Dawn (romfartøy) - Dawn (spacecraft)

*Soloppgang*
	Illustrasjon av romfartøyet Dawn
Oppdragstype	Multi-target orbiter
Operatør	NASA / JPL
COSPAR ID	2007-043A
SATCAT nr.	32249
Nettsted	http://dawn.jpl.nasa.gov/
Oppdragets varighet	Planlagt: 9 år Finale: 11 år, 1 måned og 4 dager
Romfartøyets egenskaper
Produsent	Orbital Sciences · JPL · UCLA
Utskytningsmasse	1 217,7 kg (2 684,6 lb)
Tørr masse	747,1 kg (1 647,1 lb)
Dimensjoner	1,64 × 19,7 × 1,77 m (5,4 × 65 × 5,8 fot)
Makt	10 kW ved 1 AU ; 1,3 kW ved 3 AU
Start av oppdrag
Lanseringsdato	27. september 2007, 11:34 UTC
Rakett	Delta II 7925H
Start nettstedet	Cape Canaveral SLC-17B
Entreprenør	United Launch Alliance
Slutt på oppdraget
Avhending	Ukontrollert stabil bane
Siste kontakt	30. oktober 2018
Orbital parametere
Referansesystem	Ceres
Regime	Svært elliptisk
Halv-hovedakse	2,475,1356 kilometer (1,537,9780 mi)
Eksentrisitet	0,7952
Periapsis høyde	37.004 kilometer (22.993 mi)
Apoapsis høyde	3,973,866 kilometer (2,469,246 mi)
Tilbøyelighet	76,1042 grader
Periode	1 628,68 minutter
RAAN	-79,4891 grader
Argument for periapsis	164,1014 grader
Epoke	30. oktober 2018, 00:00:00 UTC
Flyby av Mars
Nærmeste tilnærming	18. februar 2009, 00:27:58 UTC
Avstand	542 km (337 mi)
4 Vesta orbiter
Orbital innsetting	16. juli 2011, 04:47 UTC
Orbital avgang	5. september 2012, 06:26 UTC
1 Ceres orbiter
Orbital innsetting	6. mars 2015, 12:29 UTC
FC
Instrumenter
FC	Innrammingskamera
VIR	Synlig og infrarødt spektrometer
GRAND	Gammastråle og nøytrondetektor
	; Dawn misjonsoppdatering Oppdagelsesprogram ← Dyp innvirkning Kepler →

Dawn er en pensjonert romsonde som ble skutt opp av NASA i september 2007 med oppdraget å studere to av de tre kjente protoplanetene i asteroidebeltet : Vesta og Ceres . I oppfyllelsen av det oppdraget – det niende i NASAs Discovery Program – gikk Dawn i bane rundt Vesta 16. juli 2011, og fullførte et 14-måneders undersøkelsesoppdrag før det dro til Ceres sent i 2012. Det gikk i bane rundt Ceres 6. mars, 2015. I 2017 kunngjorde NASA at det planlagte ni-årige oppdraget ville bli forlenget til sondens hydrazinbrenselforsyning var oppbrukt. 1. november 2018 kunngjorde NASA at Dawn hadde tømt hydrazinen, og oppdraget ble avsluttet. Romfartøyet er for tiden i en forlatt, men stabil, bane rundt Ceres.

Dawn er det første romfartøyet som går i bane rundt to utenomjordiske kropper, det første romfartøyet som besøker enten Vesta eller Ceres, og det første som går i bane rundt en dvergplanet.

Dawn - oppdraget ble administrert av NASAs Jet Propulsion Laboratory , med romfartøyskomponenter bidratt av europeiske partnere fra Italia, Tyskland, Frankrike og Nederland. Det var det første NASA-undersøkelsesoppdraget som brukte ionefremdrift , som gjorde det mulig for den å gå inn og ut av bane til to himmellegemer. Tidligere flermålsoppdrag med raketter drevet av kjemisk motor , for eksempel Voyager - programmet , var begrenset til forbiflyvninger .

Prosjekthistorie

Teknologisk bakgrunn

SERT-1: første ionemotor NASA romfartøy; lansert 20. juli 1964.

Den første fungerende ion-thrusteren i USA ble bygget av Harold R. Kaufman i 1959 ved NASAs Glenn Research Center i Ohio . Thrusteren var lik den generelle utformingen av en gitter elektrostatisk ion thruster med kvikksølv som drivmiddel. Suborbitale tester av motoren fulgte i løpet av 1960-tallet, og i 1964 ble motoren testet på en suborbital flytur ombord på Space Electric Rocket Test 1 (SERT 1). Den opererte med hell i de planlagte 31 minuttene før den falt tilbake til jorden. Denne testen ble fulgt av en orbitaltest, SERT-2, i 1970.

