Astronomie

Combien de temps faut-il à Dawn pour orbiter autour de Cérès ?

Combien de temps faut-il à Dawn pour orbiter autour de Cérès ?

Je n'ai pas pu trouver l'heure de l'orbite de Dawn autour de Cérès. Savez-vous combien de temps cela prend?


Le 6 mars 2015, Dawn est entrée en orbite autour de Cérès. Mais il n'est vraiment jusqu'à présent que "capturé par l'attraction gravitationnelle de Cérès". Il était alors encore à 61 000 km de Cérès.

Il descend lentement vers une orbite que le Dawn Journal du JPL appelle "RC3", qui sera à 13 500 km au-dessus de Cérès. Cette orbite durera 15 jours par révolution.

Il faudra environ 15 jours pour effectuer une seule révolution orbitale à cette altitude.

Le premier lien de nouvelles ci-dessus indique que Dawn atteindra RC3 le 23 avril 2015.

Cette image du Dawn Journal nous donne une image du chemin de Dawn : elle n'achève pas encore de révolutions autour de Cérès ; il s'approche toujours de l'orbite RC3 au moment d'écrire ces lignes (10 mars 2015).

Donc à ce jour, le 10 mars 2015, il n'y a pas encore de période orbitale. Mais lorsque RC3 sera atteint, ce sera une orbite lente - 15 jours.

Il y a d'autres altitudes orbitales prévues après RC3.

  • "deuxième phase orbitale, orbite de relevé" - Altitude 4 400 km, Période orbitale 3 jours, 3 heures
  • "orbite cartographique de haute altitude" - Altitude 1 470 km, période orbitale 19 heures
  • "orbite cartographique de basse altitude" - Altitude 375 km, période orbitale 5,5 heures

Selon le programme de Dawn, "l'orbite d'enquête" ne durera que 22 jours avant de passer à "l'orbite cartographique à haute altitude" en août 2015, bien qu'on ne sache pas exactement quand "l'orbite d'enquête" aura lieu. L'« orbite cartographique à basse altitude » aura lieu en novembre 2015. Entre les orbites, lors de la spirale descendante vers la prochaine orbite programmée, la période orbitale de Dawn diminuera lentement. Sur la dernière orbite, Dawn sera laissée sur cette orbite une fois ses batteries et son carburant hydrazine épuisés.


Mise à jour (23 octobre 2015)

Extrait de la dernière mise à jour de la mission Dawn (30 septembre 2015) :

Dawn est actuellement en orbite autour de Cérès à une altitude de 915 miles (1 470 kilomètres), et le vaisseau spatial imagera jusqu'à six fois la surface entière de la planète naine au cours de cette phase de la mission. Chaque cycle d'imagerie dure 11 jours.

À partir d'octobre et jusqu'en décembre, Dawn descendra jusqu'à son orbite la plus basse et finale, à une altitude de 230 miles (375 kilomètres). Le vaisseau spatial continuera à imager Cérès et à prendre d'autres données à des résolutions plus élevées que jamais sur cette dernière orbite. Il restera opérationnel au moins jusqu'à la mi-2016.


Nous l'avons fait! L'aube arrive sur la planète naine Cérès

Depuis sa découverte en 1801, Cérès a été connue comme une planète, puis comme un astéroïde, et plus tard comme une planète naine. Aujourd'hui, après un voyage de 3,1 milliards de miles (4,9 milliards de kilomètres) et 7,5 ans, Dawn l'appelle "maison".

L'émissaire robotique de la Terre est arrivé vers 4 h 39 HNP aujourd'hui. Il restera en résidence dans le monde extraterrestre pour le reste de sa vie opérationnelle, et longtemps, longtemps après.

Avant de nous plonger dans cette étape sans précédent dans l'exploration de l'espace, rappelons qu'avant même d'atteindre l'orbite, Dawn a commencé à prendre des photos de sa nouvelle maison. Le mois dernier, nous avons présenté le calendrier mis à jour pour la photographie. Chaque activité d'acquisition d'images (ainsi que les spectres visibles et les spectres infrarouges) s'est déroulée sans heurts et nous a fourni de nouvelles perspectives passionnantes et alléchantes.

Bien qu'il y ait d'innombrables questions sur Cérès, la plus populaire semble maintenant être ce que sont les points lumineux. Il est impossible de ne pas être hypnotisé par ce qui semble être des balises lumineuses, qui brillent à travers les mers cosmiques depuis les terres inexplorées à venir. Mais la réponse n'a pas changé : nous ne savons pas. Il existe de nombreuses spéculations intrigantes, mais nous avons besoin de plus de données, et Dawn prendra des photos et une myriade d'autres mesures alors qu'elle se rapproche de plus en plus au cours de l'année. Pour l'instant, nous en savons tout simplement trop peu.

Par exemple, certaines personnes demandent si ces spots pourraient être des lumières d'une ville extraterrestre. C'est ridicule! À ce stade précoce, comment Dawn pourrait-elle déterminer dans quels types de groupements vivent les Céréens ? Ont-ils même des villes ? Pour autant que nous sachions, ils ne vivent peut-être que dans des communautés rurales, ou peut-être n'ont-ils que de grands États.

Ce que nous savons déjà, c'est qu'en plus de 57 ans d'exploration spatiale, Dawn est désormais le seul vaisseau spatial à avoir mis en orbite deux destinations extraterrestres. Véritable vaisseau spatial interplanétaire, Dawn a quitté la Terre en septembre 2007 et a parcouru son propre parcours indépendant à travers le système solaire. Il a survolé Mars en février 2009, privant la planète rouge d'une partie de sa propre énergie orbitale autour du soleil. En juillet 2011, le vaisseau est entré en orbite autour de la protoplanète géante Vesta, le deuxième objet le plus massif de la ceinture principale d'astéroïdes entre Mars et Jupiter. (Au fait, l'arrivée de Dawn à Vesta remonte à exactement un an plus tôt cette semaine.) Il a mené une exploration spectaculaire de ce monde fascinant, montrant qu'il était plus étroitement lié aux planètes terrestres (y compris la Terre, qui abrite nombre de nos lecteurs) qu'aux objets typiques que les gens considèrent comme des astéroïdes. Après 14 mois d'opérations intensives à Vesta, Dawn est sorti de son orbite en septembre 2012, reprenant son voyage interplanétaire. Aujourd'hui, il est arrivé à sa destination finale, Cérès, le plus gros objet entre le soleil et Pluton qui n'avait pas été visité auparavant par un vaisseau spatial. (Heureusement, New Horizons passera bientôt par Pluton. Nous allons passer une excellente année !)

Comment était la scène au JPL pour l'exploit historique de Dawn ? Il est facile d'imaginer le cadre typique du contrôle de mission. La tension est écrasante. Réussira-t-il ou échouera-t-il ? Les gens anxieux regardent leurs écrans, surveillant attentivement la télémétrie, frustrés de ne rien pouvoir faire de plus maintenant. Se rongeant les ongles nerveusement, ils songent à chaque étape cruciale, dont chacune pourrait vouer la mission à l'échec. Dans le même temps, le vaisseau spatial exécute une brûlure de son moteur principal provoquant un cliquetis et un coup de fouet cervical pour se mettre en orbite. Lorsque la bonne nouvelle arrive enfin que l'orbite est atteinte, la pièce entre en éruption ! Les gens sautent de haut en bas, frappent l'air, crient, tweetent, pleurent, s'embrassent et ressentent le soulagement énorme de surmonter un risque énorme. Vous pouvez imaginer tout cela, mais ce n'est pas ce qui s'est passé.

