Прощай, «Акацуки»: последний зонд на орбите вокруг Венеры замолчал навсегда
Последний активный космический аппарат на орбите вокруг Венеры прекратил свою работу. Связь с зондом Akatsuki («Акацуки») прервалась еще 29 мая 2024 года, но только сейчас Японское агентство аэрокосмических исследований (JAXA) официально сообщило о завершении его миссии. Рассказываем, с чего началась история «Акацуки», как проходил его полет к Венере и чего ему удалось достичь.
«Акацуки» десять лет был нашим посланником к Утренней Звезде. К сожалению, связь с ним потеряна, и миссия завершилась. Она началась в 2001 году как программа JAXA по исследованию климата Венеры VCO (Venus Climate Orbiter). По традиции, перед запуском аппарату присвоили кодовое название PLANET-C. Это был третий японский межпланетный зонд после «Сюйсэй» (PLANET-A), изучавшего комету Галлея, и «Нодзоми» (PLANET-B), который должен был исследовать Марс, но потерпел неудачу.
После успешного запуска 20 мая 2010 года с помощью ракеты-носителя H-IIA аппарат получил официальное название «Акацуки», что в переводе с японского означает «рассвет» или «утренняя звезда». Путешествие к цели омрачил целый ряд серьезных проблем.
Как проходил полет зонда «Акацуки» к Венере
Первая попытка выхода на орбиту вокруг Венеры в декабре 2010 года завершилась неудачей: вместо запланированных 720 секунд основной двигатель OME проработал всего 152 секунды, после чего у него откололась половина соплового насадка. Из-за возникшей боковой составляющей тяги зонд начал кувыркаться. Система управления выключила двигатель и перевела аппарат в безопасный режим. Он стал медленно вращаться со скоростью 0,1 оборота в минуту, оставаясь на гелиоцентрической орбите.
Проблема, проявившаяся на «Акацуки», повторилась на современном японском зонде SLIM, который в 2024 году должен был совершить посадку на Луну. Во время торможения сопло одного из двигателей отломилось, что привело к потере управления. Хотя зонд остался на орбите, его миссия считалась проваленной. Тем не менее, благодаря инженерному мастерству JAXA, удалось найти решение и продолжить работу аппарата.
Эта авария стала серьезным разочарованием для японской космической программы после успеха лунного орбитального аппарата «Кагуя» в 2007 году. «Акацуки» на тот момент был самым сложным японским межпланетным зондом, однако это не избавило его от печальной участи марсианской миссии «Нодзоми», начатой ранее, в июле 1998 года: тогда зонд не смог выйти на орбиту вокруг Марса.
Все о Марсе: есть ли жизнь, сколько лететь и почему называют Красной планетой
Как и в случае с «Нодзоми», JAXA почти сразу же разработало альтернативный план вывода «Акацуки» на орбиту вокруг Венеры, но, по правде говоря, никто всерьез не верил в успех этой попытки. Центр управления полетами не мог забыть о провале «Нодзоми», который должен был выйти на орбиту Марса в 2004 году после двух пролетов мимо Земли в 2002 и 2003 годах. Однако тогда план провалился, еще до достижения Красной планеты у зонда закончилось топливо…
Несмотря на ранее случившуюся неудачу, команда инженеров JAXA проявила настойчивость. Специалисты приняли решение задействовать весь свой накопленный опыт и попытаться достичь орбиты вокруг Венеры, используя вспомогательные двигатели вместо основного. Ситуация с аппаратом «Акацуки» усугублялась тем, что из-за неудачного импульса, во время которого отказал OME, зонд оказался на траектории, проходящей ближе к Солнцу, чем планировалось изначально. Это означало, что ему предстояло выдержать более высокие температурные нагрузки, превышающие проектные значения.
JAXA разработало стратегию выхода аппарата на околовенерианскую орбиту в 2015 или 2016 году. Хотя вторая дата представлялась более перспективной с точки зрения научных задач, специалисты, не желая лишний раз рисковать, остановили свой выбор на первой. Для осуществления манёвра предполагалось использовать четыре двигателя системы управления ориентацией RCS.
В отличие от двухкомпонентного OME, эти двигатели были однокомпонентными — они работали на гидразине, и не нуждались в окислителе (четырехокиси азота), запасы которого оставались для основного двигателя. Изначально, при стартовой массе 518 кг, «Акацуки» имел на борту 197 кг долгохранимого самовоспламеняющегося топлива «четырехокись азота — гидразин». После неудачного маневра выхода на орбиту и последующего сброса примерно 65 килограммов оставшегося окислителя окончательная масса зонда составила 377 кг.
Наконец, 6 декабря 2015 года «Акацуки» включил четыре двигателя RCS. Эта процедура длилась значительно дольше, чем планировалось бы для основного двигателя, что обусловлено меньшей тягой RCS по сравнению с OME: микродвигатели работали целых двадцать минут (1228 секунд). В результате манёвра зонд успешно вышел на высокоэллиптическую орбиту вокруг Венеры с минимальной высотой 400 километров, максимальной 440000 километров, наклонением в 3 градуса и периодом обращения, составляющим 13 суток и 14 часов.