Deep Space 1 (DS1), som NASA lanserte i 1998, demonstrerte langvarig bruk av en xenondrevet ionthruster på et vitenskapelig oppdrag, og validerte en rekke teknologier, inkludert NSTAR elektrostatisk ionthruster , i tillegg til å utføre en forbiflyvning av en asteroide og en komet. I tillegg til ion-thrusteren, var blant de andre teknologiene validert av DS1 Small Deep Space Transponder , som brukes på Dawn for langdistansekommunikasjon.

Valg av oppdagelsesprogram

Tjueseks forslag ble sendt inn til Discovery Program- oppfordringen, med et budsjett som opprinnelig var målrettet mot USD 300 millioner. Tre semifinalister ble nedvalgt i januar 2001 for en fase-A-designstudie: Dawn, Kepler og INSIDE Jupiter. I desember 2001 valgte NASA Kepler and the Dawn-oppdraget til Discovery-programmet. Begge oppdragene ble opprinnelig valgt for en lansering i 2006.

Avbestilling og gjenoppretting

Statusen til Dawn - oppdraget endret seg flere ganger. Prosjektet ble kansellert i desember 2003, og deretter gjeninnført i februar 2004. I oktober 2005 ble arbeidet med Dawn satt i "stand down"-modus, og i januar 2006 ble oppdraget omtalt i pressen som "utsatt på ubestemt tid", til og med selv om NASA ikke hadde gitt noen nye kunngjøringer angående statusen. 2. mars 2006 ble Dawn igjen kansellert av NASA.

Romfartøyets produsent, Orbital Sciences Corporation , anket NASAs avgjørelse, og tilbød seg å bygge romfartøyet til kostpris, og gir avkall på fortjeneste for å få erfaring i et nytt markedsfelt. NASA satte deretter kanselleringen til vurdering, og 27. mars 2006 ble det kunngjort at oppdraget likevel ikke ville bli kansellert. I den siste uken av september 2006 nådde Dawn -oppdragets instrumentnyttelastintegrasjon full funksjonalitet. Selv om det opprinnelig var anslått å koste 373 millioner dollar, økte kostnadsoverskridelser den endelige kostnaden for oppdraget til 446 millioner dollar i 2007. Christopher T. Russell ble valgt til å lede Dawn -oppdragsteamet.

Vitenskapelig bakgrunn

Skalasammenligning av Vesta, Ceres og månen

Dawn - oppdraget ble designet for å studere to store kropper i asteroidebeltet for å svare på spørsmål om dannelsen av solsystemet , samt for å teste ytelsen til ione-thrusterne i det store rommet. Ceres og Vesta ble valgt som to kontrasterende protoplaneter , den første tilsynelatende "våt" (dvs. isete og kald) og den andre "tørr" (dvs. steinete), hvis akkresjon ble avsluttet ved dannelsen av Jupiter . De to kroppene gir en bro i vitenskapelig forståelse mellom dannelsen av steinplaneter og de iskalde kroppene i solsystemet, og under hvilke forhold en steinete planet kan holde vann.

Den internasjonale astronomiske union (IAU) vedtok en ny definisjon av planet 24. august 2006, som introduserte begrepet " dvergplanet " for ellipseformede verdener som var for små til å kvalifisere for planetarisk status ved å "rydde deres baneområde" for annet kretsende stoff. . Dawn er det første oppdraget for å studere en dvergplanet, og ankom Ceres noen måneder før ankomsten av New Horizons - sonden til Pluto i juli 2015.

Daggrybilde av Ceres fra 13 600 km, 4. mai 2015

Ceres utgjør en tredjedel av den totale massen til asteroidebeltet. Dens spektrale egenskaper antyder en sammensetning som ligner på en vannrik karbonholdig kondritt . Vesta, en mindre, vannfattig akondritisk asteroide som utgjør en tiendedel av massen til asteroidebeltet, har opplevd betydelig oppvarming og differensiering . Den viser tegn på en metallisk kjerne , en Mars-lignende tetthet og månelignende basaltiske strømmer.

Tilgjengelig bevis indikerer at begge legemer dannet seg veldig tidlig i solsystemets historie, og derved beholdt en oversikt over hendelser og prosesser fra tidspunktet for dannelsen av de jordiske planetene. Radionukliddatering av biter av meteoritter som antas å komme fra Vesta antyder at Vesta differensierte seg raskt, på tre millioner år eller mindre. Termiske evolusjonsstudier tyder på at Ceres må ha dannet seg en tid senere, mer enn tre millioner år etter dannelsen av CAI-er (de eldste kjente gjenstandene av solsystemets opprinnelse).

Dessuten ser Vesta ut til å være kilden til mange mindre objekter i solsystemet. De fleste (men ikke alle) jordnære asteroider av V-type , og noen ytre hovedbelte-asteroider, har spektre som ligner på Vesta, og er derfor kjent som vestoider . Fem prosent av meteoritprøvene funnet på jorden, howardit-eukritt-diogenitt (HED)-meteoritter, antas å være et resultat av en kollisjon eller kollisjoner med Vesta.

