NASA:s Dawn-uppdrag närmar sig sitt slut efter 11 år av att bryta ny mark inom planetvetenskap, samlar hisnande bilder, och utför aldrig tidigare skådade bedrifter inom rymdfarkoststeknik.

Dawn's mission förlängdes flera gånger, överträffar forskarnas förväntningar i sin utforskning av två planetliknande kroppar, Ceres och Vesta, som utgör 45 procent av massan av huvud asteroidbältet. Nu håller rymdfarkosten slut på ett nyckelbränsle, hydrazin. När det händer, troligen mellan mitten av september och mitten av oktober, Dawn kommer att förlora sin förmåga att kommunicera med jorden. Den kommer att förbli i en tyst bana runt Ceres i årtionden.

"Även om det kommer att vara sorgligt att se Dawns avgång från vår missionsfamilj, vi är mycket stolta över dess många prestationer, "sa Lori Glaze, tillförordnad chef för Planetary Science Division vid NASA:s högkvarter i Washington. "Detta rymdfarkoster låste inte bara upp vetenskapliga hemligheter vid dessa två små men betydelsefulla världar, det var också den första rymdfarkosten som besökte och kretsade runt kroppar vid två utomjordiska destinationer under sitt uppdrag. Dawns vetenskap och ingenjörsprestationer kommer att eka genom historien."

När Dawn sköt upp från Cape Canaveral Air Force Station i Florida i september 2007, fastspänd på en Delta II-heavy raket, forskare och ingenjörer hade en uppfattning om hur Ceres och Vesta såg ut. Tack vare mark- och rymdbaserade teleskop, inklusive NASA:s rymdteleskop Hubble, kropparna i asteroidbältet mellan Mars och Jupiter var synliga - men även de bästa bilderna var suddiga.

Från 2011 till 2012, Gryningen svepte över Vesta, fånga bilder som överträffade allas föreställningar – kratrar, kanjoner och även berg. Sedan på Ceres 2015, Dawn visade oss en kryovulkan och mystiska ljuspunkter, som forskare senare fann kan vara saltavlagringar som producerats av exponeringen av saltvätska från Ceres inre. Genom Dawns ögon, dessa ljuspunkter var särskilt fantastiska, glödande som diamanter utspridda över dvärgplanetens yta.

"Dawns arv är att den utforskade två av de sista okända världarna i det inre solsystemet, "sa Marc Rayman från NASA:s Jet Propulsion Laboratory i Pasadena Kalifornien, som fungerar som Dawns uppdragsdirektör och chefsingenjör. "Dawn har visat oss främmande världar som under två århundraden bara var ljuspunkter mitt bland stjärnorna. Och den har producerat dessa rikt detaljerade, intima porträtt och avslöjade exotiska, mystiska landskap olik något vi någonsin sett."

Ingenjörsprestationer

Dawn är den enda rymdfarkosten som kretsar kring en kropp i asteroidbältet. Och det är den enda rymdfarkosten som kretsar runt två utomjordiska destinationer. Dessa bedrifter var möjliga tack vare jonframdrivning, ett oerhört effektivt framdrivningssystem som är bekant för science-fiction-fans och rymdentusiaster. Dawn tänjde på gränserna för systemets kapacitet och uthållighet, visar hur användbart det är för andra uppdrag som syftar till att besöka flera destinationer.

Drivs av jonframdrivning, Dawn nådde Vesta 2011 och undersökte den från yta till kärna under 14 månader i omloppsbana. Under 2012, ingenjörer manövrerade Dawn ur omloppsbana och styrde den genom asteroidbältet i mer än två år innan de satte in den i omloppsbana runt dvärgplaneten Ceres, där den har samlat in data sedan 2015.

Fönster in i det förflutna

Hela tiden, forskare fick ny inblick i de tidiga stadierna av vårt solsystem, uppfylla Dawns mål. Uppdraget fick sitt namn:att lära sig mer om solsystemets gryning. Den riktade sig till Ceres och Vesta eftersom de fungerar som tidskapslar, intakta överlevande från den tidigaste delen av vår historia. Och duon levererade, ge forskare insikt i solsystemets ursprungliga byggstenar.

"Vesta och Ceres har berättat var sin historia om hur och var de bildades, och hur de utvecklades – en eldig magmatisk historia som ledde till stenig Vesta och en kylare, vattenrik historia som resulterade i den antika havsvärlden Ceres, " sa Carol Raymond från JPL, huvudutredare för Dawn-uppdraget. "Dessa skattkammare av information kommer att fortsätta att hjälpa oss att förstå andra kroppar i solsystemet långt in i framtiden."