Si vous aviez été dans le contrôle de mission de Dawn, la scène aurait été différente. Vous seriez surtout dans le noir. (Pour votre future référence, les interrupteurs d'éclairage sont à gauche de la porte.) Les écrans de l'ordinateur seraient éteints et la plupart de l'éclairage proviendrait de l'horloge numérique et de la chaîne de lumières bleues décoratives qui indiquent que le moteur ionique est programmé être poussé. Vous seriez également seul (au moins jusqu'à ce que JPL Security arrive pour vous escorter, car vous n'étiez pas autorisé à entrer dans la pièce, et, d'ailleurs, comment avez-vous passé les serrures électroniques ?). Pendant ce temps, la plupart des membres de l'équipe de vol étaient à la maison et dormaient ! (Votre correspondant était aussi, aussi rare soit-il. Lorsque Dawn est entrée en orbite autour de Vesta, il dansait. L'arrivée de Cérès s'est avérée être à un moment moins propice à la conscience.)

Pourquoi un événement aussi important a-t-il été traité avec somnolence ? C'est parce que Dawn a une façon unique d'entrer en orbite, qui est liée à la nature du voyage lui-même. Nous avons déjà discuté de certains aspects de la mise en orbite (avec cette mise à jour de la nature de la trajectoire d'approche). Passons-en quelques-uns en revue ici.

Il peut être surprenant qu'avant l'aube, aucun vaisseau spatial n'ait même tenté de mettre en orbite deux cibles distantes. Qui ne voudrait pas étudier en détail deux mondes extraterrestres, plutôt que, comme dans les missions précédentes, en survoler un ou plusieurs pour de brèves rencontres ou en orbiter seulement un ? Une mission comme celle de Dawn est un genre évident à entreprendre. Cela arrive souvent dans la science-fiction : allez quelque part, faites tout ce que vous devez faire là-bas (par exemple, battre quelqu'un ou draguer quelqu'un), puis allez hardiment ailleurs. Cependant, les faits scientifiques ne sont pas toujours aussi faciles que la science-fiction. De telles missions sont bien, bien au-delà de la capacité de propulsion conventionnelle.

Deep Space 1 (DS1) a ouvert une nouvelle voie avec ses tests réussis de propulsion ionique, qui fournit 10 fois l'efficacité de la propulsion standard, montrant lors d'une mission interplanétaire opérationnelle que la technologie de pointe fonctionne vraiment comme prévu. (Cet écrivain a eu la chance de travailler sur DS1, et il a même documenté la mission dans une série de blogs de plus en plus verbeux. Mais il a d'abord entendu parler de la propulsion ionique par le succinct M. Spock et a ensuite suivi son utilisation par le moins logique Dark Vador. )

L'expédition ambitieuse de Dawn serait vraiment impossible sans la propulsion ionique. (Pour une comparaison de la propulsion chimique et ionique pour entrer en orbite autour de Mars, une destination plus facile à atteindre que Vesta ou Cérès, visitez ce journal précédent.) Jusqu'à présent, notre vaisseau spatial avancé a changé sa propre vitesse de 23 800 mph (38 400 kilomètres par heure) depuis sa séparation de sa fusée, bien au-delà de ce que toute autre mission a réalisé de manière propulsive. (Le précédent record était détenu par DS1.)

Dawn est exceptionnellement économe dans son utilisation de propulseur au xénon. Dans cette phase de la mission, le moteur ne dépense qu'un quart de livre (120 grammes) par jour, soit l'équivalent d'environ 2,5 onces liquides (75 millilitres) par jour. Ainsi, bien que la poussée soit très efficace, elle est aussi très douce. Si vous tenez une seule feuille de papier dans votre main, elle poussera sur votre main plus fort que le moteur ionique ne pousse sur le vaisseau spatial à la poussée maximale. Au niveau des gaz d'aujourd'hui, il faudrait à l'explorateur éloigné près de 11 jours pour accélérer de zéro à 60 mph (97 kilomètres par heure). Cela peut ne pas évoquer le concept d'un coureur de dragsters. Mais dans les conditions d'apesanteur et sans friction des vols spatiaux, l'effet de cette poussée semblable à un murmure peut s'accumuler. Au lieu de pousser pendant 11 jours, si nous poussons pendant un mois ou un an, ou comme Dawn l'a déjà fait, pendant plus de cinq ans, nous pouvons atteindre une vitesse fantastiquement élevée. La propulsion ionique offre une accélération avec patience.

La plupart des engins spatiaux côtoient la plupart du temps, suivant leurs orbites répétitives comme le font les planètes. Ils peuvent utiliser le moteur principal pendant quelques minutes ou peut-être une heure ou deux tout au long de la mission. Avec la propulsion ionique, en revanche, le vaisseau spatial peut passer la majeure partie de son temps en vol propulsé. Dawn a volé pendant 69 % de son temps dans l'espace, émettant une lueur bleu-vert froide de l'un de ses moteurs ioniques. (Avec trois moteurs ioniques, Dawn surpasse les chasseurs Star Wars TIE (moteur ionique jumelé).)

La sonde robotique utilise sa poussée douce pour remodeler progressivement son chemin dans l'espace plutôt que de simplement suivre le cours naturel d'une planète. Après s'être échappé des griffes gravitationnelles de Vesta, il s'est lentement éloigné du soleil, gravissant la colline du système solaire, rendant son orbite héliocentrique de plus en plus semblable à celle de Cérès. Au moment où elle se trouvait aujourd'hui à proximité de la planète naine, les deux tournaient autour du soleil à plus de 62 100 km/h (38 600 mph). Cependant, leurs trajectoires étaient presque identiques, de sorte que la différence de vitesse n'était que de 100 mph (160 kilomètres par heure), soit moins de 0,3% du total. Volant comme un pilote de vaisseau spatial crackerjack, Dawn a élégamment utilisé le toucher léger de son moteur ionique pour se trouver à une position et à une vitesse lui permettant de se mettre gracieusement en orbite. À une distance de 37 700 miles (60 600 kilomètres), Cérès a tendu la main et a tendrement emmené le nouveau venu de la Terre dans son étreinte gravitationnelle permanente.

Si vous aviez été dans l'espace à regarder l'événement, vous auriez eu froid, faim et hypoxie. Mais cela n'aurait pas été très différent des 1 885 jours de poussée ionique qui l'avaient précédé. Le vaisseau spatial était perché au sommet de son pilier bleu-vert d'ions xénon, changeant patiemment son cap, comme il le fait pour tant de croisière tranquille. Mais maintenant, à un moment, il volait trop vite pour que la gravité de Cérès s'y accroche, et l'instant suivant, il avait ralenti juste assez pour être en orbite. S'il avait cessé de pousser à ce moment-là, il aurait continué à tourner autour de la planète naine. Mais cela ne s'est pas arrêté. Au lieu de cela, il travaille maintenant à remodeler son orbite autour de Cérès. Comme nous l'avons vu en novembre, ses acrobaties orbitales l'amèneront d'abord à une altitude de 47 000 milles (75 000 kilomètres) le 19 mars avant de descendre à 8 400 milles (13 500 kilomètres) le 23 avril pour commencer ses observations intensives dans l'orbite désignée. RC3.

En fait, l'arrivée de Dawn aujourd'hui est simplement une conséquence de la route qu'elle emprunte pour atteindre cette orbite inférieure le mois prochain. Les navigateurs n'avaient pas pour objectif d'arriver aujourd'hui. Au contraire, ils ont tracé un parcours qui a commencé à Vesta et se dirige vers RC3 (avec un nouveau design en cours de route), et il se trouve que les conditions de capture en orbite se sont produites ce matin. Comme promis le mois dernier, nous présentons ici une vision différente des manœuvres habiles de ce vétéran de l'espace.

Si Dawn avait cessé de pousser avant que Cérès puisse exercer son contrôle gravitationnel, elle n'aurait pas volé très loin. Le vaisseau spatial avait déjà rendu leurs trajectoires autour du soleil très similaires, et le système de propulsion ionique offre une flexibilité si exceptionnelle à la mission que les contrôleurs auraient pu le guider en orbite une autre fois. Ce n'était pas un événement ponctuel, tout ou rien.

L'équipe de vol n'était donc pas tendue. Ils n'avaient pas besoin de l'observer ni d'en faire un spectacle. Le contrôle de mission est resté silencieux. Le drame n'est pas de savoir si la mission réussira ou échouera, si un seul problème pourrait causer une perte catastrophique, si même une petite erreur pourrait sonner le glas. Le drame est plutôt l'occasion de dévoiler les merveilleux secrets d'une fascinante relique de l'aube du système solaire il y a plus de 4,5 milliards d'années, un orbe céleste qui fait signe depuis plus de deux siècles, la première planète naine découverte.

