Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Звездная пыль
Космический корабль следует за кометой из своего хвоста.
Впечатление художника о Звездной пыли на комете Wild 2
ИменаОткрытие 4
Stardust-NExT
Тип миссииВозврат образца
ОператорНАСА  / Лаборатория реактивного движения
COSPAR ID1999-003A
SATCAT нет.25618
Интернет сайтStarDust .jpl .nasa Пра
stardustnext .jpl .nasa Пра
Продолжительность миссииЗвездная пыль: 6 лет, 11 месяцев, 7 дней
NExT: 4 года, 2 месяца, 7 дней
Всего: 12 лет, 1 месяц, 17 дней
Свойства космического корабля
АвтобусSpaceProbe [1]
ПроизводительВашингтонский университет Локхид Мартин
Стартовая масса390,599 кг (861 фунт) [2]
Сухая масса305,397 кг (673 фунта) [2]
РазмерыАвтобус: 1,71 × 0,66 × 0,66 м [1]
(5,6 × 2,16 × 2,16 футов)
Мощность330  Вт ( солнечная батарея / NiH
2батареи )
Начало миссии
Дата запуска7 февраля 1999 г., 21: 04: 15.238 UTC [3] ( 1999-02-07UTC21: 04: 15 ) 
РакетаДельта II 7426-9.5 # 266
Запустить сайтМыс Канаверал SLC-17
ПодрядчикЛокхид Мартин Космические Системы
Конец миссии
УтилизацияСписан
ДеактивированоКосмический корабль: 24 марта 2011 г., 23:33  UTC [4] ( 2011-03-24UTC23: 34 )
Дата посадкиКапсула: 15 января 2006 г., 10:12 UTC [5]
Посадочная площадкаЮта Диапазон испытаний и тренировок
40 ° 21.9'N 113 ° 31.25'W / 40,3650 ° с.ш.113,52083 ° з.д. / 40.3650; -113,52083
Облет Земли
Ближайший подход15 января 2001 г., 11:14:28 UTC
Расстояние6008 км (3,733 миль)
Облет астероида 5535 Аннефранк
Ближайший подход2 ноября 2002 г., 04:50:20 UTC [6]
Расстояние3079 км (1,913 миль) [6]
Пролет периодической кометы Wild 2
Ближайший подход2 января 2004 г., 19:21:28 UTC [6]
Расстояние237 км (147 миль) [6]
Облет Земли (Образец возврата)
Ближайший подход15 января 2006 г.
Облет Земли
Ближайший подход14 января 2009 г., 12:33 UTC
Расстояние9,157 км (5,690 миль)
Облет кометы Темпеля 1
Ближайший подход15 февраля 2011 г., 04:39:10 UTC [7]
Расстояние181 км (112 миль) [8]
Инструменты
CIDAАнализатор кометы и межзвездной пыли
DFMIПрибор для контроля потока пыли
SSCСбор образцов звездной пыли
DSEДинамический научный эксперимент
NavCamНавигационная камера
Программа открытия
←  Лунный изыскатель
Бытие  →
 

Stardust был 390-килограммовый роботизированный космический зонд запущен НАСА 7 февраля 1999 г. Его основной задачей было собрать образцы пыли из комы из кометы Wild 2 , а также образцы космической пыли , и вернуть их на Землю для анализа. Это была перваяв своем роде миссия по возврату образцов . На пути к комете Wild 2 аппарат также пролетел и исследовал астероид 5535 Аннефранк . Основная миссия была успешно завершена 15 января 2006 г., когда капсула для возврата образцов вернулась на Землю. [9]

Расширение миссии под кодовым названием NExT завершилось в феврале 2011 года, когда Stardust перехватила комету Tempel 1 , небольшое тело Солнечной системы, которое ранее посетил Deep Impact в 2005 году. Stardust прекратил работу в марте 2011 года.

14 августа 2014 года ученые объявили об идентификации возможных частиц межзвездной пыли из капсулы Stardust, вернувшейся на Землю в 2006 году. [10] [11] [12] [13]

История миссии [ править ]

История [ править ]

Начиная с 1980-х годов ученые начали искать специальную миссию для изучения кометы. В начале 1990-х годов несколько миссий по изучению кометы Галлея стали первыми успешными миссиями, в которых были получены данные крупным планом. Тем не менее, американская миссия по исследованию кометы Comet Rendezvous Asteroid Flyby была отменена по бюджетным причинам. В середине 1990-х годов была оказана дальнейшая поддержка более дешевой миссии класса Discovery, которая должна была изучить комету Wild 2 в 2004 году [1].

Осенью 1995 года компания Stardust была отобрана на конкурсной основе в качестве недорогой миссии программы NASA Discovery с узконаправленными научными целями. [1] : 5 Строительство « Звездной пыли» началось в 1996 году и подлежало максимальному ограничению загрязнения, 5- му уровню планетарной защиты . Однако риск межпланетного заражения инопланетной жизнью был оценен как низкий [14], поскольку удары частиц со скоростью более 1000 миль в час даже в аэрогель считались смертельными для любого известного микроорганизма. [1] : 22–23

Комета Wild 2 была выбрана в качестве основной цели миссии из-за редкой возможности наблюдать долгопериодическую комету, которая рискнула приблизиться к Солнцу . С тех пор комета стала короткопериодической кометой после события 1974 года, когда на орбиту Wild 2 повлияло гравитационное притяжение Юпитера , что привело к перемещению орбиты внутрь, ближе к Солнцу. При планировании миссии предполагалось, что большая часть исходного материала, из которого сформировалась комета, все еще будет сохранена. [1] : 5

Основные научные цели миссии включали: [6]

  • Обеспечение пролета интересующей кометы (Wild 2) с достаточно низкой скоростью (менее 6,5 км / с), так что неразрушающий захват кометной пыли возможен с использованием аэрогелевого коллектора.
  • Облегчение перехвата значительного количества частиц межзвездной пыли с использованием одной и той же собирающей среды, также с как можно более низкой скоростью.
  • Возврат как можно большего количества изображений комы и ядра кометы в высоком разрешении с учетом ограничений по стоимости миссии.