Det antas at Ceres kan ha et differensiert interiør; dens oblatitet ser ut til å være for liten for en udifferensiert kropp, noe som indikerer at den består av en steinete kjerne dekket med en isete mantel . Det er en stor samling potensielle prøver fra Vesta tilgjengelig for forskere, i form av over 1400 HED-meteoritter, som gir innsikt i Vestas geologiske historie og struktur. Vesta antas å bestå av en metallisk jern-nikkelkjerne, en overliggende steinete olivinmantel og skorpe.

Det første fargekartet over Ceres by Dawn (overdrevet farge, mars 2015)

Mål

Animasjon av Dawns bane fra 27. september 2007 til 5. oktober 2018
Daggry · Jorden · Mars · 4 Vesta · 1 Ceres

Dawns omtrentlige flybane

Dawn - oppdragets mål var å karakterisere forholdene og prosessene i solsystemets tidligste eon ved å undersøke i detalj to av de største protoplanetene som har vært intakte siden de ble dannet.

Selv om oppdraget er avsluttet, vil dataanalysene og tolkningene fortsette i mange år. Det primære spørsmålet som oppdraget tar opp, er størrelsen og vannets rolle i å bestemme utviklingen av planetene. Ceres og Vesta er svært egnede kropper å ta opp dette spørsmålet med, siden de er to av de mest massive av protoplanetene. Ceres er geologisk veldig primitiv og isete, mens Vesta er utviklet og steinete. Deres kontrasterende egenskaper antas å ha et resultat av at de ble dannet i to forskjellige regioner i det tidlige solsystemet.

Det er tre hovedvitenskapelige drivere for oppdraget. For det første kan Dawn - oppdraget fange de tidligste øyeblikkene i opprinnelsen til solsystemet, og gi et innblikk i forholdene under hvilke disse objektene ble dannet. For det andre bestemmer Dawn naturen til byggesteinene som de jordiske planetene dannet seg fra, og forbedrer den vitenskapelige forståelsen av denne formasjonen. Til slutt kontrasterer den dannelsen og utviklingen av to små planeter som fulgte svært forskjellige evolusjonsveier, slik at forskere kan bestemme hvilke faktorer som styrer denne evolusjonen.

Instrumenter

Innramming av kameravisning av lyspunktene i Ceres

NASAs Jet Propulsion Laboratory sørget for overordnet planlegging og styring av oppdraget, flysystemet og vitenskapelig nyttelastutvikling, og sørget for ionefremdriftssystemet . Orbital Sciences Corporation leverte romfartøyet, som utgjorde selskapets første interplanetariske oppdrag. Max Planck Institute for Solar System Research og German Aerospace Center (DLR) ga rammekameraene, den italienske romfartsorganisasjonen ga kartleggingsspektrometeret , og Los Alamos National Laboratory ga gammastråle- og nøytronspektrometeret .

Innrammingskamera (FC) — To redundante innrammingskameraer ble fløyet. Hver brukte af/7.9 refraktivt optisk system med en brennvidde på 150 mm. En rammeoverførings ladekoplet enhet (CCD), en Thomson TH7888A, i fokalplanet har 1024 × 1024 følsomme 93-μrad piksler, og avbilder et 5,5° x 5,5° synsfelt . Et 8-posisjons filterhjul tillater pankromatisk (klart filter) og spektralt selektiv avbildning (7 smalbåndsfiltre). Det bredeste filteret tillater bildebehandling ved bølgelengder fra 400 til 1050 nm. FC-datamaskinen er et tilpasset strålingsherdet Xilinx - system med en LEON2- kjerne og 8 GiB minne. Kameraet ga oppløsninger på 17 m/piksel for Vesta og 66 m/piksel for Ceres. Fordi rammekameraet var avgjørende for både vitenskap og navigasjon, hadde nyttelasten to identiske og fysisk separate kameraer (FC1 og FC2) for redundans, hver med sin egen optikk, elektronikk og struktur.
Synlig og infrarødt spektrometer (VIR) — Dette instrumentet er en modifikasjon av det synlige og infrarøde termiske spektrometeret som brukes på romfartøyene Rosetta og Venus Express . Den henter arven fra Saturn - banen Cassinis synlige og infrarøde kartleggingsspektrometer. Spektrometrets VIR-spektralrammer er 256 (romlig) × 432 (spektral), og spaltelengden er 64 mrad . Kartleggingsspektrometeret inneholder to kanaler, begge matet av et enkelt gitter. En CCD gir rammer fra 0,25 til 1,0 μm, mens en rekke HgCdTe-fotodioder avkjølt til omtrent 70K spenner over spekteret fra 0,95 til 5,0 μm.
Gammastråle- og nøytrondetektor (GRaND) — Dette instrumentet er basert på lignende instrumenter som flys på romoppdragene Lunar Prospector og Mars Odyssey . Den hadde 21 sensorer med et veldig bredt synsfelt. Den ble brukt til å måle mengden av de viktigste steindannende elementene (oksygen, magnesium, aluminium, silisium, kalsium, titan og jern) og kalium, thorium, uran og vann (utledet fra hydrogeninnhold) i de øverste 1 m av overflaten til Vesta og Ceres.