Dawn vole généralement avec son émetteur radio éteint (consacrant son électricité au moteur ionique énergivore), et elle est donc entrée en orbite en silence. En l'occurrence, une session de télécommunications de routine était prévue environ une heure après avoir atteint l'orbite, à 5 h 36 HNP. (Ce n'est qu'une coïncidence, c'était si tôt. À Vesta, il s'est écoulé plus de 25 heures entre l'arrivée et le prochain contact radio.) Pour les communications primaires, Dawn fait une pause pour pointer son antenne principale vers la Terre, mais d'autres fois, comme dans ce cas , il est programmé pour utiliser l'une de ses antennes auxiliaires pour transmettre un signal plus faible sans arrêter son moteur, chuchotant juste assez pour que les ingénieurs vérifient qu'il reste sain.

L'antenne extrêmement sensible de 230 pieds (70 mètres) de diamètre du Deep Space Network à Goldstone, en Californie, a capté le faible signal de l'ensemble du système solaire dans les délais et l'a relayé au contrôle de mission de Dawn. Une personne était dans la pièce (et oui, il a été autorisé à entrer). Il travaille avec l'opérateur de l'antenne pour assurer le bon déroulement de la session de communication et il est toujours prêt à contacter les autres membres de l'équipe de vol en cas d'anomalie. Dans ce cas, aucun ne l'a fait, et c'était une matinée calme comme d'habitude. Le directeur de la mission s'est renseigné avec lui peu de temps après que les données ont commencé à arriver, et ils ont eu une conversation amicale et décontractée qui incluait une discussion sur une partie de la télémétrie qui indiquait que le vaisseau spatial effectuait toujours sa poussée ionique de routine. La détermination que Dawn était en orbite était aussi simple que cela. Il suffisait de confirmer qu'il suivait son plan de vol pour savoir qu'il était entré en orbite. Cette danse céleste magnifiquement chorégraphiée est maintenant un pas de deux.

Aussi désinvolte et tranquille que tout cela puisse paraître, et aussi logique et systématique que soit l'ensemble du processus, la réalité est que le directeur de mission était excité. Il n'y avait aucun battage visible, aucune fanfare audible, mais l'expérience était un puissant carburant pour les feux passionnés qui brûlent à l'intérieur.

Aussi silencieusement qu'un vaisseau spatial glissant dans le vide, la réalisation émerge…

Il est en orbite autour d'un monde lointain !!

Oui, cela ressort clairement des détails techniques, mais cela se reflète plus intensément dans le battement silencieux d'un cœur qui a passé sa vie à aspirer à connaître le cosmos. Des années et des années de travail acharné consacré à cette grande entreprise, des espoirs et des rêves constants et des peurs de tous les futurs possibles, des défis innombrables (certains semblant initialement insurmontables) et une infinité apparente de décisions le long du chemin des premiers concepts à un véritable vaisseau spatial interplanétaire volant un faisceau d'ions au-delà du soleil.

Et puis, une conversation courte et détendue sur quelques données de routine qui rapportent les mêmes conditions que d'habitude sur le robot distant. Mais aujourd'hui, ils signifient quelque chose de différent.

Tous les membres de l'équipe vivront à leur manière les nouvelles qui arrivent dans un e-mail de félicitations, dans le silence et l'intimité de leurs propres pensées. Mais cela signifie la même chose pour tout le monde.

Et il n'y a pas que l'équipe de vol. Humanité!! Avec notre curiosité implacable, notre soif insatiable de connaissances, notre noble esprit d'aventure, nous partageons tous l'expérience de tendre la main de notre humble maison aux étoiles.

C'était une bonne façon de commencer la journée. C'était l'Aube à Cérès.

Mettons en perspective le paysage cosmique sur lequel se déroule désormais cette aventure remarquable. Imaginez la Terre réduite à la taille d'un ballon de football. À cette échelle, la Station spatiale internationale orbiterait à une altitude d'un peu plus d'un quart de pouce (sept millimètres). La lune serait une boule de billard à près de 6,4 mètres. Le soleil, le chef d'orchestre de l'orchestre du système solaire, mesurerait 79 pieds (24 mètres) de diamètre à une distance de 1,6 miles (2,6 kilomètres). Mais encore plus éloigné, Dawn serait à 5,3 miles (8,6 kilomètres). (Il y a quelques mois à peine, lorsque le vaisseau spatial se trouvait du côté opposé du soleil à la Terre, il aurait été à plus de six miles, ou presque 10 kilomètres, du ballon de football.) Extrêmement loin de son ancienne maison, il ne serait qu'à un peu plus d'un mètre (un mètre) de sa nouvelle résidence. (D'ici la fin de cette année, Dawn en sera légèrement plus proche que la station spatiale ne l'est de la Terre, d'un quart de pouce ou six millimètres.) Ce monde lointain, Cérès, le plus gros objet entre Mars et Jupiter, serait cinq huitièmes de pouce (1,6 cm) de diamètre, environ la taille d'un raisin. Bien sûr, un raisin a une teneur en eau plus élevée que Cérès, mais nous pouvons être sûrs qu'explorer ce monde fascinant de roche et de glace sera beaucoup plus doux !

Dans le cadre de sa connaissance de son nouveau quartier, Dawn a recherché les lunes de Cérès. Les études télescopiques n'en avaient révélé aucune, mais s'il y avait eu une lune plus petite qu'environ un demi-mile (un kilomètre), elle n'aurait probablement pas été découverte. Le point de vue unique du vaisseau spatial offre la possibilité de rechercher tout ce qui aurait pu échapper à la détection. De nombreuses photos ont été prises spécifiquement à cet effet, et les scientifiques les scrutent, ainsi que toutes les autres photographies, à la recherche de toute indication de lune. Alors que la recherche se poursuivra, jusqu'à présent, aucune image n'a montré de preuves de compagnons en orbite autour de Cérès.

Et pourtant, nous savons qu'à ce jour, Cérès en a très certainement un. Son nom est Aurore !

L'aube est à 37 800 miles (60 800 kilomètres) de Cérès, soit 16% de la distance moyenne entre la Terre et la Lune. Il est également à 3,33 UA (310 millions de miles, ou 498 millions de kilomètres) de la Terre, soit 1 230 fois la Lune et 3,36 fois le Soleil aujourd'hui. Les signaux radio, voyageant à la limite universelle de la vitesse de la lumière, mettent 55 minutes pour faire l'aller-retour.


Mission

Dawn n'est pas conçu pour atterrir sur un astéroïde.

Il y a un débat sur la taille exacte de Pallas. Mon élève et moi avons utilisé le HST pour examiner Pallas et nous avons obtenu un diamètre plus petit que le vôtre, beaucoup plus proche de celui de Vesta et peut-être plus petit que lui. Mais nous n'ignorons pas Pallas en raison de sa taille. Il est impossible à atteindre avec une mission de la même classe que Dawn car il faut trop de poussée pour atteindre Pallas.

Pallas est fortement incliné par rapport au plan de l'écliptique. Il faut beaucoup d'énergie pour sortir du plan de l'écliptique, surtout aussi loin que Pallas l'est. J'ai essayé de concevoir une mission pour atteindre Pallas et c'était impossible avec le vaisseau spatial Dawn même si nous n'allions nulle part ailleurs que Pallas.

Nous allons d'abord à Vesta car elle est plus proche du Soleil que Cérès et nous la croisons sur le chemin de Cérès. Cette possibilité dépend aussi du fait que Vesta et Cérès se trouvent toutes les deux dans la partie droite du ciel (presque alignée avec le Soleil). Cela se produit à son tour tous les 17 ans, nous sommes donc très chanceux de pouvoir effectuer cette mission à double astéroïde dès maintenant.