Космический корабль был спроектирован, построен и эксплуатируется Lockheed Martin Astronautics как миссия класса Discovery в Денвере, штат Колорадо. Лаборатория реактивного движения обеспечивала управление миссией для подразделения НАСА по операциям миссии. Главным исследователем миссии был доктор Дональд Браунли из Вашингтонского университета. [1] : 5

Конструкция космического корабля [ править ]

Автобус космического корабля имел размеры 1,7 метра (5 футов 7 дюймов) в длину и 0,66 метра (2 фута 2 дюйма) в ширину - конструкция, адаптированная на основе космического автобуса SpaceProbe, разработанного Lockheed Martin Astronautics . Автобус был построен с главным графитовым волокном панелей со структурой сотовых опорной алюминиевой под; весь космический корабль был покрыт полицианатом, каптоновым покрытием для дополнительной защиты. Чтобы сохранить низкие затраты, космический корабль включил в себя множество конструкций и технологий, которые использовались в прошлых миссиях или ранее были разработаны для будущих миссий Инициативой малых космических аппаратов (SSTI). Космический корабль был оснащен пятью научными инструментами для сбора данных, в том числе Stardust.Поднос для сбора образцов, который был доставлен на Землю для анализа. [15]

Контроль положения и движение [ править ]

Космический корабль был стабилизирован по трем осям с помощью восьми двигателей на одном топливе из гидразина 4,41  Н и восьми двигателей на 1 Ньютон для поддержания ориентации (ориентации); Необходимые незначительные маневры двигательной установки также были выполнены этими подруливающими устройствами. Космический корабль был запущен с 80 килограммами топлива. Информация для позиционирования космического корабля была предоставлена звездной камерой с использованием FSW для определения положения (звездный компас), инерциальным измерительным блоком и двумя датчиками солнца . [1] : 30–31 [15]

Связь [ править ]

Для связи с сетью дальнего космоса космический аппарат передавал данные в диапазоне X, используя 0,6-метровую параболическую антенну с высоким коэффициентом усиления, антенну со средним усилением (MGA) и антенны с низким коэффициентом усиления (LGA) в зависимости от на этапе полета и 15-ваттный транспондер, изначально предназначенный для космического корабля Кассини . [1] : 32 [15]

Мощность [ править ]

Зонд питался от двух солнечных батарей , обеспечивая в среднем 330 Вт мощности. Массивы также включали щиты Уиппла для защиты хрупких поверхностей от потенциально разрушительной кометной пыли, когда космический корабль находился в коме Wild 2. Конструкция солнечной батареи была заимствована в первую очередь из руководящих принципов разработки космических аппаратов Инициативы малых космических аппаратов (SSTI). Массивы обеспечивают уникальный метод переключения цепочек с последовательного на параллельный в зависимости от расстояния от Солнца. Один никель-водородный ( NiH2Батарея также была включена для обеспечения космического корабля энергией, когда солнечные батареи получали слишком мало солнечного света. [1] : 31 [15]

Компьютер [ править ]

Компьютер на космическом корабле работал на 32-битной процессорной плате с радиационной стойкостью RAD6000 . Для хранения данных, когда космический корабль не мог связаться с Землей, карта процессора могла хранить 128  мегабайт , 20% из которых были заняты программным обеспечением системы полета. Системное программное обеспечение является формой VxWorks , встроенной операционной системы, разработанной Wind River Systems . [1] : 31 [15]

Научные инструменты [ править ]