Et magnetometer og laserhøydemåler ble vurdert for oppdraget, men ble til slutt ikke fløyet.

Spesifikasjoner

Daggry før innkapsling ved utskytningsrampen 1. juli 2007

Dimensjoner

Med solcellepanelet i tilbaketrukket oppskytningsposisjon, er Dawn - romfartøyet 2,36 meter (7,7 fot) bredt. Med solcellepanelene sine helt utvidet, er Dawn 19,7 m (65 fot) bred. Solcellepanelene har et totalt areal på 36,4 m ² (392 sq ft). Hovedantennen er fem fot (1,24 meter) i diameter.

Fremdriftssystem

Dawn - romfartøyet ble drevet frem av tre xenon -ion-thrustere avledet fra NSTAR- teknologi brukt av Deep Space 1- romfartøyet, med en om gangen. De har en spesifikk impuls på 3100 s og produserer en skyvekraft på 90 mN. Hele romfartøyet, inkludert ionefremdrifts-thrusterne, ble drevet av en 10 kW (ved 1 AU ) trippelkryss galliumarsenid solcellepanel produsert av Dutch Space. Dawn ble tildelt 247 kg (545 lb) xenon for sin Vesta-tilnærming, og bar ytterligere 112 kg (247 lb) for å nå Ceres, av en total kapasitet på 425 kg (937 lb) drivmiddel om bord . Med drivmidlet den hadde med seg, var Dawn i stand til å utføre en hastighetsendring på omtrent 11 km/s i løpet av oppdraget, langt mer enn noe tidligere romfartøy oppnådd med drivmiddel ombord etter separasjon fra utskytningsraketten. Skyvet var imidlertid meget mildt; det tok fire dager med full gass å akselerere Dawn fra null til 60 mph (96 km/t). Dawn er NASAs første rent utforskende oppdrag for å bruke ionefremdriftsmotorer. Romfartøyet har også tolv 0,9 N hydrazin - thrustere for holdningskontroll (orientering), som også ble brukt til å hjelpe til med innsetting av orbital.

Dawn-romfartøyet var i stand til å oppnå et rekordhøyt fremdriftsnivå fra ionemotoren. NASA bemerket tre spesifikke områder av fortreffelighet:

Først i bane rundt to forskjellige astronomiske kropper (ikke inkludert Jorden).
Solar-elektrisk fremdriftsrekord , inkludert en hastighetsendring i rommet på 25 700 mph (11,49 km/sekund). Dette er 2,7 ganger hastighetsendringen ved solenergi-ionedrift enn tidligere rekord.
Oppnådd 5,9 års ionmotordriftstid innen 7. september 2018. Denne mengden kjøretid tilsvarer 54 % av Dawns tid i verdensrommet.

Oppsøkende mikrobrikke

Dawn har en minnebrikke som bærer navnene til mer enn 360 000 romentusiaster. Navnene ble sendt inn på nettet som en del av en offentlig oppsøkende innsats mellom september 2005 og 4. november 2006. Mikrobrikken, som er to centimeter i diameter, ble installert 17. mai 2007, over romfartøyets fremre ionthruster, under dens høy- forsterkningsantenne . Mer enn én mikrobrikke ble laget, med en sikkerhetskopi som ble vist på Open House-arrangementet i 2007 på Jet Propulsion Laboratory i Pasadena, California.

Oppdragssammendrag

Lanseringsforberedelser

Den 10. april 2007 ankom romfartøyet Astrotech Space Operations-datterselskapet til SPACEHAB, Inc. i Titusville, Florida , hvor det ble klargjort for oppskyting. Lanseringen var opprinnelig planlagt til 20. juni, men ble utsatt til 30. juni på grunn av forsinkelser med delleveranser. En ødelagt kran ved utskytningsrampen, brukt til å heve de solide rakettforsterkerne , forsinket oppskytingen ytterligere i en uke, til 7. juli; før dette, 15. juni, ble den andre etappen heist på plass. Et uhell ved Astrotech Space Operations-anlegget, som involverte liten skade på en av solcellepanelene, hadde ingen effekt på lanseringsdatoen; dårlig vær førte imidlertid til at oppskytningen falt til 8. juli. Problemer med avstandssporing forsinket deretter oppskytningen til 9. juli og deretter 15. juli. Planleggingen av oppskytingen ble deretter suspendert for å unngå konflikter med Phoenix - oppdraget til Mars, som ble lansert med suksess den 4. august.