Réponse fournie par Chris Russell, chercheur principal de la mission Dawn

Peu probable, car il y a un meilleur retour en dépensant plus de nos ressources sur Vesta et Ceres.

La raison pour laquelle Dawn a un temps de trajet plus long que ce qui pourrait être requis par des moyens conventionnels est que Dawn utilise un système de propulsion ionique qui empêche d'atteindre une orbite de transfert Hohmann. Les orbites de transfert Hohmann sont le moyen le plus efficace de se déplacer entre deux orbites coplanaires circulaires. Les transferts Hohmann ne sont certainement pas la route la plus rapide entre les orbites, cependant, ils sont fréquemment utilisés car la plupart des missions sont fortement limitées en masse, le propulseur est donc une ressource très précieuse.

Pour accomplir un transfert Hohmann, deux manœuvres propulsives sont nécessaires. Le premier sort le vaisseau spatial de l'orbite initiale et le place sur une orbite qui coupe l'orbite finale souhaitée. Le vaisseau spatial se trouve alors sur l'orbite de transfert Hohmann, qui est une ellipse tangente aux deux orbites circulaires. Une fois que l'engin spatial a atteint le point qui relie l'orbite de transfert à l'orbite finale souhaitée, il allume son moteur une deuxième fois, maintenant pour circulariser son orbite, correspondant ainsi à l'orbite cible.

Le système de propulsion ionique de Dawn est beaucoup plus efficace qu'un système de propulsion chimique, mais il produit beaucoup moins de poussée. En d'autres termes, il faut beaucoup moins de propulseur au xénon pour que Dawn modifie sa vitesse d'une quantité donnée que si elle utilisait des propulseurs chimiques, mais cela prend également plus de temps. En fin de compte, la propulsion ionique peut permettre à un engin spatial d'atteindre une vitesse supérieure à celle d'un engin à propulsion chimique. (La propulsion ionique fournit ce que j'aime toujours appeler l'accélération avec patience.)

Dawn ne peut pas fournir une accélération suffisamment importante pour suivre une orbite de transfert Hohmann - la poussée est tout simplement trop douce. En conséquence, après avoir reçu son impulsion initiale hors de l'orbite terrestre de la fusée Delta, elle s'éloigne du Soleil jusqu'à ce qu'elle atteigne l'orbite de Vesta. Il pousse la majeure partie du chemin vers Vesta, ajoutant très progressivement de l'énergie à son orbite autour du Soleil, plutôt que de commencer par une énorme brûlure et de se diriger vers Vesta. Ce remodelage en douceur de l'orbite, contrairement aux changements plus brusques typiques de la propulsion chimique, est une caractéristique de la propulsion ionique et d'autres systèmes de propulsion dits à faible poussée, tels que les voiles solaires. Alors que la propulsion à faible poussée commence tout juste à être utilisée pour atteindre des destinations, certaines de nos conceptions standard sur la façon dont les engins spatiaux se déplacent autour du système solaire devront peut-être être révisées.

Un exemple pourrait aider à illustrer la différence entre l'utilisation de la propulsion chimique et ionique. Le moteur d'un vaisseau spatial interplanétaire conventionnel peut brûler environ 300 kilogrammes de propergol en environ 20 minutes de fonctionnement, atteignant un changement de vitesse d'environ 1 000 mètres/seconde. À sa poussée maximale, le moteur ionique de Dawn ne peut dépenser qu'environ 0,25 kg de xénon par jour, ce qui modifie la vitesse du vaisseau spatial de 10 m/s. Pour atteindre ces 1000 m/s, il ne faudrait donc que 25 kg de xénon - une économie considérable étant donné le coût élevé du lancement d'engins spatiaux depuis la Terre - mais cela prendrait 100 jours. Au fur et à mesure que le vaisseau spatial s'éloigne du Soleil, ses panneaux solaires produisent moins d'énergie, il fonctionne donc à un niveau d'accélérateur inférieur, en utilisant encore moins de propulseur et en prenant encore plus de temps pour atteindre ces changements de vitesse.

Dawn transportera suffisamment de propulseur pour modifier sa vitesse de plus de 10 kilomètres/s (ou environ 6 miles par seconde) au cours de la mission, bien plus que n'importe quel système de propulsion de vaisseau spatial n'a jamais accompli, mais cela nécessitera un temps de poussée de plus de 6 ans. Bien qu'il faudra plus de temps à Dawn pour aller de la Terre à Vesta et de Vesta à Cérès avec la propulsion ionique qu'avec la propulsion chimique, le temps de trajet plus long en vaut la peine. Dawn utilisera une fusée nettement moins chère que si elle devait transporter les propulseurs beaucoup plus massifs requis pour un système de propulsion chimique conventionnel. En fait, Dawn serait tout simplement inabordable sans la propulsion ionique. Maintenant, cependant, vos impôts et le mien peuvent être utilisés pour accomplir un vaste et passionnant programme d'exploration du système solaire, y compris l'acquisition d'un ensemble merveilleusement riche de données scientifiques à Vesta et Ceres.

Réponse fournie par Marc Rayman, ingénieur en chef de Dawn, JPL

Il existe un large éventail de géométries qui peuvent rendre efficaces les aides à la gravité planétaire, et bien que l'approche de l'extérieur de l'orbite de la planète puisse sembler inhabituelle, Dawn n'est pas le seul à le faire. Les spécificités de l'assistance gravitationnelle incluent non seulement la vitesse relative entre la sonde et la planète, mais également la direction dans laquelle chacun se déplace au moment de la rencontre.

Dans notre cas, le principal avantage de l'assistance gravitationnelle est de changer le plan de l'orbite de l'aube autour du soleil. Sur la base de votre choix de mots, vous semblez déjà avoir une certaine compréhension des principes clés, vous savez donc probablement déjà que la plupart des planètes orbitent autour du Soleil à proximité du plan de l'orbite terrestre, également connu sous le nom d'écliptique. Vous savez peut-être aussi que changer le plan d'une orbite peut être très coûteux en termes de propulsion. Vesta et Cérès orbitent plus loin de l'écliptique que la plupart des planètes.

Si nous avions lancé en 2006, le système de propulsion ionique aurait pu réaliser le changement d'avion par lui-même. La mission est un peu plus difficile avec un lancement de 2007, car il y a moins de temps pour terminer la poussée ionique requise avant que l'alignement relatif de Vesta et Cérès ne rende le voyage entre eux trop long. Par conséquent, nous profitons de la gravité de Mars pour réduire le temps dont Dawn a besoin pour pousser, lui permettant d'atteindre Vesta à peu près au même moment, même après son lancement un an plus tard. L'effet principal de la rencontre est de changer le plan de l'orbite de Dawn d'environ 5ᄁX, la majeure partie du changement de plan étant en inclinaison. Cela équivaut à environ 2,3 km/s, mais cela ne change pas l'énergie orbitale de Dawn. L'assistance gravitationnelle fournit également environ 1,1 km/s pour augmenter l'énergie de l'orbite de Dawn autour du Soleil. L'effet combiné est de conférer un delta-v d'environ 2,6 km/s.

Réponse fournie par Marc Rayman, ingénieur en chef de Dawn, JPL

Pas autant que nous pouvons dire. S'il y avait des dommages, ils seraient très mineurs et bien en deçà du seuil que l'on peut mesurer.

Plus précisément, Dawn vole DANS la ceinture d'astéroïdes, elle a donc une vitesse très similaire à celle du matériau qui l'entoure. Ainsi, le matériau est un peu moins dangereux que vous pourriez le supposer. Mais, plus important encore, les petits météorites sont éloignés et les chances d'en heurter un si vous êtes de la taille de Dawn sont faibles (mais pas totalement négligeables). Nous sommes donc préoccupés et éviterons toute région où nous pensons qu'il pourrait y avoir un danger plus élevé que d'habitude.

Pour plus d'informations sur le "vol à travers la ceinture d'astéroïdes", consultez l'ingénieur en chef de Dawn, Marc Rayman, 27 novembre 2009 Dawn Journal.