Навигационная камера ( NC )
Камера предназначена для наведения на комету Wild 2 во время пролета ядра. Он захватывает черно-белые изображения через колесо фильтров, что позволяет собирать цветные изображения и обнаруживать определенные выбросы газа и пыли в коме. Он также захватывает изображения с различными фазовыми углами , что позволяет создать трехмерную модель цели, чтобы лучше понять происхождение, морфологию и минералогические неоднородности на поверхности ядра. В камере используется оптическая сборка от Voyager.Широкоугольная камера. Он дополнительно оснащен сканирующим зеркалом для изменения угла обзора и предотвращения потенциально повреждающих частиц. Для экологических испытаний и проверки NAVCAM единственная оставшаяся запасная камера Voyager использовалась в качестве коллиматора для тестирования первичной оптики формирования изображений. Для проверки через оптический путь NAVCAM была отображена цель в фокусе запасного устройства. [16] [17]
Цели [16]
  • Определите положение кометы P / Wild 2 во время подхода и встречи.
  • Получите изображения ядра с высоким разрешением
  • Ведущий исследователь: Рэй Ньюберн / Лаборатория реактивного движения
  • Данные: каталог данных PDS / SBN
Анализатор кометарной и межзвездной пыли ( CIDA )
Анализатор пыли - это масс-спектрометр, способный в режиме реального времени обнаруживать и анализировать определенные соединения и элементы. Частицы попадают в прибор после столкновения с серебряной ударной пластиной и проходят по трубке к детектору. Затем детектор может определять массу отдельных ионов, измеряя время, необходимое каждому иону, чтобы войти в прибор и пройти через него. Идентичные инструменты были также включены в Giotto и Vega 1 и 2 . [18] [19]
Цели [18]
  • Ведущий исследователь: Йохен Киссель / Max-Planck-Institut fur Aeronomie ( веб-сайт - в архиве)
  • Данные: архивы данных PDS / SBN: ранняя калибровка , Annefrank , Raw Wild 2 , Calibrated Wild 2
Прибор для контроля потока пыли ( DFMI )
Расположенный на щите Уиппла в передней части космического корабля, сенсорный блок предоставляет данные о потоке и распределении частиц по размерам в окружающей среде вокруг Wild 2. Он записывает данные, генерируя электрические импульсы при попадании в датчик из специального поляризованного пластика (PVDF). частицы высокой энергии размером всего несколько микрометров. [20] [21]
Цели [20]
  • Запишите количественные измерения скорости столкновения и распределения частиц по массе во время пролета кометы Wild 2 .
  • Установить физические процессы выброса пыли из ядра, их распространение с образованием комы и поведение пылевых струй.
  • Обеспечьте измерения потока пыли не реже одного раза в секунду и до 10 раз в секунду.
  • Предоставьте важную информацию о запыленной среде, имеющую отношение к инженерным вопросам, касающимся состояния космического корабля и интерпретации аномалий.
  • Ведущий исследователь: Энтони Туццолино / Чикагский университет ( веб-сайт )
  • Данные: PDS / архив данных SBN , ПДС / архив данных SBN EDR
Сбор образцов звездной пыли ( SSC )
Коллектор частиц использует аэрогель , инертное, микропористое вещество на основе диоксида кремния с низкой плотностью, для улавливания частиц пыли, когда космический корабль проходит через кому Уайлд 2. После того, как сбор образца был завершен, коллектор опустился в капсулу возврата образца для попадание в атмосферу Земли. Капсула с заключенными в нее образцами будет извлечена с поверхности Земли и изучена. [22] [23]
Цели [22]
  • Определите элементный, химический и минералогический состав Wild 2 в субмикронном масштабе.
  • Определите, какие соединения преобладают в органической фракции Wild 2.
  • Установите строительные материалы Wild 2, найденные в частицах межпланетной пыли (IDP) и метеоритах.
  • Определите количество строительных материалов Wild 2, обнаруженных в частицах межпланетной пыли (IDP) и метеоритах.
  • Установить, соответствуют ли IDP образцам Wild 2.
  • Определите, являются ли IDP пироксенерих-хондритовых агрегатов кометными.
  • Установить, присутствуют ли аминокислоты, хиноны, амфифилы или другие молекулы, представляющие экзобиологический интерес.
  • Определить состояние H
    2    О     в дикой природе 2.
  • Определите, происходило ли перемешивание материалов внутренней туманности (например, высокотемпературных конденсатов) в области образования кометы во внешней туманности.
  • Охарактеризуйте имеющиеся изотопные аномалии, которые могут указывать на место происхождения межзвездных зерен.
  • Определите высокое отношение дейтерия к водороду, наблюдаемое у некоторых IDP, характерных для твердых тел Wild 2.
  • Охарактеризуйте природу углеродсодержащего материала в Wild 2 и его взаимосвязь с силикатами и другими минеральными фазами или ограничения в процессах, в результате которых они были образованы (ион-молекула, газовое зерно, облучение льдом и т. Д.)
  • Определите, есть ли органические тугоплавкие оболочки на силикатных зернах и напоминают ли они органические вещества, обнаруженные в ВПЛ и метеоритах.
  • Предоставьте доказательства предварительной обработки зерен (треки космических лучей, распыленные края, измененная минералогия и т. Д.)
  • Определите, присутствуют ли GEMS (стекло с внедренным металлическим Fe-Ni и сульфидами)
  • Главный исследователь: Дональд Браунли / Вашингтонский университет
  • Данные: ПДС / архив температурные данные SBN , архив PDS / данные позиционирования SBN
Динамический научный эксперимент ( DSE )
В эксперименте в первую очередь будет использоваться телекоммуникационная система X-диапазона для проведения радионаучных исследований на Wild 2, чтобы определить массу кометы; во-вторых, инерциальный измерительный блок используется для оценки воздействия столкновения крупных частиц с космическим кораблем. [24] [25]
Цели [24]
  • Определите массу и насыпную плотность кометы Wild 2.
  • Определите плотность комы и ограничьте распределение частиц по размерам для кометы Wild 2.
  • Изучите солнечную корону в диапазоне X, включая электронное содержание внутренней короны, ускорение солнечного ветра, турбулентность и поиск корональных выбросов массы.
  • Ведущий исследователь: Джон Андерсон / Лаборатория реактивного движения
  • Данные: архив данных ПДС / СБН

Коллекция образцов [ править ]

Кометы и межзвездные частицы собраны в аэрогеле сверхнизкой плотности . Ракетку -sized коллектор лоток содержал девяносто блоков аэрогеля, обеспечивая более 1000 квадратных сантиметров площади поверхности для захвата кометной и межзвездной пылинок.

Чтобы собрать частицы, не повредив их, используется твердое тело на основе кремния с пористой губчатой структурой, в которой 99,8% объема составляет пустое пространство. Аэрогель имеет 1 / 1000  плотности стекла , другой на основе кремний твердого вещества , к которому он может быть сравнен. Когда частица попадает в аэрогель, она погружается в материал, образуя длинный след, который в 200 раз превышает длину зерна. Аэрогель был упакован в алюминиевую сетку и помещен в капсулу возврата образца (SRC), которая должна была быть выпущена с космического корабля, когда он пролетел мимо Земли в 2006 году.