Lansering

Dawn oppskyting på en Delta II - rakett fra Cape Canaveral Air Force Station Space Launch Complex 17 27. september 2007

Lanseringen av Dawn ble omplanlagt til 26. september 2007, deretter 27. september, på grunn av dårlig vær som forsinket drivstoff på andre trinn, det samme problemet som forsinket oppskytingsforsøket 7. juli. Lanseringsvinduet utvidet seg fra 07:20–07:49 EDT (11:20–11:49 GMT ). Under det siste innebygde lasterommet ved T−4 minutter kom et skip inn i utelukkelsesområdet offshore, havstripen der rakettforsterkerne sannsynligvis ville falle etter separasjon. Etter å ha befalt skipet å forlate området, måtte oppskytingen vente til slutten av et kollisjonsunngåelsesvindu med den internasjonale romstasjonen . Dawn ble til slutt skutt opp fra pad 17-B ved Cape Canaveral Air Force Station på en Delta 7925-H rakett kl. 07:34 EDT, og nådde rømningshastighet ved hjelp av et spinnstabilisert tredje trinn med fast brensel. Deretter tok Dawns ionthrustere over.

Transitt til Vesta

Etter innledende testing, hvor ion-thrusterne akkumulerte mer enn 11 dager og 14 timers drift, begynte Dawn langsiktig cruisefremdrift 17. desember 2007. 31. oktober 2008 fullførte Dawn sin første skyvefase for å sende den videre til Mars for en gravitasjonsassistanse forbiflyvning i februar 2009. I løpet av denne første interplanetariske cruisefasen brukte Dawn 270 dager, eller 85 % av denne fasen, på å bruke thrusterne sine. Den brukte mindre enn 72 kilo xenondrivstoff for en total hastighetsendring på 1,81 km/s. Den 20. november 2008 utførte Dawn sin første banekorreksjonsmanøver ( TCM1 ), og avfyrte sin thruster nummer 1 i 2 timer og 11 minutter.

Gråskala NIR-bilde av Mars (nordvest Tempe Terra ), tatt av Dawn under flybyen i 2009

Dawn kom nærmest (549 km) til Mars 17. februar 2009, under en vellykket gravitasjonsassistanse. Denne forbiflyvningen bremset Mars' banehastighet med omtrent 2,5 cm (1 tommer) per 180 millioner år. På denne dagen plasserte romfartøyet seg selv i sikker modus , noe som resulterte i noe tap av datainnsamling. Romfartøyet ble rapportert å være tilbake i full drift to dager senere, uten at det ble identifisert noen innvirkning på det påfølgende oppdraget. Årsaken til hendelsen ble rapportert å være en programmeringsfeil.

For å cruise fra jorden til dens mål, reiste Dawn i en langstrakt utadgående spiralbane. Den faktiske Vesta-kronologien og estimert Ceres-kronologi er som følger:

27. september 2007: lansering
17. februar 2009: Mars gravitasjonshjelp
16. juli 2011: Vesta ankomst og fangst
11.–31. august 2011: Vesta survey orbit
29. september 2011 – 2. november 2011: Vesta første høyhøydebane
12. desember 2011 – 1. mai 2012: Vesta lavhøydebane
15. juni 2012 – 25. juli 2012: Vesta andre høyhøydebane
5. september 2012: Vesta-avgang
6. mars 2015: Ceres ankomst
30. juni 2016: Slutt på primære Ceres-operasjoner
1. juli 2016: Begynnelsen av Ceres utvidet oppdrag
1. november 2018: Slutt på oppdraget

Vesta tilnærming

Da Dawn nærmet seg Vesta, tok Framing Camera-instrumentet gradvis høyere oppløsningsbilder, som ble publisert online og på nyhetskonferanser av NASA og MPI.

14. juni 2011
265 000 km (165 000 mi)
24. juni 2011
152 000 km (94 000 mi)
1. juli 2011
100 000 km (62 000 mi)
9. juli 2011
41 000 km (25 000 mi)

3. mai 2011 skaffet Dawn sitt første målbilde, 1 200 000 km fra Vesta, og begynte sin tilnærmingsfase til asteroiden. Den 12. juni ble Dawns hastighet i forhold til Vesta redusert som forberedelse til innsetting av orbital 34 dager senere.

Dawn skulle etter planen settes inn i bane klokken 05:00 UTC 16. juli etter en periode med støt med ionmotorene. Fordi antennen ble pekt bort fra jorden under fremstøt, klarte ikke forskere umiddelbart å bekrefte om Dawn klarte manøvren eller ikke. Romfartøyet ville deretter reorientere seg, og skulle etter planen sjekke inn klokken 06:30 UTC den 17. juli. NASA bekreftet senere at det mottok telemetri fra Dawn som indikerer at romfartøyet vellykket gikk inn i bane rundt Vesta, noe som gjorde det til det første romfartøyet som gikk i bane rundt et objekt i asteroidebeltet. Det nøyaktige tidspunktet for innsetting kunne ikke bekreftes, siden det var avhengig av Vestas massefordeling, som ikke var nøyaktig kjent og på det tidspunktet kun var estimert.