Что такое орбита простыми словами: виды, особенности, спутники
JAXA потребовалось двое суток, чтобы окончательно подтвердить факт успешного выхода на орбиту вокруг планеты-цели. Впоследствии самая удаленная точка орбиты (апоцентр) была скорректирована, чтобы уменьшить период обращения до 9 суток.
Получившаяся экваториальная ретроградная орбита не являлась оптимальной для наблюдений поверхности в инфракрасном диапазоне, как планировалось изначально, но идеально подходила для изучения атмосферы. В любом случае, ключевым достижением стало то, что JAXA удалось реализовать практически невозможное: достичь орбиты Венеры после пяти лет полета в межпланетном пространстве, не имея возможности использовать основной двигатель.
Достижения зонда «Акацуки»
Изначально аппарат был рассчитан на 4,5-летний срок службы, который он уже превысил, находясь в космосе. Тем не менее в JAXA предположили, что новая основная миссия по исследованию Венеры может продлиться еще два года. В течение этого времени «Акацуки» будет заниматься изучением планеты, используя пять камер, работающих в ультрафиолетовом, видимом и инфракрасном диапазонах, с целью разгадать загадки ее плотной атмосферы.
«Акацуки» стал преемником европейского зонда Venus Express, который исследовал Венеру с 2006 по 2015 год. Вместо двух лет на орбите «Акацуки» проработал там более десятилетия, оставаясь единственным активным аппаратом у нашей небесной соседки. Он продемонстрировал, как метеорологические методики, разработанные для Земли, можно применять для изучения других планет.
Зонд пролил свет на главные загадки атмосферы Венеры. Он изучил суперротацию — феномен, при котором атмосфера планеты вращается за четыре дня — в 60 раз быстрее, чем вращается сама планета, которая делает полный оборот вокруг оси за 243 дня. Ученые подтвердили, что суперротация вызвана солнечным нагревом.
Зонд обнаружил дугообразную атмосферную структуру, простирающуюся от полюса до полюса на высоте 65 км над возвышенностью Земля Афродиты. Эта структура появлялась и исчезала, существуя не менее четырёх дней. Вероятно, она возникает из-за выталкивания воздуха вверх в высокогорных регионах, таких как Земля Афродиты и Область Бета, что создает волны. Взаимодействие плотной атмосферы с поверхностью планеты замедляет ее вращение.
Наблюдения зонда показали, что атмосферные волны формируются не только на больших высотах, но и ближе к поверхности. «Акацуки» также отслеживал структуру и движения облаков, состоящих из серной кислоты, диоксида серы и аэрозолей, и определял скорость ветров, используя данные в УФ- и ИК-диапазонах.
В марте 2020 года на ночной стороне Венеры была зарегистрирована вспышка света. Ученые предполагают, что это могла быть либо молния, либо метеор, сгоревший в атмосфере планеты.
Завершение миссии «Акацуки»
«Акацуки» казался неутомимым и почти бессмертным. Но 24 мая 2024 года JAXA сообщило, что уже больше месяца нет связи с зондом. Несмотря на попытки восстановить контакт, 18 сентября 2025 года агентство официально завершило миссию.
Это событие оставило вакуум в исследовании Венеры. Сейчас на орбите вокруг планеты нет действующих аппаратов. Завершение миссии «Акацуки» подчеркивает динамичный характер космических исследований: каждая завершённая миссия открывает новые горизонты и прокладывает путь для последующих.
Потеря связи с «Акацуки» совпала с активным планированием новых миссий к Венере другими агентствами, поскольку NASA, ЕКА и ISRO демонстрировали возросший интерес к планете. Ученые размышляли какой зонд займет его место.
Однако американские миссии VERITAS и DAVINCI оказались под угрозой из-за сокращения финансирования космических исследований администрацией Трампа. Европейская миссия EnVision также сталкивается с проблемами из-за неполадок с оборудованием, предоставленным NASA. Единственный проект, который, похоже, продолжает развиваться, — это индийский VOM (Venus Orbiter Mission), или «Сукраян».
Будем надеяться, что вскоре новая миссия придет на смену «Акацуки» и продолжит исследование Венеры.
JAXA выразило глубокую признательность сотрудникам и ученым со всего мира за их поддержку проекта «Акацуки». Полет японского зонда внес значительный вклад в планетологию, предоставив важные знания, которые вдохновили научное сообщество на дальнейшие исследования нашего загадочного соседа.
Венера известна своими суровыми условиями — 460-градусной жарой и давлением в 92 атмосферы. Каким должен быть скафандр для высадки на эту адскую планету? Описание, фото и видео скафандра подготовили здесь.
Самое популярное