Чтобы проанализировать аэрогель на предмет межзвездной пыли, потребуется один миллион фотографий, чтобы полностью отобразить отобранные зерна. Изображения будут распространены среди пользователей домашних компьютеров, чтобы помочь в изучении данных с помощью программы под названием Stardust @ home . В апреле 2014 года НАСА сообщило, что извлекло из аэрогеля семь частиц межзвездной пыли. [26]

Изображения космического корабля

  • Схема космического корабля

  • Капсула звездной пыли с коллектором аэрогеля развернута

  • Звездная пыль в ожидании испытаний солнечных батарей

  • Солнечные батареи проверяются в Центре обслуживания опасных грузов

  • Перед инкапсуляцией проверяется звездная пыль

Микрочип Stardust [ править ]

Компания Stardust была запущена с двумя наборами идентичных пар квадратных кремниевых пластин 10,16 сантиметра (4 дюйма) . На каждой паре были гравюры с изображениями более одного миллиона имен людей, которые участвовали в программе по работе с общественностью, заполнив интернет-формы, доступные в конце 1997 и середине 1998 года. Одна пара микрочипов была размещена на космическом корабле, а другая была прикреплена к капсуле возврата образца. [1] : 24

Профиль миссии [ править ]

Запуск и траектория [ править ]

Анимация траектории звездной пыли с 7 февраля 1999 г. по 7 апреля 2011 г.
  Звездная пыль  ·   81P / Wild  ·   Земля  ·   5535 Аннефранк  ·   Темпель 1

"Звездная пыль" была запущена в 21:04:15 UTC 7 февраля 1999 года Национальным управлением по аэронавтике и исследованию космического пространства с космического стартового комплекса 17A на станции ВВС на мысе Канаверал во Флориде на борту ракеты-носителя Delta II 7426 . Полная последовательность сжигания длилась 27 минут, выводя космический корабль на гелиоцентрическую орбиту, которая должна была привести космический корабль вокруг Солнца и мимо Земли для гравитационного маневра в 2001 году, чтобы достичь астероида 5535 Аннефранк в 2002 году и кометы Уайлд 2.в 2004 г. при малой скорости пролета 6,1 км / с. В 2004 году космический корабль выполнил корректировку курса, которая позволила ему пройти мимо Земли во второй раз в 2006 году, чтобы выпустить капсулу возврата образца для посадки в Юте на соляных равнинах Бонневилля . [1] : 14–22 [6]

Во время второго столкновения с Землей 15 января 2006 г. была выпущена капсула с возвращением образца. [6] Сразу после этого « Звездная пыль» была введена в «маневр отклонения», чтобы избежать попадания в атмосферу вместе с капсулой. После маневра на борту оставалось менее двадцати килограммов топлива. [6] 29 января 2006 года космический корабль был переведен в режим гибернации, при этом были активны только солнечные панели и приемник, на трехлетней гелиоцентрической орбите, которая вернет его в окрестности Земли 14 января 2009 года. [6] [27]

Последующее продление миссии было одобрено 3 июля 2007 года, чтобы вернуть космический корабль в режим полной работы для пролета кометы Tempel 1 в 2011 году. В рамках этой миссии впервые было выполнено повторное посещение небольшого тела Солнечной системы и использовалось оставшееся топливо, сигнализирующее о том, что окончание срока службы космического корабля. [28]

Хронология путешествия [6] [29]
ДатаМероприятие
1999-02-07
Космический корабль запущен в 21: 04: 15.238 UTC [3]
2000-05-01
Тест на сбор образцов звездной пыли.
2000-11-15
Земной гравитационный маневр
ВремяМероприятие
2001-01-15
11:14:28
Ближайший сближение с Землей на высоте 6008 км (3733 миль), пролетая мимо точки к юго-востоку от южной оконечности Африки. [6] [30]
2001-02-15
Фазовая остановка
2002-04-18
Новая запись в космических полетов комплекте: дальний солнечный приведенный в действие объекта на 2,72  AU . [31]
2002-11-02
Встреча с 5535 Аннефранк
ВремяМероприятие
2002-11-02
4:50:20
Ближайший подход к Аннефранк на расстоянии 3079 км (1913 миль). [6]
2002-11-05
Фазовая остановка
2004-01-02
Встреча с Wild 2
ВремяМероприятие
2003-12-24
Сборщик образцов звездной пыли развернут
2004-01-02
13:49:00
Начинается «встречная последовательность» команд бортового компьютера.
14:19:00
Сконфигурирован прибор для анализа кометной и межзвездной пыли.
17:19:00
Навигационная камера делает изображение приближения.
18:19:00
Навигационная камера делает изображение приближения.
19:04:00
Включен прибор для контроля потока пыли.
19:12:00
Останавливает отправку данных, передает только несущий сигнал.
19:13:00
Финальный маневр переката для корректировки ориентации встречи.
19:21:28
Ближайший подход к Wild 2 на 237 км (147 миль). [6]
19:25:00
Навигационная камера завершает период отображения наивысшей частоты
19:25:00
Маневр крена, чтобы вывести космический корабль из зоны встречи
19:26:00
Возобновляет отправку данных вместо сигнала несущей
19:27:00
Навигационная камера делает окончательный снимок
19:29:00
Навигационная камера выключена
19:36:00
Начинает передачу изображений, данных монитора потока пыли
2004-01-03
13:19:00
Анализатор кометной и межзвездной пыли вернулся в крейсерский режим
13:19:00
«Встречная последовательность» компьютерных команд заканчивается.
2004-02-21
Фазовая остановка
2006-01-15
Возвращение на Землю капсулы с образцом.
ВремяМероприятие
2006-01-15
09:57:00
Повторный ввод капсулы возврата образца. [6]
10:12:00
Приземление капсулы возврата образца. [5]
2006-01-16
Фазовая остановка
2011-02-15
Встреча с Темпелем 1 .
ВремяМероприятие
2011-02-15
Встреча -20 минутЗапись DFMI началась. [7]
Встреча -4 минутыНаблюдения NavCam начались. [7]
04:39:10
Ближайший подход к Tempel 1 на расстоянии 181 км (112 миль). [7] [8]
Встреча +4 минутыНаблюдения NavCam закончились. Сделано 72 изображения. [7]
Встреча +20 минутЗапись DFMI закончилась. [7]
Встреча +1 часАнтенна с высоким коэффициентом усиления повернута к Земле. [8]
2006-02-16
Фазовая остановка
2011-03-24
Конец миссии.
ВремяМероприятие
2011-03-24
23:00:00
Начало горения для потребления оставшегося топлива. [32]
23:33:00
Передатчик выключен. [4]
2011-03-24
Фазовая остановка

