Hayabusa Mk2 ( Hayabusa Mark2, はやぶさ Mk2 , " Halcón peregrino Mark Dos") fue una misión espacial propuesta por la Agencia de Exploración Aeroespacial de Japón ( JAXA ) destinada a visitar un pequeño asteroide primitivo y devolver una muestra a la Tierra para su análisis en el laboratorio. Estaba destinada a ser la misión de seguimiento de la misión Hayabusa de JAXA , así como de la misión Hayabusa2 . La última propuesta para Hayabusa Mk2 declaró que su objetivo era el cometa inactivo 4015 Wilson–Harrington (1979 VA), con un lanzamiento de la sonda en 2018. De 2007 a 2010, también se consideró como una misión conjunta JAXA- ESA (Agencia Espacial Europea) bajo el nombre de Marco Polo . La investigación in situ y el análisis de muestras permitirían a los científicos mejorar nuestro conocimiento sobre las propiedades físicas y químicas de un pequeño objeto cercano a la Tierra (NEO, por sus siglas en inglés) que se cree que ha conservado la composición original de la nebulosa solar en la que se formó el planeta. Por lo tanto, proporcionaría algunas limitaciones a los modelos de formación de planetas y algo de información sobre cómo pudo haber llegado la vida a la Tierra. La información sobre la estructura física ayudará a definir estrategias de mitigación eficientes contra un objeto potencialmente amenazante.
Los cuerpos pequeños, que son los restos primitivos de los procesos de formación del Sistema Solar , ofrecen pistas sobre la mezcla química a partir de la cual se formaron los planetas hace unos 4.600 millones de años. Los escenarios exobiológicos actuales para el origen de la vida invocan un aporte exógeno de materia orgánica a la Tierra primitiva: se ha propuesto que la materia de condrita carbonácea (en forma de planetesimales o polvo) podría haber traído estas moléculas orgánicas complejas capaces de desencadenar la síntesis prebiótica de compuestos bioquímicos en la Tierra primitiva. Además, las colisiones de NEOs con la Tierra plantean un riesgo finito para la vida. Por todas estas razones, la exploración de tales objetos es particularmente interesante y urgente.
El principal objetivo científico de la misión Hayabusa Mk2 es traer de vuelta materiales inalterados de un NEO. Hayabusa Mk2 nos permitirá analizar las muestras en un laboratorio terrestre y obtener mediciones que aún no se pueden realizar desde una nave espacial robótica (por ejemplo, datar los eventos más importantes en la historia de una muestra: las técnicas de laboratorio pueden determinar el intervalo de tiempo entre el final de la nucleosíntesis y la aglomeración, la duración de la aglomeración, el tiempo de acumulación, la edad de cristalización, la edad de los principales eventos de calentamiento y desgasificación, el tiempo de metamorfismo, el tiempo de alteración acuosa y la duración de la exposición a la radiación cósmica).
Además, la misión permitirá a los científicos:
Los NEOs se encuentran entre los cuerpos más accesibles del Sistema Solar.
En realidad, la Hayabusa Mk2 se propuso antes que la Hayabusa 2. A diferencia de la Hayabusa 2 , que reutilizó la mayor parte del diseño de la Hayabusa, para la Hayabusa Mk2 la JAXA pretendía revisar completamente los diseños y fabricar una nave espacial más grande. Estas son las razones por las que este proyecto se llama "Hayabusa Mk2", en lugar de "Hayabusa 3".
Marco Polo fue una misión espacial propuesta por la ESA y la JAXA cuyo objetivo era visitar un pequeño asteroide primitivo y traer una muestra a la Tierra para su análisis en laboratorios. Fue propuesta al programa Cosmic Vision 2015-2025 de la ESA en junio de 2007 y seleccionada para un estudio de evaluación en noviembre de 2007.
Esta misión de retorno de muestras NEO fue planificada para aprovechar la herencia y la experiencia de varias misiones europeas ( Huygens , Philae ) y japonesas (Hayabusa), permitiendo a ambas partes aumentar sus capacidades tecnológicas y así cumplir un objetivo desafiante.
Se seleccionaron varios objetivos posibles de alto interés científico y cubren un amplio espectro de posibles ventanas de lanzamiento en el período 2015-2019, a saber:
• el asteroide de tipo C 1999 JU3 , como representante de la numerosa población primitiva de asteroides de tipo taxonómico C (carbonáceo); se puede considerar otro asteroide de tipo C, concretamente 1989 UQ.
• asteroides que pertenecen a los tipos primitivos D y T, a saber, 2001 SG286 y 2001 SK162, respectivamente;
• el cometa inactivo 4015 Wilson–Harrington (1979 VA), que puede proporcionar información sobre el vínculo desconocido entre asteroides y cometas;
• el asteroide doble primitivo de tipo C 1996 FG3 , que puede proporcionar información sobre los procesos de formación binaria.