Vesta bane

Etter å ha blitt fanget av Vestas tyngdekraft og gått inn i dens bane 16. juli 2011, flyttet Dawn til en lavere, tettere bane ved å kjøre sin xenon-ion-motor ved hjelp av solenergi. 2. august stoppet den sin spiraltilnærming for å gå inn i en 69-timers kartleggingsbane i en høyde av 2750 km (1710 mi). Den antok en 12,3-timers kartleggingsbane i stor høyde ved 680 km (420 mi) 27. september, og gikk til slutt inn i en 4,3-timers kartleggingsbane for lav høyde ved 210 km (130 mi) 8. desember.

Animasjon av Dawns bane rundt 4 Vesta fra 15. juli 2011 til 10. september 2012
Daggry · 4 Vesta

17. juli 2011
16 000 km (9 900 mi)
18. juli 2011
10 500 km (6 500 mi)
23. juli 2011
5200 km (3200 mi)
24. juli 2011
5200 km (3200 mi)

I mai 2012 publiserte Dawn -teamet foreløpige resultater av deres studie av Vesta, inkludert estimater av størrelsen på Vestas metallrike kjerne, som er antatt å være 220 km (140 mi) på tvers. Forskerne uttalte at de tror at Vesta er den "siste i sitt slag" - det eneste gjenværende eksemplet på de store planetoidene som kom sammen for å danne steinplanetene under dannelsen av solsystemet. I oktober 2012 ble ytterligere Dawn -resultater publisert, om opprinnelsen til unormale mørke flekker og striper på Vestas overflate, som sannsynligvis ble avsatt av eldgamle asteroide-nedslag. I desember 2012 ble det rapportert at Dawn hadde observert kløfter på overflaten av Vesta som ble tolket til å ha blitt erodert av forbigående flytende flytende vann. Flere detaljer om Dawn -misjonens vitenskapelige funn ved Vesta er inkludert på Vesta - siden.

Dawn skulle opprinnelig forlate Vesta og begynne sin to og et halvt år lange reise til Ceres 26. august 2012. Et problem med et av romfartøyets reaksjonshjul tvang imidlertid Dawn til å utsette avgangen fra Vestas tyngdekraft til 5. september 2012.

Sentralhaugen på Sydpolen på asteroiden Vesta 12. august 2011
Snømannen formet kratere på Vesta
Kratere og rygger i Vesta

Geologisk kart over Vesta basert på Dawn -data
De eldste og kraftigste kraterområdene er brune; områder modifisert av Veneia- og Rheasilvia- påvirkningene er henholdsvis lilla (Saturnalia Fossae-formasjonen i nord) og lys cyan (Divalia Fossae-formasjonen, ekvatorial); det indre av Rheasilvia-nedslagsbassenget (i sør) er mørkeblått, og nærliggende områder av Rheasilvia ejecta (inkludert et område innenfor Veneneia) er lys lilla-blå; områder endret av nyere påvirkninger eller masseødeleggelse er henholdsvis gul/oransje eller grønn.

Transport til Ceres

Bildedatoer (2014–2015) og oppløsning
Dato	avstand (km)	diameter (px)	oppløsning (km/px)	delen av disken er opplyst
1. desember	1 200 000	9	112	94 %
13. januar	383 000	27	36	95 %
25. januar	237 000	43	22	96 %
3. februar	146 000	70	14	97 %
12. februar	83 000	122	7.8	98 %
19. februar	46 000	222	4.3	87 %
25. februar	40 000	255	3.7	44 %
1. mars	49 000	207	4.6	23 %
10. april	33 000	306	3.1	17 %
15. april	22 000	453	2.1	49 %

I løpet av sin tid i bane rundt Vesta, opplevde sonden flere feil på reaksjonshjulene. Etterforskere planla å endre aktivitetene sine ved ankomst til Ceres for geografisk kartlegging på nært hold. Dawn -teamet uttalte at de ville orientere sonden ved å bruke en "hybrid"-modus ved å bruke både reaksjonshjul og ionthrustere . Ingeniører bestemte at denne hybridmodusen ville spare drivstoff. Den 13. november 2013, under transitt, i en testforberedelse, fullførte Dawn -ingeniører en 27 timer lang serie med øvelser av nevnte hybridmodus.