  • Разобранная схема автомобиля Delta II с Stardust .

  • Звездная пыль во время запуска с ракетой-носителем Delta II.

  • Траектория космического корабля Stardust на пути к Wild 2.

Встреча с Аннефрэнк [ править ]

Основная статья: 5535 Аннефранк

2 ноября 2002 года в 04:50:20 по всемирному координированному времени " Звездная пыль" столкнулась с астероидом 5535 Аннефрэнк с расстояния 3079 км (1913 миль). [6] Фазовый угол Солнца за период наблюдений составлял от 130 до 47 градусов. Это столкновение использовалось в основном в качестве инженерных испытаний космического корабля и наземных операций при подготовке к встрече с кометой Wild 2 в 2003 году [6].

  • Изображение астероида Аннефранк, сделанное 2 ноября 2002 г.

  • Фальшивое изображение астероида Аннефранк

Встреча с Wild 2 [ править ]

2 января 2004 года в 19:21:28 UTC, Stardust столкнулась с кометой Wild  2 [33] на солнечной стороне с относительной скоростью 6,1 км / с на расстоянии 237 км (147 миль). [6] Первоначальное расстояние встречи планировалось составлять 150 км (93 мили), но оно было изменено после того, как комиссия по обзору безопасности увеличила расстояние наибольшего сближения, чтобы минимизировать вероятность катастрофических столкновений пыли. [6]

Относительная скорость между кометой и космическим кораблем была такой, что комета фактически обогнала космический корабль сзади, когда они двигались вокруг Солнца. Во время столкновения космический аппарат находился на освещенной солнцем стороне ядра, приближаясь под солнечным фазовым углом 70 градусов, достигая минимального угла 3 градуса при самом близком сближении и удаляясь под фазовым углом 110 градусов. [6] Во время облета использовалось программное обеспечение AutoNav . [34] : 11

Во время пролета космический корабль развернул пластину для сбора образцов, чтобы собрать образцы пылинок из комы , и сделал подробные снимки ледяного ядра . [35]

  • Комета Wild 2, вид с космодрома Stardust 2 января 2004 г.

  • Изображение Wild 2, сделанное во время фазы максимального приближения

  • Передержанное изображение Wild 2, на котором видны шлейфы материала.

  • 3D анаглиф кометы Wild 2

Новое исследование Tempel 1 (NExT) [ править ]

Представление художника о космическом корабле Stardust , который сжигает до истощения в конце миссии Stardust NExT .

19 марта 2006 года ученые Stardust объявили, что они рассматривают возможность перенаправления космического корабля во второстепенный полет на изображение кометы Tempel 1 . Комета ранее была целью миссии Deep Impact в 2005 году, в результате чего на поверхность попал ударник. Возможность этого расширения может быть жизненно важной для сбора изображений ударного кратера, который Deep Impact не удалось запечатлеть из-за пыли от удара, закрывающей поверхность.

3 июля 2007 года расширение миссии было одобрено и переименовано в New Exploration of Tempel 1 (NExT). Это исследование позволит впервые взглянуть на изменения в ядре кометы, возникающие после близкого сближения с Солнцем. NExT также расширит картирование Темпеля 1, сделав его ядром кометы, которое на сегодняшний день наиболее отображено. Эта карта поможет решить основные вопросы геологии ядра кометы. Ожидалось, что в ходе полета будет израсходовано почти все оставшееся топливо, что означает окончание работоспособности космического корабля. [28] Программное обеспечение AutoNav (для автономной навигации) будет управлять космическим кораблем в течение 30 минут до встречи. [36]

Цели миссии включали следующее: [36]

Основные цели [ править ]

  • Расширить текущее понимание процессов, влияющих на поверхности ядер комет, путем документирования изменений, которые произошли на комете Темпель 1 между двумя последовательными прохождениями перигелия или орбитами вокруг Солнца.
  • Расширьте геологическое картирование ядра Темпела 1, чтобы выяснить степень и природу слоистости и помочь уточнить модели образования и структуры ядер комет.
  • Расширить изучение отложений с плавным течением, активных зон и известных обнажений водяного льда.

Вторичные цели

  • Возможное изображение и характеристика кратера, образованного Deep Impact в июле 2005 года, чтобы лучше понять структуру и механические свойства кометных ядер и выяснить процессы образования кратеров на них.
  • Измерьте плотность и массовое распределение частиц пыли в коме с помощью прибора для контроля потока пыли.
  • Анализируйте состав частиц пыли в коме с помощью прибора Comet and Interstellar Dust Analyzer.

