Zdjęcia Ryugu z bliska wskazują na zaskakujące właściwości tej asteroidy. Naukowcy przeanalizowali fotografie wykonane przez kamerę MASCam znajdującą się na lądowniku MASCOT, który został zrzucony na powierzchnię asteroidy przez sondę Hayabusa2.
Japońska misja Hayabusa2 bada od czerwca 2018 roku asteroidę Ryugu. To ciemna asteroida o średnicy 900 metrów, krążąca wokół Słońca (należy do grupy obiektów NEA (ang. near earth asteroid). Sonda zdążyła już dwukrotnie wylądować na asteroidzie, pobierając przy tym materiał skalny, z którym wróci na Ziemię za rok. Na powierzchnię obiektu zrzuciła też już trzy niewielkie lądowniki. Jeden z nich, MASCOT, wylądował na powierzchni 3 października 2018 roku. Omawiane tutaj wyniki badań dotyczą danych pozyskanych właśnie z tego urządzenia.
Kalendarium misji Hayabusa2
- 4 grudnia 2014 – start sondy Hayabusa2 na rakiecie H-IIA
- 27 czerwca 2018 – Hayabusa2 dociera do asteroidy Ryugu
- 21 września 2018 – Hayabusa2 wypuszcza na powierzchnię dwa małe łaziki Rover 1A, Rover 1B
- 3 października 2018 – sonda wypuszcza na powierzchnię lądownik MASCOT
- 21 lutego 2019 – pierwsze lądowanie sondy na powierzchni
- 5 kwietnia 2019 – utworzenie sztucznego krateru przez sondę
- 11 lipca 2019 – drugie lądowanie w obszarze utworzonego krateru
Naukowcy przeanalizowali obrazy zarejestrowane przez kamerę MASCam na lądowniku MASCOT podczas jego opadania i aktywności na powierzchni asteroidy. Zdjęcia wskazują, że powierzchnia asteroidy pokryta jest skałami o rozmiarach od kilkudziesięciu centymetrów do kilkudziesięciu metrów i brak na niej drobnego materiału i pyłu. Skały dzielą się na jaśniejsze z gładkimi powierzchniami i ostrymi krawędziami oraz ciemniejsze, o fakturze przypominającej kalafior.
Przebieg misji lądownika MASCOT
Naukowcy na podstawie fotografii wykonanych przez lądownik MASCOT jak i kamerę nawigacyjną ONC zamontowaną na sondzie Hayabusa2 byli w stanie odtworzyć cały upadek lądownika i wszystkie zmiany jego położenia.
Trajektoria spadku lądownika MASCOT oraz jego późniejsza droga na powierzchni. Lokalizacje lądownika nałożono na obraz z kamery nawigacyjnej sondy Hayabusa2. Źródło: JAXA/DLR.
Pierwsze zdjęcie wykonane przez kamerę MASCam tuż po wypuszczeniu z sondy. Na wprost widać biegun południowy asteroidy z dużym blokiem skalnym Otohime Saxum, wysokim na około 100 metrów. Gdy fotografia była robiona, lądownik MASCOT był 40 metrów nad powierzchnią. Źródło: DLR/Jaumann.
Lądownik MASCOT po raz pierwszy dotknął powierzchni asteroidy około sześciu minut po wypuszczeniu z sondy. Urządzenie odbiło się od zacienionej strony większego głazu i spoczęło około 17 metrów od niego. Pierwszy manewr poprawiający ustawienie lądownika odwrócił go kamerami do nieba, przez co w pierwszą noc kamera lądownika rejestrowała tylko świecące gwiazdy.
Dopiero następnego dnia przeprowadzono pierwszą relokację za pomocą mechanizmu sprężynowego w jaki wyposażony był lądownik. MASCOT znalazł się po niej w pozycji dogodnej do obserwacji pobliskich skał. Obserwacje te trwały cały cykl dobowy na tej asteroidzie, czyli niecałe osiem godzin. Lądownik oglądał powierzchnię skał nocą dzięki wbudowanym diodom LED.
Zdjęcie wykonane przez lądownik MASCOT tuż przed pierwszym uderzeniem w skałę. Kamera zwrócona była wtedy tyłem do kierunku spadku lądownika. Źródło: DLR/Jaumann.
Zdjęcie skał wykonane nocą z zapalonymi diodami LED. Źródło: DLR/Jaumann.
Na początku trzeciego dnia asteroidowego MASCOT wykonał drobny ruch (przesunięcie około 5 centymetrów), by z nieco innej perspektywy spojrzeć na badane już wcześniej skały. Taka zmiana pozycji umożliwiła utworzenie obrazów stereo skał, które przydają się do oceny wielkości, kształtów i wzajemnego położenia poszczególnych skał na powierzchni.