11. september 2014 sluttet Dawns ionthruster uventet å skyte og sonden begynte å operere i en utløst sikker modus. For å unngå brudd i fremdriften byttet oppdragsteamet raskt ut den aktive ionemotoren og den elektriske kontrolleren med en annen. Teamet uttalte at de hadde en plan på plass for å gjenopplive denne funksjonshemmede komponenten senere i 2014. Kontrolleren i ionefremdriftssystemet kan ha blitt skadet av en høyenergipartikkel . Etter å ha gått ut av sikker modus 15. september 2014, gjenopptok sondens ionthruster normal drift.

Videre fant Dawn - etterforskerne også at etter fremdriftsproblemet kunne ikke Dawn rette sin viktigste kommunikasjonsantenne mot jorden. En annen antenne med svakere kapasitet ble i stedet gjenopptatt midlertidig. For å rette opp problemet ble sondens datamaskin tilbakestilt og siktemekanismen til hovedantennen ble gjenopprettet.

Ceres nærmer seg

Dawn begynte å fotografere en utvidet disk av Ceres 1. desember 2014, med bilder av delvis rotasjoner 13. og 25. januar 2015 utgitt som animasjoner. Bilder tatt fra Dawn of Ceres etter 26. januar 2015 overskred oppløsningen til sammenlignbare bilder fra Hubble-romteleskopet .

Progresjon av bilder av Ceres tatt av Dawn mellom januar og mars 2015

25. januar 2015
237 000 km (147 000 mi)
4. februar 2015
145 000 km (90 000 mi)
12. februar 2015
80 000 km (50 000 mi)
19. februar 2015
46 000 km (29 000 mi)

På grunn av svikt i to reaksjonshjul, gjorde Dawn færre kameraobservasjoner av Ceres under innflygingsfasen enn det gjorde under Vesta-tilnærmingen. Kameraobservasjoner krevde å snu romfartøyet, som forbrukte dyrebart hydrazindrivstoff. Det var planlagt syv fotosesjoner med optisk navigasjon (OpNav 1–7, 13. og 25. januar, 3. og 25. februar, 1. mars og 10. og 15. april) og to observasjonssesjoner med full rotasjon (RC1–2, 12. og 19. februar) før full observasjon begynner med orbitalfangst. Gapet i mars og begynnelsen av april skyldtes en periode da Ceres ser ut til å være for nær solen fra Dawns utsiktspunkt til å ta bilder trygt.

Ceres bane

Animasjon av Dawns bane rundt Ceres fra 1. februar 2015 til 1. februar 2025
Daggry · Ceres

Kartlegging av baner og oppløsning – Bilder av Ceres av Dawn på Commons
Banefase	Nei.	Datoer	Høyde (km; mi)	Orbital periode	Oppløsning (km/px)	Forbedring i forhold til Hubble
RC3	1	23. april 2015 – 9. mai 2015	13 500 km (8 400 mi)	15 dager	1.3	24×
undersøkelse	2	6. juni 2015 – 30. juni 2015	4400 km (2700 mi)	3,1 dager	0,41	73×
HAMO	3	17. august 2015 – 23. oktober 2015	1450 km (900 mi)	19 timer	0,14 (140 m)	217×
LAMO/XMO1	4	16. desember 2015 – 2. september 2016	375 km (233 mi)	5,5 timer	0,035 (35 m)	850×
XMO2	5	5. oktober 2016 – 4. november 2016	1480 km (920 mi)	19 timer	0,14 (140 m)	217×
XMO3	6	5. desember 2016 – 22. februar 2017	7 520–9 350 km (4 670–5 810 mi)	≈8 dager	0,9 (est)	34× (est)
XMO4	7	22. april 2017 – 22. juni 2017	13 830–52 800 km (8 590–32 810 mi)	≈29 dager
XMO5	8	30. juni 2017 – 16. april 2018	4 400–39 100 km (2 700–24 300 mi)	30 dager
XMO6	9	14. mai 2018 – 31. mai 2018	440–4 700 km (270–2 920 mi)	37 timer
XMO7 (FINAL)	10	6. juni 2018 – nå	35–4 000 km (22–2 485 mi)	27,2 timer

23. april 2015
1. kartbane - RC3
13 600 km (8 500 mi)
( se på commons )
6. juni 2015
2. kartbane - SRVY
4400 km (2700 mi)
( vis på fellesområder )
17. august 2015
3. kartbane - HAMO
1470 km (915 mi)
( visning på allmenninger )
10. desember 2015
4. kartbane - LAMO
385 km (240 mi)
( se på allmenninger )
5. oktober 2016
5. kartbane - XMO2
1480 km (920 mi)
( vis på fellesområder )
9. juni 2018
10. kartbane - XMO7
35 km (22 mi)
( vis på fellesområder )

Dawn gikk inn i Ceres-bane 6. mars 2015, fire måneder før New Horizons kom til Pluto. Dawn ble dermed det første oppdraget for å studere en dvergplanet på nært hold. Dawn gikk først inn i en polar bane rundt Ceres, og fortsatte å avgrense banen. Den fikk sitt første fullstendige topografiske kart over Ceres i løpet av denne perioden.