Réponse fournie par Chris Russell, chercheur principal pour la mission Dawn et Marc Rayman, ingénieur en chef Dawn, JPL

Un vaisseau spatial qui serait suffisamment proche de Cérès pour en avoir une bonne vue devra être en orbite autour de lui. Cérès et Vesta sont assez différents de la plupart des astéroïdes. Ce sont des corps massifs avec une gravité importante. Hayabusa a pu orbiter autour du Soleil près d'Itokawa parce que la gravité de cet astéroïde est si faible qu'elle n'a pas entraîné l'engin en orbite. Ce n'est pas le cas de Ceres et Vesta. Si Dawn restait en orbite autour du Soleil et n'était pas capturée par la gravité de Cérès, elle devrait rester à plus de 200 000 km de la planète naine.

Être en orbite n'est pas un obstacle à l'utilisation de la rotation pour révéler la surface. La conception provisoire de la première orbite scientifique à Cérès est à une altitude d'environ 5 900 kilomètres. Il faudra environ 112 heures à Dawn pour terminer une telle orbite, mais Cérès tourne en environ 9 heures. Par conséquent, c'est presque comme si Dawn planait, elle ne progressait que sur une courte distance sur son orbite alors que Cérès tournait sous elle. Le vaisseau spatial sera sur une orbite quasi polaire, donc avec la combinaison de la rotation de sa cible et de son propre mouvement orbital d'un pôle à l'autre, Dawn pourra voir facilement toute la surface illuminée. (Pour l'orbite analogue à Vesta et plus de détails sur les observations à partir de là, vous voudrez peut-être jeter un œil à Dawn Chief Engineer, Marc Rayman's Dawn Journal du 27 mai 2010.)

"Faire voyager Dawn en dehors de Cérès" signifie que Dawn correspond à l'orbite de Cérès autour du Soleil. Pour se mettre en orbite autour de Cérès, Dawn le fera, grâce à son utilisation de la propulsion ionique. Marc explique comment nous utilisons la propulsion ionique pour orbiter autour d'un autre corps dans le Dawn Journal du 28 avril 2010.

Réponse fournie par Marc Rayman, ingénieur en chef de Dawn, JPL


Le vaisseau spatial Dawn chute à une altitude record à Cérès

Le vaisseau spatial Dawn de la NASA est en train de tomber sur une orbite elliptique qui le transportera à moins de 50 kilomètres (30 miles) de la surface de la planète naine Cérès. Image : NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA

Le vaisseau spatial Dawn de la NASA est en train de descendre en spirale vers sa dernière orbite la plus basse jamais enregistrée autour de la planète naine Cérès, visant une trajectoire elliptique qui le portera à moins de 50 kilomètres (30 miles) de la surface à son point bas – 10 fois plus bas que jamais.

À partir de début juin, Dawn commencera à collecter des spectres de rayons gamma et de neutrons pour mieux comprendre la composition des couches les plus élevées de roches et de sol tout en prenant des photographies haute résolution du terrain cratérisé en dessous.

"L'équipe attend avec impatience la composition détaillée et l'imagerie haute résolution du nouvel examen de près", a déclaré Carol Raymond, chercheuse principale de Dawn au Jet Propulsion Laboratory de la NASA. “Ces nouvelles données haute résolution nous permettent de tester les théories formulées à partir des ensembles de données précédents et de découvrir de nouvelles caractéristiques de cette fascinante planète naine.”

Lancé en 2007, le Dawn est entré en orbite autour de Cérès en mars 2015 après avoir terminé des études similaires sur la planète naine Vesta. Le vaisseau spatial n'avait pas déclenché ses propulseurs ioniques depuis juin dernier, en orbite autour de Cérès une fois tous les 30 jours, mais il utilise désormais le moteur n° 2 pour abaisser lentement son orbite.

Abaisser Dawn dans sa nouvelle orbite est un processus complexe qui oblige les ingénieurs à synchroniser la trajectoire avec la rotation de Cérès. Image : NASA/JPL-Caltech

La descente a commencé le 16 avril. When the manoeuvre is complete, “Dawn will swoop down to an incredibly low 22 miles (35 kilometres) above the exotic terrain of ice, rock and salt,” Marc Rayman, the mission director, writes in his blog. “The last time it was that close to a solar system body was when it rode a rocket from Cape Canaveral over the Atlantic Ocean more than a decade ago.”

The final orbit will have a high point of 4,000 kilometres (2,500 miles) and a period of 27 hours and 13 minutes.

The goal is to synchronise Dawn’s orbit with the nine-hour four-minute rotation of Ceres to ensure the spacecraft will repeatedly fly over a specific point on the surface – Occator Crater, where highly reflective salt deposits are visible – during the low point of each orbit.

“The flight team will synchronise the orbit so that each time Dawn swoops down to low altitude, it does so at just the right time so that Ceres’ rotation will place the Occator geological unit under the probe’s flight path,” Rayman writes.

But it will not be easy, and it will not last.

The spinning reaction wheels that once helped Dawn control its orientation no longer work, forcing the spacecraft to rely on small thrusters instead. Those thrusters have a small but noticeable impact on the trajectory, as do areas of Ceres that have slightly higher or lower densities, resulting in slight changes in the total gravitational pull experienced by the spacecraft.

JPL flight planners studied more than 45,000 possible trajectories before choosing the one now being implemented.

Occator Crater on Ceres. Image: NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA

“The low point of Dawn’s orbit will gradually shift southward on each successive revolution,” Rayman writes. “That means we will have only a limited number of opportunities to fly over Occator before the low point is too far south. Given the complexity of the operations, the planned measurements are not at all assured.”

Even if Dawn achieves and maintains the desired orbit, taking sharp, focused pictures will pose yet another challenge. The spacecraft will be racing across Ceres, from south to north, at 1,690 kph (1,050 mph) at the low point of the ellipse. Occator crater is 92 kilometres across (57 miles) and from Dawn’s perspective it will be moving to the right at more than 310 kph (190 mph).

Dawn’s camera will image an area 3.4 kilometres (2.1 miles) across.

“Even if the probe arrived at Occator’s latitude a mere 20 seconds off schedule, a spot on the ground that was expected to be in the center of the camera would have moved entirely out of view and so would not even be glimpsed,” Rayman explained. “If Dawn were four minutes too early or too late, the ground beneath the spacecraft would shift west or east by 13 miles (21 kilometres), and the terrain that’s photographed could be entirely different from what was expected.”


NASA’s Dawn Spacecraft Finally Arrives at Dwarf Planet Ceres

After a seven-year cruise, and a one-year successful mission at the giant asteroid 4 Vesta, NASA’s Dawn space probe today successfully entered the orbit of its second and final target, the dwarf planet Ceres.

Dawn will use its ion propulsion system to change orbits at Ceres, allowing it to observe the dwarf planet from different vantage points. Image credit: NASA / JPL.

Located in the main asteroid belt between Mars and Jupiter, Ceres is the largest unexplored world of the inner Solar System.

It was discovered on January 1, 1801 by the Italian astronomer and monk Giuseppe Piazzi.

For the last century, it was known as the largest asteroid in the Solar System. But in 2006, the International Astronomical Union reclassified it as a dwarf planet because of its large size – Ceres is roughly 950 km in diameter.

Planetary scientists believe Ceres contains rock in its interior with a thick mantle of ice that, if melted, would amount to more fresh water than is present on our planet.

The materials making up Ceres likely date from the first few million years of the Solar System’s existence and accumulated before the planets formed.

NASA’s Dawn robotic spacecraft has become the first mission to achieve orbit around Ceres.

The spacecraft was about 61,000 km from the dwarf planet when it was captured by the planet’s gravity at about 7:39 a.m. EST (4:39 a.m. PST, 12:39 p.m. GMT).

Mission controllers received a signal from Dawn at 8:36 a.m. EST (5:36 a.m. PST, 1:36 p.m. GMT) that the probe was healthy and thrusting with its ion engine, the indicator Dawn had entered orbit as planned.

“We feel exhilarated. We have much to do over the next year and a half, but we are now on station with ample reserves, and a robust plan to obtain our science objectives,” said Dr Chris Russell of the University of California, Los Angeles, principal investigator of the Dawn mission.