Po prawie q5 godzinach od lądowania urządzenie wykonało ostatni skok, zmieniając położenie o około 10 centymetrów. Z ostatniej pozycji kamera nie była już jednak skierowana na powierzchnię. Lądownik wyczerpał baterie 17 godzin i 7 minut po rozpoczęciu działań na powierzchni.
Dwa rodzaje skał
Kamera nawigacyjna ONC na sondzie Hayabusa2 zidentyfikowała cztery rodzaje skał występujących na Ryugu. Tylko dwa pierwsze z tych typów dało się wyraźnie odróżnić, korzystając z obrazów dostarczonych przez lądownik MASCOT.
Typ 1 skał to te ciemniejsze z ostrzejszą powierzchnią, a typ 2 to jaśniejsze skały o gładszej powierzchni. Rozmieszczenie obu rodzajów skał jest bardzo równomierne na obszarze, który obserwował MASCOT. Obserwacje takiego wyraźnego zróżnicowania wskazują, zgodnie z przypuszczeniami, że Ryugu musiała powstać w wyniku kolizji dwóch obiektów albo z jednego ciała macierzystego poddanego jakimś gwałtownym procesom, wprowadzającym różnice w temperaturze i ciśnieniu.
Ogólny skład chemiczny Ryugu przypomina meteoryty należące do grupy chondrytów węglistych, które zawierają krzemiany warstwowe i związki organiczne (chondryty węgliste typu CI lub CM).
Gdy kamera lądownika MASCOT spojrzała na skałę pod odpowiednim kątem, dało się na niej zauważyć wyraźne jaśniejsze intruzje o wielkości do kilku milimetrów. Strukturą przypominały one występujące w meteorytach chondry – okrągłe ziarna bogate w wapń i glin. Podobne kształtem i kolorem są chondry występujące na znalezionych na Ziemi meteorytach grup CI2, CM, CO i CV. Może to oznaczać, że asteroida Ryugu nie podlegała znaczącym zmianom pod wpływem ciekłej wody. Przeanalizowane spektrum chemiczne skał przypomina najbardziej chondryty grupy CI i CM. Naukowcy przyrównali badaną skałę do meteorytu grupy CI2 Tagish Lake, który spadł w Kanadzie w 2000 roku. Również analizy spektralne wtrąceń wskazują na związek Ryugu z chondrytami węglistymi.
Naukowcy uważają, że asteroidy takie jak Ryugu powinny posiadać duże ilości drobnego materiału i pyłu na powierzchni, powstającego na skutek wietrzenia kosmicznego – działania środowiska kosmicznego na skałę. Jednak żadne z głazów zaobserwowanych na Ryugu nie wyglądają na przykryte drobniejszym materiałem. Powstający materiał musiał więc uciec albo w przestrzeń kosmiczną, albo do porowatego środka asteroidy. O ile w przypadku mniejszych kamyków wyjaśnieniem może być ucieczka pod wpływem sił grawitacji do pustych przestrzeni w asteroidzie, to już to, jak znikają drobiny rzędu dziesiątek i setek mikrometrów, pozostaje zagadką. Postuluje się, że pył może być odrywany z asteroidy poprzez zjawisko lewitacji elektrostatycznej. Niewiele jednak wiadomo o warunkach fizycznych, jakie sprzyjałyby powstawaniu takiego zjawiska na tak małych ciałach niebieskich. Być może za brakiem drobnego materiału stoją inne procesy fizyczne – naukowcy wymieniają w pracy kilka: uderzenia mikrometeoroidów, kolizje, wstrząsy sejsmiczne czy sublimacje związków lotnych.
Podsumowanie
Sonda Hayabusa2 z pewnością umożliwi jeszcze wiele ciekawych odkryć, które pozwolą lepiej poznać początki Układu Słonecznego. Obiekty takie jak Ryugu to idealni świadkowie historii powstawania wewnętrznych planet Układu Słonecznego. Sonda pozostanie w pobliżu asteroidy do 2020 roku, kiedy wróci w kierunku Ziemi. Kapsuła z pobranym materiałem skalnym wyląduje na spadochronach w południowej Australii.
Źródło: Science/JAXA
Więcej informacji:
- omawiany artykuł naukowy
- strona niemieckiej agencji kosmicznej DLR poświęcona lądownikowi MASCOT
- oficjalna strona misji
Opracowanie: Rafał Grabiański
Na zdjęciu tytułowym: Asteroida Ryugu sfotografowana przez sondę Hayabusa2 podczas pobytu w wyjściowej pozycji 20 kilometrów nad powierzchnią. Zdjęcie zrobiono tuż po dotarciu sondy 30 czerwca 2018 roku. Źródło: JAXA.
