Japans rymdskepp Hayabusa 2 är på väg hem. Det asteroide-besökande, prov-återvändande uppdraget avgick asteroiden Ryugu (162173 Ryugu) på onsdagen och började sin årslånga resa tillbaka till jorden. Och den bär på dyrbar last.
Hayabusa 2 lanserades i december 2014 och anlände till Ryugu i slutet av juni 2018. Ryugu är en koldioxidhaltig asteroid nära jorden. Genom att studera det hoppas JAXA att lära sig mer om bildandet och utvecklingen av solsystemets steniga planeter, inklusive jorden. Specifikt ville Hayabusa 2 kasta ljus på ursprunget till jordens vatten och organiska föreningar.
Asteroider som Ryugu är de utvecklade resterna av planetesimaler, som själva är byggstenarna för de klippiga planeterna. De är bevarare av solsystemets orörda material, inklusive is, mineraler och organiska föreningar. Dessa material interagerar med varandra över tid, och genom att studera dem på Ryugu hoppas forskare att lära sig om solsystemets utveckling. Uppdrag som Hayabusa 2 är det enda sättet att studera dem, för på asteroiden är de förorenade av markfaktorer, och deras geologiska sammanhang är intakt.
Hayabusa 2 skulle ursprungligen samla in tre prover från olika platser på asteroiden. Men när rymdskeppet anlände till Ryugu och fick en bra titt på ytan, ändrade uppdragsplanerare det.
Som ett resultat bär Hayabusa 2 två prover: ett ytprov av asteroidens regolit och ett underytprov av monolitisk berggrund, grävt ut med en slagare. (Det är det första rymdskeppet som provar insidan av en asteroid.) Båda proverna finns i förseglade behållare inuti prov-returkapseln. Denna kapsel kommer att returneras till jorden när Hayabusa 2 flyger i december 2020.
När proverna har hämtats från ett testintervall i Australien kommer de att analyseras vid Japans extraterrestrial sample curation Center. Forskare kan begära delar av dessa prover för sin egen studie.
Proverna kommer att jämföras med andra observationer av asteroider, med interplanetära dammpartiklar, och i framtiden med andra asteroidprover. Detta hjälper forskare att konstruera historien om hur planeterna och solsystemet bildades och utvecklats.
Provtagningsuppdrag har spelat en framträdande roll i vår förståelse av solsystemet, så förväntningarna är höga för dessa prover.
Månprov från Apollo-uppdragen visade att månen kan ha haft stora lavahavar, och det är nu en vanligt förekommande teori för den tidiga utvecklingen av markplaneter och andra steniga kroppar med tillräcklig storlek. Dateringen av dessa prover belyser också kronologin för månkratrar, som har utvidgats till andra kroppar i solsystemet. Och dammpartiklar från kometen 81P / Wild2 visade att kometen innehåller material som är bildade i både varma och kalla miljöer, vilket väckte samtal om hur material kan ha blandats i den tidiga proto-solskivan.
Kanske ännu mer relevant är Hayabusa 2: s föregångare, Hayabusa.
Hayabusa besökte asteroiden Itokawa (25143 Itokawa) och förde prover tillbaka till jorden. Det uppdraget betraktas som en banbrytande teknisk prestation, och proverna från Itokawa har avancerat vår vetenskapliga förståelse av asteroider avsevärt. Dessa prover visade att Itokawa brukade vara mycket större, att den en gång upphettades till minst 800 C (1470 F,) och att asteroiden en gång förstördes, och sedan återförsattes till sin nuvarande trasigstapel.
När Hayabusa 2-uppdraget utformades och startades visste japanska forskare att de skulle ha ännu bättre analytiska tekniker tillgängliga för dem än de hade vid lanseringen. Speciellt hoppades de på bättre icke-destruktiva testtekniker. Om det är sant, borde de kunna uppnå de vetenskapliga mål som de lagt upp.
När uppdraget planerades beskrev de de vetenskapliga målen. De ville särskilt undersöka:
- galaktisk kemisk utveckling och solens modermolekylära molnkemi.
- pre-ackretional kemisk utveckling och planetesimal bildning i proto-solskivan.
- geologisk utveckling av asteroider i solsystemet.
- orbital evolution och ytgeologiska processer för en asteroid nära jorden.
De ville också undersöka olika planetesimala processer.
Hayabusa 2 är fortfarande långt ifrån jorden. Den reste cirka 300 miljoner km (186 miljoner miles) för att nå Ryugu, men behöver inte resa så långt för att komma hem, för Jorden och Ryugu är närmare varandra nu. Med tanke på uppdragets komplexitet medan det var vid asteroiden, skulle returen vara enkel.
Den enda utmanande delen av uppdraget kan hämta provkapseln. Om det går bra måste Hayabusa 2-uppdraget betraktas som en överväldigande framgång.
Rymdfarkosten själv kommer inte att vara klar med sitt arbete när provet returneras. Den borde fortfarande ha tillräckligt med xenonbränsle (30 kg (66 kg) för att jonstrånet ska kunna besöka ett annat mål. En kandidat är asteroiden 2001 WR1, en asteroid med 650 meter diameter i Amor-gruppen. Hayabusa 2 kommer troligen att begränsas till endast en fly-by av det målet.
Mer:
- Pressmeddelande: Resan hem: Japans Hayabusa-2-sond för att gå mot jorden
- Space Magazine: Hayabusa 2 är det första rymdskeppet som provade insidan av en asteroid
- Forskningsdokument: Hayabusa 2: Vetenskaplig betydelse av prover som återlämnats från asteroiden i närheten av jorden (162173) 1999 JU2.
