במשקל 2 ק"ג ובמהירות 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, בשם HIBOU ו OWL ,נחתו על ריוגו ב-21 בספטמבר 2018. הם פעלו ודילגו בהצלחה, ואף שידרו חזרה לחללית האם תמונות ראשונות מפני השטח. הרובר שלישי שוחרר במסלול סביב האסטרואיד.

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 סיימה את משימתה באסטרואיד לאחר כשנה וחצי, עזבה אותו בדצמבר 2019, והחזירה בהצלחה דגימה לכדור הארץ ב-5 בדצמבר 2020. עם ההגעה לכדור הארץ, הגשושית שחררה את הדגימה בקפסולה ששרדה את החדירה לאטמוספירה במהירות של 12 ק"מ לשנייה. בגובה של כ-5 ק"מ הקפסולה שחררה מצנח וצנחה אל תוך שטח צבאי סגור ב woomera באוסטרליה הדרומית.

משימת אסטרואיד 1998 KY26
הגשושית עצמה ממשיכה לאסטרואיד 1998 KY26, אליו תגיע ביולי 2031.

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 מאוד 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.

ראו גם
היאבוסה
סטארדסט
אוסיריס-רקס - עוד גשושית המיועדת להשיב לכדור הארץ דגימה מאסטרואיד בֶּנוּ
רוזטה (גשושית) והנחתת שלה פיליי

קישורים חיצוניים

 אתר המשימה באתר סוכנות החלל היפנית
 היאבוסה 2, במאגר NSSDC של נאס"א
 היאבוסה 2, פירוט מבנה החללית ומשימתה באתר SpaceFlight101
 הרברט ג'. קרמר, היאבוסה 2, אתר eoPortal

סרטוני אנימציה
 סרטון אנימציה המתאר את המשימה, בערוץ סוכנות החלל היפנית ביוטיוב 
 סרטון אנימציה המציג את פעולות הנחיתה ואיסוף הדגימה ומנגנון הפיצוץ ליצירת מכתש פגיעה, בערוץ סוכנות החלל היפנית ביוטיוב 
 סרטון אנימציה המציג את פעולת הרובר MASCOT

הערות שוליים

גשושיות יפניות
משימות לחקר מערכת השמש
משימות איסוף והחזרת דגימה