In addition to being the first spacecraft to visit a dwarf planet, Dawn also has the distinction of being the first mission to orbit two different worlds in deep space.

The spacecraft has already delivered more than 30,000 images and many insights about 4 Vesta, the second most massive body in the asteroid belt. Dawn orbited Vesta, which has an average diameter of 525 km, from 2011 to 2012.

The most recent images received from the spacecraft, taken on March 1, show Ceres as a crescent, mostly in shadow because the spacecraft’s trajectory put it on a side of Ceres that faces away from the Sun until mid-April.

When Dawn emerges from Ceres’ dark side, it will deliver ever-sharper images as it spirals to lower orbits around the planet.


Dawn on Ceres: Nasa probe to enter dwarf planet's orbit

Nasa scientists are making final preparations for a spacecraft to begin the first orbits around a dwarf planet in the planetary rubble on the far side of Mars.

Almost eight years after blasting off from Cape Canaveral in Florida, and travelling 3bn miles (4.8bn km), the $450m (£290m) Dawn probe is due to arrive at Ceres, the largest object in the main asteroid belt that separates Mars from Jupiter, on Friday 6 March.

A technical glitch that knocked out thrusters on the ship in September means that Dawn has already overshot Ceres and must now swing back towards the 590-mile-wide ball of minerals and ice to enter the right orbit. On Sunday, it was 30,000 miles away from Ceres.

If all goes to plan, the spacecraft will circle the dwarf planet for months, mapping its surface and measuring changes in its gravitational field, from which scientists can glean crucial insights about the body’s interior.

Early observations of Ceres already have astronomers enthralled. The dwarf planet is thought to have a rocky core encased in more than 62 miles of subterranean ice. If Dawn confirms this, it will mean the body holds more fresh water than the whole of the Earth’s surface.

On its approach to Ceres, Dawn’s camera revealed a bright patch on the otherwise dark and dull, carbon-rich terrain. But in higher resolution pictures released last week, the patch was found to be two spots: one very bright, the other dimmer.

What the spots are is unclear. They may be ice patches, shiny silicates on the surface, or reflective impact material left after a hit-and-run collision by another space rock. Ceres is not thought to be geologically active, but if its innards are still stirring, the bright spots may be eruptions from ice volcanoes.

The Dawn probe was flung into space in September 2007 to learn about the formation of the planets at the birth of the solar system 4.6bn years ago. The boulders drifting in the asteroid belt are the primordial material from which all planets are made. Some, like Ceres, became large by asteroid standards, but ultimately they are failed planets. Their growth was disrupted by the intense gravitational pull of Jupiter, which scattered the asteroids like billiard balls.

Dwarf planet Ceres and the giant asteroid Vesta in comparison to Mars, Mercury, and Earth’s moon. Photograph: Nasa/JPL-Caltech/UCLA

When Dawn arrives in orbit around Ceres, at a distance of more than 249m miles from the sun, it will become the first spacecraft to have circled two different bodies in deep space. Four years into its journey, in 2011, Dawn caught up with Vesta, the brightest asteroid in the solar system and the only one visible to the naked eye.

Dawn’s 14-month survey of Vesta, a rock roughly half the size of Ceres, revealed it to be similar to the inner planets of the solar system: Mercury, Venus, Earth and Mars. Like Earth, Vesta has an iron core, surrounded by a mantle and crust. The surface is scarred with giant canyons and craters punch deep into its surface. One pit is 311 miles across and has at its centre a mountain that rises up more than twice as high as Mount Everest.

Ceres is a different beast. The first asteroid to be discovered, it was spotted by accident on new year’s day in 1801 by the Italian monk Giuseppe Piazzi of the Palermo observatory. Unlike Vesta, the makeup of Ceres is far more like the icy bodies in the outer solar system. About one-quarter of its mass is water, and some may be liquid under the surface.

The International Astronomical Union designated Ceres a “dwarf planet” in 2006, along with Pluto, which found itself demoted from full planetary status. Dwarf planets must orbit the sun and be massive enough to be shaped by their gravity, but, unlike proper planets, have not cleared a path through the solar system.

“We think that the building blocks of Earth were the siblings of Ceres and Vesta,” said Christopher Russell, the lead scientist on the Dawn mission at the University of California, Los Angeles. “Those like Vesta came to Earth and delivered the iron core, and other materials, while others, like Ceres, brought water.”

Last year, Michael Küppers, a planetary scientist at the European Space Astronomy Centre in Villanueva de la Cañada, Spain, reported observations for the Herschel space telescope, which found jets of water vapour coming from Ceres. Every second, the dwarf planet loses 6kg in steam.

Küppers hopes that Dawn will shed light on the source of the steam plumes. One possibility is that part of the crust was knocked off Ceres in a cosmic impact, exposing hard ice beneath, which vaporises in sunlight. But the interior of Ceres may still be active, and driving out gas from inside.

Andreas Nathues, the lead scientist on Dawn’s framing camera at the Max Planck Institute for Solar System Research in Göttingen, Germany, said the mission targeted Vesta and Ceres because they were so unlike each other. “Why is Ceres a body that contains water, and Vesta not? Why are they so different? Understanding that will help us understand how the planets formed,” he said.

Two views of Ceres are seen in images acquired by Nasa’s Dawn spacecraft from a distance of about 52,000 miles on 12 February. Photograph: NASA/Reuters

The Dawn probe is powered by an ion thruster that forces xenon plasma out of the spacecraft at 77,670mph and can run continuously for years, accelerating the craft over time.

In September, the thruster failed when a highly energetic particle slammed into its electronics, forcing the probe into safe mode for four days. The loss of power means that, while Dawn will arrive at Ceres on time, it will take weeks to correct its orientation and point its cameras at the surface.

“We’ll be pointing in the wrong direction when we get there,” said Russell. “We have a period coming up where we won’t be taking much data, but we will get the next set of good pictures at the end of April.”

Some of those images could resolve the mystery of the bright spots on the surface of Ceres. Russell suspects that as the images from Dawn get sharper, the spots could become smaller and shinier, until they reflect nearly all the sunlight falling on them. “In a few months, the reflectivity may get to 100%, and that could mean water ice,” he said.

When the mission is over later this year, the Dawn probe will remain in orbit around Ceres at a safe enough distance to ensure it does not crash into the surface. Since Ceres has no atmosphere, there is no drag to bring Dawn spiralling down to the dwarf planet’s surface. “We are about to arrive. And when we do, we are at Ceres to stay,” said Russell.


No Ceres Pictures Yet?

I've been watching for new pictures of Ceres and have yet to see any.

The NASA site keeps showing the same images and it's been in orbit for a few days now I kinda figured we'd see something even on the first day or so. am I missing something here?

I want Ceres pictures and I want them NOW!

#2 coolrocketdude

Yes, Dawn is in "orbit" around Ceres. Dawn uses its ion propulsions system and this is somewhat different than the rather large engine firings and capture techniques used by say, a Mars orbiter. In the Dawn orbit capture at Ceres, the spacecraft slipped behind Ceres (the dark side) in a rather large loop that went out many tens of thousands of miles. Over the next few weeks the orbit will be adjusted to where it will be a polar circular orbit 8400 miles in altitude. This will take several weeks (about April 23rd). So for the meantime, Dawn is on the dark side of Ceres and hence no pictures. After a inital recon at that orbit NASA intents to lower the orbit in steps to where Dawn will be about 230 miles high by the end of the year.

#3 csrlice12

I tend to not look at things that look back. at least they look like eyes.

#4 Feidb

I'm anxious to see what that bright spot is in that one crater, up close. So far, nothing yet. Ceres is the one with the bright spot, right?

#5 coolrocketdude

29,000 miles away - and have something like 4 km resolution. I'm sure there will be some new (and better!) images by the end of next month.