Встреча с Темпелем 1 [ править ]

Основная статья: 9P / Tempel

В 04:39:10 UTC 15 февраля 2011 года Stardust-NExT столкнулся с Tempel 1 с расстояния 181 км (112 миль). [7] [8] Во время встречи было получено 72 изображения. Они показали изменения ландшафта и части кометы, которые Deep Impact никогда не видел . [37] Также было замечено место удара от Deep Impact , хотя оно было едва видимым из-за оседания материала обратно в кратер. [38]

  • Tempel 1 с космического корабля Stardust-NExT при наибольшем сближении

  • Сравнительные изображения Tempel 1 от Deep Impact ( слева ) и Stardust ( справа ) до и после

Конец расширенной миссии [ править ]

24 марта 2011 года примерно в 23:00 по всемирному координированному времени компания Stardust сожгла оставшееся топливо. [32] У космического корабля осталось мало топлива, и ученые надеялись, что собранные данные помогут в разработке более точной системы для оценки уровня топлива на космическом корабле. После того как данные были собраны, дальнейшее наведение антенны было невозможным, и передатчик был выключен. Космический корабль отправил подтверждение из космоса на расстоянии примерно 312 миллионов километров (194 миллиона миль). [4]

Образец возврата [ править ]

Посадочная капсула глазами спасательной команды

15 января 2006 года, в 05:57 по всемирному координированному времени, капсула возврата образца успешно отделилась от звездной пыли . SRC повторно вошел в атмосферу Земли в 09:57 UTC [39] со скоростью 12,9 км / с, самой высокой скоростью входа в атмосферу Земли, когда-либо достигнутой искусственным объектом. [40] Капсула следовала резкому профилю входа, переходя от скорости 36 Маха до дозвуковой скорости в течение 110 секунд. [41] [ неудачная проверка ] Пиковое замедление составило 34  g , [42] обнаружено через 40 секунд после входа на высоту 55 км над Спринг-Крик, штат Невада . [41]Тепловой экран из пропитанного фенолом угольного аблятора (PICA) , производимого Fiber Materials Inc., достиг температуры более 2900 ° C во время этого крутого входа. [43] Затем капсула спустилась с парашютом на землю и, наконец, приземлилась в 10:12 по всемирному координированному времени на испытательном полигоне Юты , недалеко от полигона армии США . [5] [44] Затем капсула была доставлена ​​военным самолетом из штата Юта на базу ВВС Эллингтон в Хьюстоне , штат Техас , а затем переправлена ​​автомобильным транспортом без предупреждения на объект хранения планетарных материалов в Космическом центре Джонсона в Хьюстоне для начала анализа.[6] [45]

Stardust земли в штате Юта успешно в Викиновостях

Обработка образцов [ править ]

Видимые пылинки в коллекторе аэрогеля

Контейнер с образцом был доставлен в чистую комнату с коэффициентом чистоты в 100 раз больше, чем в больничной операционной, чтобы гарантировать отсутствие загрязнения межзвездной и кометной пылью. [46] По предварительным оценкам, не менее миллиона  микроскопических пылинок были погружены в коллектор аэрогеля . Было обнаружено, что десять частиц имеют размер не менее 100  микрометров (0,1 мм), а самые большие - приблизительно 1000 микрометров (1 мм). Примерно 45  столкновений межзвездной пыли было также обнаружено на сборнике проб, который находился на задней стороне сборщика кометной пыли. Команда добровольцев наблюдает за крупинками пыли и анализирует их с помощью распределенных вычислений.проект, Stardust @ Home .

В декабре 2006 года в научном журнале Science было опубликовано семь статей , в которых обсуждались начальные детали анализа образцов. Среди полученных результатов: широкий спектр органических соединений , в том числе два, которые содержат биологически пригодный для использования азот ; местные алифатические углеводороды с большей длиной цепи, чем наблюдаемые в диффузной межзвездной среде ; обилие аморфных силикатов в дополнение к кристаллическим силикатам, таким как оливин и пироксен , что доказывает согласованность со смешением Солнечной системы и межзвездного вещества, ранее определенное спектроскопическипо наземным наблюдениям; [47] водные силикаты и карбонатные минералы отсутствовали, что свидетельствует об отсутствии водной обработки кометной пыли; в возвращенных образцах также был обнаружен ограниченный чистый углерод ( CHON ) [ требуется пояснение ] ; метиламин и этиламин были обнаружены в аэрогеле, но не были связаны с конкретными частицами.

В 2010 году доктор Эндрю Вестфаль объявил, что волонтер Stardust @ home Брюс Хадсон обнаружил след (помеченный «I1043,1,30») среди множества изображений аэрогеля, который может содержать частицы межзвездной пыли. [48] Программа позволяет добровольцам признавать любые открытия и давать им имена. Хадсон назвал свое открытие «Орион». [49]

В апреле 2011 года ученые из Университета Аризоны обнаружили доказательства присутствия жидкой воды в комете Wild 2 . Они обнаружили минералы сульфида железа и меди, которые, должно быть, образовались в присутствии воды. Это открытие разрушает существующую парадигму, согласно которой кометы никогда не нагреваются достаточно, чтобы растопить их ледяную массу. [50] Весной 2014 года было объявлено об извлечении частиц межзвездной пыли из миссии Stardust программы Discovery. [51]

Образцы комет звездной пыли, "видимые невооруженным глазом" на Викиновостях

Местоположение космического корабля [ править ]

