Tianwen-2: China's Near-Earth asteroïde en komeet double-header

[univers]

China maakt zich op voor een ambitieuze gecombineerde missie om monsters te verzamelen van een asteroïde die dicht bij de aarde staat, het materiaal naar de aarde te brengen en vervolgens terug te gaan naar de diepe ruimte om een ​​komeet te bestuderen. De Tianwen-2-missie bouwt voort op enkele van de grootste ruimteprestaties van het land tot nu toe, maar zal ook een grote uitdaging zijn voor wetenschappers en ingenieurs.

Tianwen-1 , de eerste interplanetaire missie van het land, werd gelanceerd in juli 2020. Het was een dubbele missie: een orbiter en een rover naar Mars sturen om met één schot twee belangrijke verkenningsmijlpalen te proberen. Tianwen-2 zal op dezelfde manier mikken op twee vliegen in één klap.

Hoewel China al op de maan en Mars is geland en monsters van het maanoppervlak heeft teruggestuurd, zal deze nieuwe missie een microzwaartekrachtomgeving, grotere afstanden en communicatievertragingen met zich meebrengen die nieuwe eisen stellen aan bemonsteringstechnologieën en automatisering.

Indien succesvol, zal Tianwen-2 nieuw materiaal van onschatbare waarde leveren voor analyse en ons begrip van de oorsprong van asteroïden, kometen en de evolutie van het zonnestelsel vergroten.

Wat is het plan?
Tianwen-2 staat momenteel gepland voor lancering in 2025 op een Long March 3B-raket. Het zal zich eerst richten op asteroïde 469219 Kamo'oalewa, een quasi-satelliet van de aarde. Kamo'oalewa is ongeveer 40-100 meter (131-328 voet) lang en wordt verondersteld een primitief planetair lichaam te zijn . . Close-upanalyse en het grijpen van materiaal van het oppervlak voor studie op aarde zou veel meer moeten onthullen.

Het ruimtevaartuig zal Kamo'oalewa ontmoeten en teledetectie uitvoeren, waarbij het planetaire lichaam wordt beoordeeld op mogelijke landingsplaatsen. Het zal dan proberen monsters van het kleine lichaam te verzamelen met behulp van twee verschillende technieken - touch-and-go en anchor-and-attach - en terugkeren naar de aarde om de monsters af te leveren voor analyse. Alles bij elkaar duurt dit zo'n 2,5 jaar.

China verzamelde in 2020 monsters van de Oceanus Procellarum op de maan met zijn Chang'e-5 ruimtevaartuig. Die missie gebruikte een boor en een schep om materiaal te verzamelen. Een landingspoging en het gebruik van vergelijkbare technieken zijn echter niet mogelijk voor het bezoek aan Kamo'oalewa vanwege het minuscule zwaartekrachtveld van de asteroïde.

In plaats daarvan zal de missie de touch-and-go-benadering gebruiken die wordt gebruikt door zowel NASA's OSIRIS-REx als JAXA's Hayabusa2 asteroïde bemonsteringsmissies en, voor het eerst, een anker-en-bevestigingsmethode.

De tweede benadering vereist uitstekende begeleiding van ruimtevaartuigen en navigatie- en besturingsmogelijkheden om dicht bij de asteroïde te komen. Het verankeringssysteem zou "extreem gevoelig moeten zijn voor de eigenschappen van de regoliet aan het oppervlak" om langdurige operaties en meer gecontroleerde bemonstering mogelijk te maken, volgens een paper uit 2021 over de missie. Een extra moeilijkheid is het feit dat de lander zal moeten afdalen en zich autonoom aan de asteroïde moet hechten vanwege de tijd die commando's nodig hebben om tussen de aarde en Kamo'oalewa te reizen.

Als de bemonstering goed verloopt, is er voor het terugbrengen van het materiaal naar de aarde een terugkeercapsule nodig die is ontworpen om hogere snelheden te weerstaan, en dus hogere energieën en temperaturen bij contact met de atmosfeer, dan ervaren door de Chang'e-5 terugkeercapsule. De Tianwen-2-capsule zal terugkeren met een snelheid van ongeveer 12,1 kilometer per seconde (7,5 mijl per seconde), vergeleken met 10,7 kilometer per seconde (6,6 mijl per seconde) voor de terugkeer van de maan.