Un escenario de misión de referencia para 1999 JU3 habría incluido un lanzamiento con un lanzador tipo Soyuz de una nave espacial nodriza (MSC) que posiblemente llevaría un módulo de aterrizaje, un dispositivo de muestreo, una cápsula de reentrada y cargas útiles científicas. El módulo de aterrizaje realizaría un aterrizaje suave, se anclaría a la superficie del asteroide y realizaría varias mediciones in situ de materiales de la superficie y el subsuelo cerca del lugar de muestreo. Las muestras se recogerán con una o más técnicas complementarias. Una vez que se completen el muestreo y las mediciones in situ, la MSC iniciará el viaje de regreso hacia la Tierra y liberará la cápsula para el reingreso a alta velocidad a la atmósfera terrestre. La cápsula se recuperará en tierra en una zona deshabitada de latitud baja a media, posiblemente en el hemisferio norte. Después de los procesos adecuados de cuarentena espacial y esterilización, se sacarán muestras de la cápsula en una instalación dedicada a la conservación de muestras para realizar la caracterización inicial de las muestras, antes de su distribución a los científicos designados para análisis detallados.
La propuesta de Marco Polo fue apoyada por más de 400 científicos confirmados en todo el mundo y fue preparada por un grupo conjunto europeo-japonés.
Esta misión compitió con algunas otras propuestas para la siguiente fase de selección en la ESA en el otoño de 2009. En febrero de 2010, la ESA anunció que había elegido las misiones Euclid , Solar Orbiter y PLATO para entrar en la fase de definición, y Marco Polo no fue seleccionado por el SPC para estudios posteriores. [1] Si hubiera sido seleccionado, su estudio habría continuado al menos hasta octubre de 2011, cuando el SPC seleccionó dos misiones (Solar Orbiter y Euclid) para su implementación.
Tras el rechazo de Marco Polo, las conversaciones entre la JAXA y la ESA sobre Marco Polo terminaron, lo que hizo que una misión conjunta de retorno de muestras fuera poco probable. La JAXA continuó la investigación para esta nave espacial y cambió su nombre a su original Hayabusa Mk2. Mientras tanto, los científicos que trabajaban para Marco Polo en el lado europeo reutilizaron diseños destinados a Marco Polo para proponer una nueva misión, la MarcoPolo-R , con una posible asociación con la NASA . [2] Esta propuesta se presentó a la convocatoria Cosmic Vision M3. MarcoPolo-R finalmente fue rechazado y se seleccionó la misión PLATO en su lugar.
Algunas de las tecnologías previstas para la misión Hayabusa Mk2 nunca se han probado en el espacio exterior. Para reducir el riesgo en este proyecto, se han propuesto varias misiones de prueba de tecnologías específicamente diseñadas para Hayabusa Mk2.
DESTINY, abreviatura de Demonstration and Experiment of Space Technology for INterplanetary voYage, es un satélite de demostración tecnológica y candidato para la segunda "Misión focalizada de tamaño medio elegida competitivamente" de la JAXA, después de SLIM (clase M 1). Si es seleccionado, DESTINY se lanzará en 2020 en un cohete Epsilon . [3] Uno de sus principales objetivos es probar el motor de iones μ20 que se pretende utilizar en las misiones Hayabusa Mk2 y Solar-D. [4]
Dado que la cápsula de retorno de la Hayabusa Mk2 entrará en la atmósfera terrestre a una velocidad superior a los 14 km/s, se propuso un demostrador tecnológico llamado DASH-II en el Centro de Exploración Espacial de la JAXA (JSPEC). [5] DASH-II es el sucesor del fallido proyecto DASH (Demostrador de un sistema de reentrada atmosférica con velocidad hipersónica), lanzado en 2002, y se utilizará para demostrar el sistema de protección térmica (TPS) vital para la cápsula de reentrada de la Hayabusa Mk2. La carga térmica aerodinámica estimada en la cápsula es extremadamente alta (al menos 20 MW/m2) incluso seleccionando un ángulo de trayectoria de vuelo de entrada poco profundo. Debido a que las instalaciones de calentamiento del suelo para el desarrollo del TPS nunca duplican simultáneamente las magnitudes del entorno de vuelo, como el flujo de calor, la entalpía de flujo, la composición química, la presión dinámica y la radiación, etc., es probable que sea necesario un experimento de vuelo real. El objetivo principal de la misión es adquirir y demostrar las tecnologías de reentrada/reentrada asociadas con futuras misiones de exploración planetaria y reentrada de alta velocidad. [6] Se suponía que DASH-II sería lanzado por el mismo cohete H-IIA con la nave espacial cancelada ASTRO-G , como una subcarga útil, en 2013. [7] En 2008, DASH-II estaba en la Pre-Fase-A (actividades del grupo de trabajo).
La carga útil científica del MSC debe incluir un sistema de imágenes de alta resolución, espectrómetros de luz visible, infrarroja y media, un LIDAR y un monitor de polvo. Estos instrumentos se utilizarán durante las fases de aproximación, vuelo estacionario y descenso con fines científicos, para la selección del lugar de aterrizaje y para la seguridad de la nave espacial durante las maniobras cercanas a la superficie. El módulo de aterrizaje tendrá su propia carga útil para la caracterización de las mediciones in situ (por ejemplo, cámara de aproximación, cámara panorámica, microscopio electrónico, difractómetro de rayos X, detector de volátiles, microbalanza, espectrómetro de masas). Los instrumentos del módulo de aterrizaje se utilizarán in situ mediante secuencias automáticas o comandadas desde la Tierra. Estos instrumentos también deberían permitirnos caracterizar la ubicación y el entorno de la superficie en el lugar de la toma de muestras. Los objetivos científicos de la misión se alcanzarán mediante la combinación de las siguientes caracterizaciones con los análisis de las muestras devueltas:
La misión Hayabusa Mk2 es innovadora y contribuiría en gran medida a:
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