#6 Dartguy

Yes, Dawn is in "orbit" around Ceres. Dawn uses its ion propulsions system and this is somewhat different than the rather large engine firings and capture techniques used by say, a Mars orbiter. In the Dawn orbit capture at Ceres, the spacecraft slipped behind Ceres (the dark side) in a rather large loop that went out many tens of thousands of miles. Over the next few weeks the orbit will be adjusted to where it will be a polar circular orbit 8400 miles in altitude. This will take several weeks (about April 23rd). So for the meantime, Dawn is on the dark side of Ceres and hence no pictures. After a inital recon at that orbit NASA intents to lower the orbit in steps to where Dawn will be about 230 miles high by the end of the year.

Yes, the Dawn Probe has only 90 mN of thrust, which is less than the small model rocket motors. It does burns for weeks instead of seconds. When it finally does get into a low orbit, it will be there for a LONG time. Probably longer than any of us will live. We should get quite a lot of good data from Ceres.


Where is the Ice on Ceres? New NASA Dawn Findings

At first glance, Ceres, the largest body in the main asteroid belt, may not look icy.

At first glance, Ceres, the largest body in the main asteroid belt, may not look icy. Images from NASA's Dawn spacecraft have revealed a dark, heavily cratered world whose brightest area is made of highly reflective salts -- not ice. But newly published studies from Dawn scientists show two distinct lines of evidence for ice at or near the surface of the dwarf planet. Researchers are presenting these findings at the 2016 American Geophysical Union meeting in San Francisco.

"These studies support the idea that ice separated from rock early in Ceres' history, forming an ice-rich crustal layer, and that ice has remained near the surface over the history of the solar system," said Carol Raymond, deputy principal investigator of the Dawn mission, based at NASA's Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, California.

Water ice on other planetary bodies is important because it is an essential ingredient for life as we know it. "By finding bodies that were water-rich in the distant past, we can discover clues as to where life may have existed in the early solar system," Raymond said.

Ice is everywhere on Ceres

Ceres' uppermost surface is rich in hydrogen, with higher concentrations at mid-to-high latitudes -- consistent with broad expanses of water ice, according to a new study in the journal Science.

"On Ceres, ice is not just localized to a few craters. It's everywhere, and nearer to the surface with higher latitudes," said Thomas Prettyman, principal investigator of Dawn's gamma ray and neutron detector (GRaND), based at the Planetary Science Institute, Tucson, Arizona.

Researchers used the GRaND instrument to determine the concentrations of hydrogen, iron and potassium in the uppermost yard (or meter) of Ceres. GRaND measures the number and energy of gamma rays and neutrons emanating from Ceres. Neutrons are produced as galactic cosmic rays interact with Ceres' surface. Some neutrons get absorbed into the surface, while others escape. Since hydrogen slows down neutrons, it is associated with fewer neutrons escaping. On Ceres, hydrogen is likely to be in the form of frozen water (which is made of two hydrogen atoms and one oxygen atom).

Rather than a solid ice layer, there is likely to be a porous mixture of rocky materials in which ice fills the pores, researchers found. The GRaND data show that the mixture is about 10 percent ice by weight.

"These results confirm predictions made nearly three decades ago that ice can survive for billions of years just beneath the surface of Ceres," Prettyman said. "The evidence strengthens the case for the presence of near-surface water ice on other main belt asteroids."

Clues to Ceres' inner life

Concentrations of iron, hydrogen, potassium and carbon provide further evidence that the top layer of material covering Ceres was altered by liquid water in Ceres' interior. Scientists theorize that the decay of radioactive elements within Ceres produced heat that drove this alteration process, separating Ceres into a rocky interior and icy outer shell. Separation of ice and rock would lead to differences in the chemical composition of Ceres' surface and interior.

Because meteorites called carbonaceous chondrites were also altered by water, scientists are interested in comparing them to Ceres. These meteorites probably come from bodies that were smaller than Ceres, but had limited fluid flow, so they may provide clues to Ceres' interior history. The Science study shows that Ceres has more hydrogen and less iron than these meteorites, perhaps because denser particles sunk while brine-rich materials rose to the surface. Alternatively, Ceres or its components may have formed in a different region of the solar system than the meteorites.

Ice in permanent shadow

A second study, led by Thomas Platz of the Max Planck Institute for Solar System Research, Gottingen, Germany, and published in the journal Nature Astronomy, focused on craters that are persistently in shadow in Ceres' northern hemisphere. Scientists closely examined hundreds of cold, dark craters called "cold traps" -- at less than minus 260 degrees Fahrenheit (110 Kelvin), they are so chilly that very little of the ice turns into vapor in the course of a billion years. Researchers found deposits of bright material in 10 of these craters. In one crater that is partially sunlit, Dawn's infrared mapping spectrometer confirmed the presence of ice.


This movie of images from NASA's Dawn spacecraft shows a crater on Ceres that is partly in shadow all the time. Such craters are called "cold traps." Dawn has shown that water ice could potentially be preserved in such place for very long amounts of time. Credit: NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA
› Full image and caption

This suggests that water ice can be stored in cold, dark craters on Ceres. Ice in cold traps has previously been spotted on Mercury and, in a few cases, on the moon. All of these bodies have small tilts with respect to their axes of rotation, so their poles are extremely cold and peppered with persistently shadowed craters. Scientists believe impacting bodies may have delivered ice to Mercury and the moon. The origins of Ceres' ice in cold traps are more mysterious, however.

"We are interested in how this ice got there and how it managed to last so long," said co-author Norbert Schorghofer of the University of Hawaii. "It could have come from Ceres' ice-rich crust, or it could have been delivered from space."

Regardless of its origin, water molecules on Ceres have the ability to hop around from warmer regions to the poles. A tenuous water atmosphere has been suggested by previous research, including the Herschel Space Observatory's observations of water vapor at Ceres in 2012-13. Water molecules that leave the surface would fall back onto Ceres, and could land in cold traps. With every hop there is a chance the molecule is lost to space, but a fraction of them ends up in the cold traps, where they accumulate.

'Bright spots' get names

Ceres' brightest area, in the northern-hemisphere crater Occator, does not shine because of ice, but rather because of highly reflective salts. A new video produced by the German Aerospace Center (DLR) in Berlin simulates the experience of flying around this crater and exploring its topography. Occator's central bright region, which includes a dome with fractures, has recently been named Cerealia Facula. The crater's cluster of less reflective spots to the east of center is called Vinalia Faculae.

"The unique interior of Occator may have formed in a combination of processes that we are currently investigating," said Ralf Jaumann, planetary scientist and Dawn co-investigator at DLR. "The impact that created the crater could have triggered the upwelling of liquid from inside Ceres, which left behind the salts."

Dawn began its extended mission phase in July, and is currently flying in an elliptical orbit more than 4,500 miles (7,200 kilometers) from Ceres. During the primary mission, Dawn orbited and accomplished all of its original objectives at Ceres and protoplanet Vesta, which the spacecraft visited from July 2011 to September 2012.

Dawn's mission is managed by JPL for NASA's Science Mission Directorate in Washington. Dawn is a project of the directorate's Discovery Program, managed by NASA's Marshall Space Flight Center in Huntsville, Alabama. UCLA is responsible for overall Dawn mission science. Orbital ATK Inc., in Dulles, Virginia, designed and built the spacecraft. The German Aerospace Center, Max Planck Institute for Solar System Research, Italian Space Agency and Italian National Astrophysical Institute are international partners on the mission team. For a complete list of mission participants, visit:


Distance from Earth:

The distance between the Asteroid Belt and Earth varies considerably depending on where we measure to. Based on its average distance from the Sun, the distance between Earth and the edge of the Belt that is closest to it can be said to be between 1.2 to 2.2 AUs, or 179.5 and 329 million km (111.5 and 204.43 million mi).

The asteroids of the inner Solar System and Jupiter: The donut-shaped asteroid belt is located between the orbits of Jupiter and Mars. Credit: Wikipedia Commons

However, at any given time, part of the Asteroid Belt will be on the opposite side of the Sun, relative to Earth. From this vantage point, the distance between Earth and the Asteroid Blt ranges from 3.2 and 4.2 AU – 478.7 to 628.3 million km (297.45 to 390.4 million mi). To put that in perspective, the distance between Earth and the Asteroid Belt ranges between being slightly more than the distance between the Earth and the Sun (1 AU), to being the same as the distance between Earth and Jupiter (4.2 AU) when they are at their closest.