Fra 23. april til 9. mai 2015 gikk Dawn inn i en RC3-bane (Rotation Characterization 3) i en høyde av 13 500 km (8 400 mi). RC3-banen varte i 15 dager, hvor Dawn vekslet på å ta bilder og sensormålinger og deretter videresende de resulterende dataene tilbake til jorden. 9. mai 2015 drev Dawn sine ionemotorer og begynte en månedslang spiralnedstigning ned til sitt andre kartleggingspunkt, en Survey-bane, tre ganger nærmere Ceres enn den forrige banen. Romfartøyet stoppet to ganger for å ta bilder av Ceres under sin spiralnedstigning inn i den nye banen.

6. juni 2015 gikk Dawn inn i den nye Survey-banen i en høyde av 4430 km (2750 mi). I den nye Survey-banen sirklet Dawn Ceres hver tredje jorddag. Undersøkelsesfasen varte i 22 dager (7 baner), og ble designet for å få en global visning av Ceres med Dawns rammekamera , og generere detaljerte globale kart med det synlige og infrarøde kartleggingsspektrometeret (VIR).

30. juni 2015 opplevde Dawn en programvarefeil da det oppstod en uregelmessighet i orienteringssystemet. Den reagerte med å gå inn i sikker modus og sende et signal til ingeniører, som fikset feilen 2. juli 2015. Ingeniører fant ut at årsaken til uregelmessigheten var relatert til det mekaniske kardansystemet knyttet til en av Dawns ionmotorer. Etter å ha byttet til en separat ionemotor og utført tester fra 14. juli til 16. juli 2015, sertifiserte ingeniører evnen til å fortsette oppdraget.

17. august 2015 gikk Dawn inn i HAMO-banen (High-Altitude Mapping Orbit). Dawn sank ned til en høyde på 1480 km (920 mi), hvor den i august 2015 begynte den to måneder lange HAMO-fasen. I løpet av denne fasen fortsatte Dawn å skaffe nær-globale kart med VIR og rammekamera med høyere oppløsning enn i Survey-fasen. Det ble også avbildet i stereo for å løse overflaten i 3D.

23. oktober 2015 begynte Dawn en to-måneders spiral mot Ceres for å oppnå en LAMO-bane (Low-Altitude Mapping Orbit) i en avstand på 375 km (233 mi). Siden Dawn nådde denne fjerde banen i desember 2015, skulle Dawn etter planen innhente data for de neste tre månedene med sin gammastråle- og nøytrondetektor (GRaND) og andre instrumenter som identifiserte sammensetningen ved overflaten.

Etter å ha overgått kartleggingsmålene sine, klatret Dawn til sin femte vitenskapelige bane på 1460 km (910 mi) fra 2. september 2016 for å fullføre ytterligere observasjoner fra en annen vinkel. Dawn begynte å heve sin høyde til sin sjette vitenskapelige bane på 7200 km (4500 mi) 4. november 2016, med et mål om å nå den innen desember 2016. Returen til en høyere høyde tillot et andre sett med data i denne høyden, som forbedrer den generelle vitenskapelige kvaliteten når den legges til den første batchen. Imidlertid ble romfartøyet denne gangen plassert der det ikke gikk i spiral og kretset i samme retning som Ceres, noe som reduserte drivmiddelforbruket.

Oppdragskonklusjon

En forbiflyvning av asteroiden 2 Pallas etter fullføringen av Ceres-oppdraget ble foreslått, men ble aldri formelt vurdert; å gå i bane rundt Pallas ville ikke vært mulig for Dawn , på grunn av den høye hellingen til Pallas bane i forhold til Ceres.

I april 2016 sendte Dawn -prosjektteamet inn et forslag til NASA om et utvidet oppdrag som ville ha sett romfartøyet bryte bane fra Ceres og utføre en forbiflyvning av asteroiden 145 Adeona i mai 2019, og argumenterte for at vitenskapen fikk ut av å besøke en tredje asteroide. kan oppveie avkastningen fra å bo på Ceres. NASAs Planetary Mission Senior Review Panel avslo imidlertid forslaget i mai 2016. En ettårig oppdragsforlengelse ble godkjent, men granskningspanelet ga ordre om at Dawn skulle forbli i Ceres, og uttalte at de langsiktige observasjonene av dvergplaneten, spesielt som det nærmet seg perihelium , ville potensielt gi bedre vitenskap.

Den ettårige forlengelsen gikk ut 30. juni 2017. Romfartøyet ble plassert i en ukontrollert, men relativt stabil bane rundt Ceres, hvor det gikk tom for hydrazindrivgass innen 31. oktober 2018, og hvor det vil stå som et "monument" for minst 20 år.

Ceres – noen av de siste visningene av Dawn - romfartøyet (1. september 2018)