KAMO'OALEWA ARTIST'S IMPRESSION Een artistieke illustratie van de asteroïde Kamo'oalewa, het doelwit van de Chinese asteroïde-bemonsteringsmissie Tianwen 2. Sommige astronomen denken dat Kamo'oalewa een weggeslingerd stuk van de maan van de aarde is. Addy Graham/Universiteit van Arizona

Doelstelling 2: Ontmoeting van de komeet in de hoofdgordel
Na het verzenden van de monstercapsule naar de aarde, zal het ruimtevaartuig Tianwen-2 zijn nauwe ontmoeting met onze thuisplaneet gebruiken om zichzelf in een baan om de aarde te werpen die het ongeveer zeven jaar later naar de hoofdgordelkomeet 311P/PANSTARRS zal brengen. Aangekomen in het midden van de jaren 2030, zal het doel deze keer zijn om in een baan om de aarde te draaien en een teledetectieonderzoek uit te voeren.

311P/PANSTARRS is genoemd naar de telescoop die hem heeft ontdekt en heeft een diameter van 480 meter (1.570 voet). Een staart waargenomen tijdens zijn dichtste nadering tot de aarde suggereert dat deze rijk zou kunnen zijn aan vluchtige stoffen. Het draait eens in de 1180 dagen (3,23 jaar) om de zon, komt zo dichtbij als 1,94 astronomische eenheden (AU) en reikt tot 2,44 AU van de zon.

Dichterbij 311P komen zou niet alleen nieuwe inzichten in kometen zelf kunnen opleveren, maar ook nieuwe en waardevolle gegevens om te onderscheiden of kometen verantwoordelijk zijn voor het leveren van water aan de vroege aarde .

Het ruimtevaartuig zal acht payloads vervoeren voor de tien jaar durende verkenningsdoelen: optische en multispectrale camera's, een thermische emissie spectrometer, een zichtbare en infrarood spectrometer, een peilradar voor het analyseren van het oppervlak en de ondergrond van de asteroïde, een magnetometer, een geladen en neutrale deeltjesanalysator. , en een instrument voor het bepalen van de kenmerken en de verdeling van stof op zowel de asteroïde als de komeet.

Rusland zal ook bijdragen aan deze payloads na een oproep van China National Space Administration tot het indienen van voorstellen om deel te nemen aan de missie die in 2019 is uitgegeven. Meer internationale deelnemers zouden kunnen worden onthuld naarmate de lanceringsdatum nadert.


KOMEET 311P/PANSTARRS Twee Hubble-ruimtetelescoopbeelden van komeet 311P/PANSTARRS. NASA, ESA, D. Jewitt

Missie evolutie
De missie is geëvolueerd sinds de eerste voorstellen. Het heette aanvankelijk Zheng He voor de 14e-eeuwse admiraal en ontdekkingsreiziger. Een missieprofiel dat in 2019 werd gepubliceerd, was gericht op een lancering in 2022, eerst naar Kamo'oalewa, terugkerend naar de aarde in 2024 en vervolgens met behulp van een zwaartekrachthulp van Mars naar een andere komeet, 133P / Elst-Pizarro, met aankomst in 2030.

Hoewel de lanceringsdatum van de missie is verschoven naar 2025, is de missie voorbij de voorstelfase en wordt ze ook vermeld in China's nieuwste witboek over de ruimte als een van de doelstellingen voor de komende vijf jaar en, meer recentelijk, werd het werk aan het ruimtevaartuig vermeld als een belangrijke taak voor 2023 door China's belangrijkste ruimtecontractant.

Het wordt nu ook Tianwen-2 genoemd en maakt dus officieel deel uit van China's deep space en interplanetaire verkenningsprogramma. Tianwen-1 bezocht Mars en Tianwen-3 zal proberen terug te keren naar de rode planeet, in een gewaagde missie om monsters van Mars te verzamelen en naar de aarde te brengen.

Tianwen-4 zal rond 2030 gelanceerd worden en zowel een Jupiter - orbiter als een Uranus - flyby-ruimtevaartuig vervoeren. Dit betekent opnieuw een zeer ambitieuze poging van China om de komende jaren twee planetaire lichamen met één lancering te verkennen.

https://www.planetary.org/articles/tian ... ble-header