But of course, for reasons of fuel economy and time, asteroid miners and exploration missions are not about to take the long way! As such, we can safely assume that the distance between Earth and the Asteroid Belt when they are at their closest is the only measurement worth considering.


Dawn dead in Ceres orbit, ran out of fuel Oct 2018

3970 km and 279 mph earlier today. A strange detour. But it certainly gives high-resolution pictures if they choose to take some this orbit.

They really could fix that black hole at the poles in the MYSTIC simulator ).

At least they finally hired Kip Thorne.
Can you imagine the sim-view of them orbiting my log, or worse yet, a basketball:

"You bet your asteroid, kid"

Rahman says the plan is for Dawn to be in survey orbit, and conclude thrusting, on 3 June, in just a couple of days.
Today's brief "status report" was informative:
==quote==
June 1, 2015 - Dawn Closing in on Second Mapping Orbit

Dawn spent the weekend maneuvering with its ion propulsion system and is now almost in its targeted mapping orbit. Last night it completed its final ascent in this complicated trajectory. Today it is descending from . (4,900 kilometers) to . (4,600 kilometers). It is scheduled to conclude thrusting on June 3 at an altitude of . (4,400 kilometers).
==endquote==
http://dawn.jpl.nasa.gov/mission/status.html

According to simview during the weekend it briefly switched around from braking to thrusting ahead, which I guess would have been to circularize the elliptical orbit it got into when descending from the earlier altitude 13500 km orbit.

What is the spell-checker thinking of? Noodle soup? I tried to type the Dawn mission director's name Marc Rayman and it corrected it to Rahman. I swear the whole thing was unintentional. Or was I thinking of spectroscopy?, or bee-less Brahmans?

Anyway there are indications that Om's correspondence with Marc Rayman has contributed to a beneficial effect. The almost daily status reports have become very informative as to things of interest to us here: orbit mechanics, orientation to sun, photo resolution, altitude, speed, thrusting schedule, the degree of reliability of simview. We are getting more of the prate stoop these days.

What is the spell-checker thinking of? Noodle soup? I tried to type the Dawn mission director's name Marc Rayman and it corrected it to Rahman. I swear the whole thing was unintentional. Or was I thinking of spectroscopy?, or bee-less Brahmans?

Anyway there are indications that Om's correspondence with Marc Rayman has contributed to a beneficial effect. The almost daily status reports have become very informative as to things of interest to us here: orbit mechanics, orientation to sun, photo resolution, altitude, speed, thrusting schedule, the degree of reliability of simview. We are getting more of the prate stoop these days.

Prate stoops and Dr. Top Ramen. Ha! I bet he'd like that.
Was that supposed to be "Pirate scoop"?

hmmm. I've never heard of "prate" before.

prate: babbling (hmmm. )
stoop: to do something reprehensible (hmmmm. )

ps. My last correspondence from him was from May 20th. I'd imagine he's a bit busy these days.
pps. Sorry I've been a bit silent lately. I've been out of town 7 of the last 11 days. And the pests(let's go out and get drunk!) of summer are swarming.

Phew!
I was afraid you and Dr. Rayman were corresponding behind my back.

I do look back at some of my comments, and think "That was reprehensible babble. It's obvious I didn't even bother engaging my brain".

ps. On a hopefully not true side note, I had an argument with someone at JPL a couple of weeks ago. I'm assuming it wasn't Dr. Rayman:

So that wasn’t you I was arguing with on Facebook?
Someone asked

To which I responded, and appear to have started an argument:

I guess, technically, we are both correct.​

pps. Followers
Facebook: 19k
Twitter: 84k

As is usually the case, 95% of the comments on Facebook, are prate stoop(not a spoonerism, by my favorite new phrase).
I wouldn't even bother checking it out, as most of the posts mirror the Twitter site.

Om, Canberra 45 is standing by to talk with Dawn! It is 2AM in the morning there (9AM pacific 2 June).

Maybe a prate stoop means a kind of humorous indirection where one arranges to stumble on the straight story seemingly by accident. A kind of serendipitous pratefall which lands on the essential fact.

Hey! Simview is using a beautiful new globe map of Ceres instead of the old Lumpy guess-ball

The 19:30 UTC simview even has the famous double bright spot showing. The new Ceres ball in simview is made of real photos taken by Dawn, with some latitude and longitude lines projected on it.

"Yumyum" is so far the only one I've memorized.

The bright splash crater is in the quad named Hobnil.

I’m not sure just how many of these there are, or how memorable their names will turn out to be. But as the Dawn mission’s principal investigator Chris Russell pointed out, there is one Mayan deity named Yum (Yum Kaax, god of agriculture and the jungle), who should readily be remembered. One can only hope the mission scientists find a suitably delicious feature on Ceres to give that name.

Om, thanks for posting the grid of Ceres named regions. Some pretty strange names. Every culture from every part of the world seems to have had a grain deity or fertility spirit. Happy Hobnil to you! Don't forget to celebrate YumYum day next Tuesday!

I'm trying to make sense of the current simview. It looks like Dawn has thrust turned off, and I see Canberra is assigned to Dawn but no signal.
It looks like as of 3Jun 15:50 UTC the altitude is right 4400 km and the speed is very nearly right 254 mph

and simview shows Dawn apparently approaching the S pole terminator which I guess it should cross early on 4 Jun UTC or like 6PM this evening pacific time (just a rough guess)

.
ps. On a hopefully not true side note, I had an argument with someone at JPL a couple of weeks ago. I'm assuming it wasn't Dr. Rayman:

Peter Fries ‏@Peter_Fries Jun 2
@NASA_Dawn @b0yle Does Dawn have the capability to send back 'natural color' images?

NASA's Dawn Mission ‏@NASA_Dawn Jun 2
@Peter_Fries @b0yle yes, I can take data with which to make color images, but the team has not yet released any yet

Have I totally lost my mind?

Sorry for my slow replies. Dawn keeps me busy, which comes as no surprise to you. We arrived in survey orbit this morning, and that will be tweeted and put on our mission status page.

You’re right that that was not I on Facebook. I mentioned about giving the information for tweeting. For Facebook, if they send a question back to me, I answer it, but most of the time they don’t. So I’m quite unaware of what gets posted there.

As usual, the topic is a little more complicated than it appears from what you quoted below. For the approach phase images, we used two different camera integration times (what most people call exposure times). One value was chosen to ensure Ceres was correctly exposed and the other was chosen to bring out the background stars. The images alternate, so we interpolate to get Ceres' location relative to stars. We did it the same way at Vesta. In at least one of the Ceres OpNavs, it just so happened that some stars showed up in the images exposed for Ceres. I don’t know what the Dawn person (who is not technical) had in mind with the comment about adding stars. We’ve never done that.

As for what Ceres would look like, you’re quite right that Ceres is significantly brighter than the background stars. That’s why we had two exposure values. I wrote in my March 31 Dawn Journal that Ceres’ mean albedo is about 0.09 and the Moon’s is about 0.12. So you’re also correct that the Moon’s is 1/3 higher. If it matters, remember that Ceres is farther from the sun. The Planetary Society reposts my Dawn Journals (as do some other sites), and sometimes (but not often), I respond to comments there. I did address this aspect of it in responding to a comment by Solon. That is, the intensity of the sunlight is around 12% at Ceres what it is at Earth or the Moon, so it would look darker to your eye. You’re also right that Ceres’ variation in albedo seems much lower, but, of course, there are those famous bright spots and others that are not so famous.

I hope I'm not getting his staff in trouble.

On a trivial side note, I was curious at what distance Ceres would fully fill Dawn's framing cameras.
So I did some maths, and determined that it was around 3400 km.
It's a bit problematic, as Marcus pointed out that polar and equatorial diameters are a bit different: 891 & 963 km, respectively.