Возвращаемая капсула в настоящее время находится в Национальном музее авиации и космонавтики в Вашингтоне, округ Колумбия. Выставка началась 1 октября 2008 г., в 50-ю годовщину основания НАСА. Возвратная капсула отображается в режиме сбора образцов вместе с образцом аэрогеля, используемого для сбора образцов. [52]

Результаты [ править ]

Образцы комет показывают, что внешние области ранней Солнечной системы не были изолированными и не были убежищем, в котором обычно могли выжить межзвездные материалы. [53] Данные предполагают, что внутри Солнечной системы образовался высокотемпературный материал, который впоследствии переместился в пояс Койпера . [54]

Глицин

В 2009 году НАСА объявило, что ученые впервые определили один из фундаментальных химических строительных блоков жизни в комете: глицин , аминокислота, был обнаружен в материале, выброшенном из кометы Wild 2 в 2004 году и захваченном Зонд звездной пыли . Глицин был обнаружен в метеоритах раньше, и есть также наблюдения в облаках межзвездного газа, но находка Stardust описана как первая в кометном материале. Изотопный анализ показывает, что поздняя тяжелая бомбардировка включала в себя кометные удары после объединения Земли, но до появления жизни. [55]Карл Пилчер, возглавляющий Институт астробиологии НАСА, прокомментировал: «Открытие глицина в комете подтверждает идею о том, что фундаментальные строительные блоки жизни преобладают в космосе, и усиливает аргумент о том, что жизнь во Вселенной может быть скорее обычным, чем редким явлением». [56]

См. Также [ править ]

  • Список миссий к кометам
  • Genesis , образец возвращения из солнечного ветра
  • Хаябуса , образец возвращения с астероида
  • Список беспилотных КА по программам
  • Роботизированный космический корабль
  • Исследование космоса
  • Космический зонд
  • Хронология искусственных спутников и космических зондов
  • График первых орбитальных запусков по странам
  • Хронология исследования Солнечной системы