Spektakulära Ceres

Det fanns så mycket som forskarna inte visste om Ceres innan Dawn kom. Raymond undrade om de kunde hitta Ceres täckt med en slät, ung yta — en enorm köboll med en frusen skorpa. Istället, de hittade dvärgplaneten med kemin i sitt gamla hav. "Det vi hittade var helt häpnadsväckande. Ceres historia är bara spridd över hela ytan, " Hon sa.

Några av de bländande ljuspunkterna visade sig vara lysande salta avlagringar, består huvudsakligen av natriumkarbonat som tog sig upp till ytan i en slaskig saltlake inifrån eller under skorpan.

Fynden förstärker tanken att dvärgplaneter, inte bara isiga månar som Enceladus och Europa, kunde ha varit värd för oceaner under deras historia - och potentiellt fortfarande gör det. Analyser från Dawn-data tyder på att det fortfarande kan finnas vätska under Ceres yta och att vissa regioner var geologiskt aktiva relativt nyligen, matning från en djup reservoar.

En av Dawn's största avslöjanden på Ceres låg i regionen Ernutet Crater. Organiska molekyler hittades i överflöd. Organiska ämnen är en av livets byggstenar, även om Dawns data inte kan avgöra om Ceres organiska ämnen bildades av biologiska processer.

"Det finns växande bevis för att ekologiska ämnen i Ernutet kom från Ceres inre, i så fall kunde de ha funnits en tid i det tidiga inre havet, " sa Julie Castillo-Rogez, Dawns projektforskare och biträdande huvudutredare vid JPL.

Levande Vesta

På Vesta, Dawns undersökning av det tidiga solsystemet fann ett 4,5 miljarder år gammalt vittne som den kunde förhöra. Dawn kartlade kratrarna i den planetliknande världen och avslöjade att dess norra halvklot hade upplevt fler stora nedslag än väntat, vilket tyder på att det fanns fler stora föremål i asteroidbältet tidigt än vad forskare trodde.

Vesta hade andra överraskningar också. Även om det är tekniskt klassat som en asteroid, att etiketten förkastar den rika och varierade terrängen Dawn avslöjade, och de planetliknande processer som Vesta upplevde. Hubble hade vidarebefordrat bilder av ett berg i mitten av ett enormt bassäng som nu heter Rheasilvia. Dawns kartläggning visade att det var dubbelt så högt som Mount Everest, och det avslöjade kanjoner som konkurrerar med Grand Canyon i storlek. Dawn bekräftade också Vesta som källan till en mycket vanlig familj av meteoriter.

Nu, nära slutet av Dawns andra utökade uppdrag vid Ceres, rymdfarkosten har fortsatt att samla högupplösta bilder, gammastrålnings- och neutronspektra, infraröda spektra, och tyngdkraftsdata. Nästan en gång om dagen, den kommer att svepa över Ceres cirka 22 miles (35 kilometer) från dess yta – bara ungefär tre gånger höjden för ett passagerarjetflygplan – och samla in värdefull data tills den förbrukar det sista av hydrazinet som matar propeller som kontrollerar dess orientering. Dawn's reaktionshjul misslyckades tidigare i uppdraget, lämnar det starkt beroende av detta nyckelbränsle. När Dawn tar slut inom nästa månad eller två, rymdfarkosten kommer att förlora sin förmåga att kommunicera med jorden, men den får inte krascha in i Ceres.

Eftersom Ceres har villkor av intresse för forskare som studerar kemi som leder till livets utveckling, NASA följer strikta planetskyddsprotokoll för bortskaffande av rymdfarkosten Dawn. Till skillnad från Cassini, som avsiktligt störtade in i Saturnus atmosfär för att skydda systemet från kontaminering - Gryningen kommer att förbli i en bana runt Ceres, som inte har någon atmosfär.

Ingenjörer designade Dawns sista omloppsbana för att säkerställa att den inte kommer att krascha på minst 20 år – och troligen decennier längre.

Rayman, som ledde laget som flög Dawn under hela uppdraget och in i dess sista omloppsbana, tycker om att tänka på Dawns slut så här:som "en inert, himmelskt monument över mänsklig kreativitet och uppfinningsrikedom."