Космический корабль Hiten (ひてん, японское произношение: [çiteɴ] ), получивший английское название Celestial Maiden [2] и известный до запуска как MUSES-A ( Mu Space Engineering Spacecraft A ), часть программы MUSES , был построен Институтом космических и астронавтических наук Японии и запущен 24 января 1990 года. [3] Это был первый японский лунный зонд , первый роботизированный лунный зонд после советского аппарата « Луна-24» в 1976 году и первый лунный зонд, запущенный страной, отличной от Советского Союза или США. [4] [5] Космический корабль был назван в честь летающих небесных существ в буддизме . [6]
Hiten должен был быть помещен на высокоэллиптическую околоземную орбиту с апогеем 476 000 км, которая должна была пройти мимо Луны. Однако ввод произошел с дефицитом delta-v 50 м/с, в результате чего апогей составил всего 290 000 км. [3] Дефицит был исправлен, и зонд продолжил свою миссию.
Во время первого пролёта мимо Луны Хитен выпустил на лунную орбиту небольшой орбитальный аппарат Хагоромо (はごろも, названный в честь перьевой мантии Хитена ). Передатчик на Хагоромо вышел из строя, и хотя зажигание тормозных ракет Хагоромо было подтверждено наземными наблюдениями , так и не удалось подтвердить, успешно ли космический аппарат вышел на лунную орбиту или не смог захватить её, войдя на гелиоцентрическую орбиту . [7] После восьмого пролёта Хитен успешно продемонстрировал технику аэроторможения 19 марта 1991 года, пролетев мимо Земли на высоте 125,5 км над Тихим океаном со скоростью 11,0 км/с. Атмосферное сопротивление снизило скорость на 1,712 м/с, а высоту апогея — на 8665 км. [8] Это был первый манёвр аэроторможения, выполненный зондом дальнего космоса. [9] : 2 После девятого пролета Луны и второго маневра аэроторможения 30 марта 1991 года основная миссия зонда была завершена.
Эдвард Белбруно и Джеймс Миллер из Лаборатории реактивного движения услышали о неудаче орбитального аппарата Hagoromo и помогли спасти миссию, разработав так называемую баллистическую траекторию захвата, которая позволила бы основному зонду Hiten выйти на лунную орбиту. Белбруно работал над численным моделированием низкоэнергетических траекторий и услышал о проблемах зонда. Он разработал решение траектории [10] и 22 июня 1990 года отправил незапрошенное предложение в Японское космическое агентство. Они отреагировали положительно и позже реализовали версию предложения. [11]
Траектория, разработанная Белбруно и Миллером для Hiten, использовала теорию слабой границы устойчивости и требовала лишь небольшого возмущения эллиптической орбиты пролета, достаточно малого, чтобы быть достижимым двигателями космического корабля. [12] Этот курс привел бы к захвату зонда на временную лунную орбиту с использованием нулевой дельта-v (так называемый баллистический переход), но потребовал бы пять месяцев вместо обычных трех дней для орбиты перехода Хохмана . [13] Это был первый случай, когда спутник использовал низкоэнергетический переход для перехода на лунную орбиту. [3] 2 октября 1991 года Hiten был временно захвачен на лунную орбиту.
После этого Hiten был выведен на петлевую орбиту, проходящую через точки Лагранжа L 4 и L 5, для поиска захваченных частиц пыли: тогда предварительно наблюдавшихся облаков Кордылевского . Единственным научным прибором на Hiten был Мюнхенский счетчик пыли (MDC); никакого увеличения фоновых уровней не наблюдалось. 15 февраля 1993 года Hiten был выведен на постоянную лунную орбиту, где он оставался до тех пор, пока не был намеренно врезан в лунную поверхность 10 апреля 1993 года в точке с координатами 34°18′S 55°36′E / 34.3°S 55.6°E / -34.3; 55.6 , между кратерами Стевинус и Фурнериус . [5] [14] Поскольку орбита была нестабильной и могла привести к падению космического корабля на обратную сторону Луны, было решено использовать оставшееся топливо, чтобы перенести место падения на переднюю сторону Луны, чтобы его можно было наблюдать. [15]