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b c d e f g h i j k l m "Запуск звездной пыли" (PDF) (Пресс-кит). НАСА. Февраль 1999 г.
  2. ^ a b "Информация о хозяине инструмента: Stardust" . Планетарная система данных . НАСА . Проверено 20 января 2018 года .
  3. ^ a b "Звездная пыль / NExT" . Координированный архив данных космической науки НАСА . Проверено 20 января 2018 года .
  4. ^ a b c Agle, округ Колумбия; Браун, Дуэйн (25 марта 2011 г.). «Космический корабль NASA Stardust официально прекращает операции» . НАСА . Проверено 16 января +2016 .
  5. ^ a b c Мьюир, Хейзел (15 января 2006 г.). «Щепотка кометной пыли благополучно приземляется на Земле» . Новый ученый . Проверено 20 января 2018 года .
  6. ^ Б с д е е г ч я J к л м п о р Q R сек т «Миссия Информация: Stardust» . Планетарная система данных . Проверено 20 января 2018 года .
  7. ^ a b c d e f g "Информация о миссии: Далее" . Планетарная система данных . Проверено 20 января 2018 года .
  8. ^ a b c d Грейсиус, Тони, изд. (14 февраля 2011 г.). "Космический корабль НАСА" Звездная пыль "завершает пролет кометы" . НАСА . Проверено 20 января 2018 года .
  9. ^ Dolmetsch, Крис (15 января 2006). «Космический корабль НАСА возвращается с образцами комет через 2,9 миллиарда миль» . Блумберг. Архивировано 28 марта 2014 года.
  10. ^ Agle, округ Колумбия; Браун, Дуэйн; Джеффс, Уильям (14 августа 2014 г.). «Звездная пыль обнаруживает потенциальные частицы межзвездного пространства» . НАСА . Проверено 14 августа 2014 .
  11. Рианна Данн, Марсия (14 августа 2014 г.). «Крапинки, возвращенные из космоса, могут быть пришельцами» . AP News . Проверено 14 августа 2014 .
  12. ↑ Рука, Эрик (14 августа 2014 г.). «Семь крупинок межзвездной пыли раскрывают свои секреты» . Наука . Проверено 14 августа 2014 .
  13. ^ Вестфаль, AJ; Страуд, РМ ; Bechtel, HA; Бренкер, ИП; и другие. (2014). «Доказательства межзвездного происхождения семи пылевых частиц, собранных космическим кораблем Stardust» (PDF) . Наука . 345 (6198): 786–791. Bibcode : 2014Sci ... 345..786W . DOI : 10.1126 / science.1252496 . ЛВП : 2381/32470 . PMID 25124433 . S2CID 206556225 .   
  14. ^ "Кометы и вопрос жизни" . НАСА . Проверено 4 марта 2008 года .
  15. ^ a b c d e "Описание системы полета Stardust" . НАСА . Проверено 14 февраля 2011 года .
  16. ^ a b Ньюберн, Р.Л., младший; Bhaskaran, S .; Даксбери, ТС; Fraschetti, G .; Радей, Т .; Швохерт, М. (14 октября 2003 г.). "Камера изображения звездной пыли". Журнал геофизических исследований . 108 (8116): 8116. Bibcode : 2003JGRE..108.8116N . DOI : 10.1029 / 2003JE002081 .
  17. ^ «Камера изображения и навигации» . НАСА / Национальный центр данных по космическим наукам . Проверено 19 февраля 2011 года .
  18. ^ a b Кисель, Дж; Glasmachers, A .; Grün, E .; Henkel, H .; Höfner, H .; Haerendel, G .; von Hoerner, H .; Hornung, K .; Джессбергер, ЭК; Крюгер, Франция; Möhlmann, D .; Гринберг, Дж. М.; Langevin, Y .; Silén, J .; Brownlee, D .; Кларк, Британская Колумбия; Hanner, MS; Hoerz, F .; Sandford, S .; Секанина, З .; Tsou, P .; Аттербек, Н.Г .; Золенский, МЭ; Хейсс, К. (2003). «Анализатор кометы и межзвездной пыли для кометы Wild 2» . Журнал геофизических исследований . 108 (E10): 8114. Bibcode : 2003JGRE..108.8114K . DOI : 10.1029 / 2003JE002091 .
  19. ^ "Анализатор кометарной и межзвездной пыли (CIDA)" . НАСА / Национальный центр данных по космическим наукам . Проверено 19 февраля 2011 года .
  20. ^ а б Туццолино, AJ (2003). «Прибор для мониторинга потока пыли для миссии Stardust к комете Wild 2» . Журнал геофизических исследований . 108 (E10): 8115. Bibcode : 2003JGRE..108.8115T . DOI : 10.1029 / 2003JE002086 .
  21. ^ "Прибор для контроля потока пыли (DFMI)" . НАСА / Национальный центр данных по космическим наукам . Проверено 19 февраля 2011 года .
  22. ^ a b Tsou, P .; Браунли, Делавэр; Sandford, SA; Horz, F .; Золенский, М.Е. (2003). «Wild 2 и межзвездный сбор образцов и возвращение Земли» . Журнал геофизических исследований . 108 (E10): 8113. Bibcode : 2003JGRE..108.8113T . DOI : 10.1029 / 2003JE002109 .
  23. ^ "Коллекция образцов звездной пыли" . НАСА / Национальный центр данных по космическим наукам . Проверено 19 февраля 2011 года .
  24. ^ a b Андерсон, Джон Д .; Lau, Eunice L .; Птица, Майкл К .; Clark, Benton C .; Джампьери, Джакомо; Патцольд, Мартин (2003). «Динамическая наука о миссии Stardust» . Журнал геофизических исследований . 108 (E10): 8117. Bibcode : 2003JGRE..108.8117A . DOI : 10.1029 / 2003JE002092 . S2CID 14492615 . 
  25. ^ «Динамическая наука» . НАСА / Национальный центр данных по космическим наукам . Проверено 19 февраля 2011 года .
  26. ^ «Семь образцов от рождения Солнечной системы» .
  27. ^ «Звездная пыль переведена в режим гибернации» . Space.com. Архивировано из оригинала на 31 января 2006 года.
  28. ^ a b «Звездная пыль / NExT - Пять вещей о комете НАСА в День святого Валентина» . НАСА. 10 февраля 2011 г.
  29. ^ «Хронология миссии» (пресс-релиз). НАСА. 14 февраля 2011 г.
  30. ^ Сэвидж, Дональд; Хайль, Марта Дж. (11 января 2001 г.). «Звездная пыль теперь ясно видна - незадолго до пролета Земли» . НАСА / Лаборатория реактивного движения. Архивировано 29 января 2001 года.
  31. ^ Гаснер, Стив; Шармит, Халед; Стелла, Пол; Крейг, Кальвин; Мамо, Сьюзен (2003). Солнечная батарея Stardust . 3-я Всемирная конференция по преобразованию фотоэлектрической энергии. 11-18 мая 2003 года. Осака, Япония.
  32. ^ а б «Звездная пыль НАСА: добро до последней капли» . НАСА. 23 марта 2011 . Проверено 20 января 2018 года .
  33. ^ Уильямс, Дэвид Э. (13 января 2006 г.). «Космический корабль, возвращающий на Землю кометную пыль» . CNN. Архивировано 27 января 2006 года.
  34. ^ Автономная навигация для миссий в дальний космос
  35. ^ "ЗВЕЗДНАЯ ПЫЛЬ" . Внесолнечные планеты . Проверено 4 марта 2008 года .
  36. ^ a b "Stardust-NExT" (PDF) (Пресс-кит). НАСА. Февраль 2011. Архивировано 27 июня 2011 года (PDF) .
  37. ^ Сегал, Кимберли; Заррелла, Джон (16 февраля 2011 г.). «Кратер на комете« частично зажил сам » » . CNN . Архивировано 25 марта 2014 года.
  38. ^ Фарнхэм, TL; Семенов Б. (январь 2010 г.). "Температурные данные Stardust SRC V1.0" . Планетарная система данных . НАСА: SDU – C – SRC – 2 – TEMPS – V1.0. Bibcode : 2010PDSS.8187E .... F .
  39. ^ «Возвращение образца звездной пыли» (PDF) (Пресс-кит). НАСА. Январь 2006 г.
  40. ^ a b «Моделирование возвращения звездной пыли» . Эвелин Паркер. 13 сентября 2013 г.Данные симуляции согласуются с показаниями воздушной наблюдательной группы, отслеживающей вход в атмосферу, доступными в «Входе капсулы Звездной пыли» . Стан Атаманчук. 22 января 2011 г.
  41. ^ ReVelle, DO; Эдвардс, WN (2007). «Звездная пыль - искусственное низкоскоростное падение и восстановление метеора: 15 января 2006 г.» . Метеоритика и планетология . 42 (2): 271–299. Bibcode : 2007M & PS ... 42..271R . DOI : 10.1111 / j.1945-5100.2007.tb00232.x .
  42. ^ Зима, Майкл У .; Трамбл, Керри А. (2010). «Спектроскопическое наблюдение повторного входа звездной пыли в ближнем УФ-диапазоне с помощью SLIT: вывод температуры поверхности и плазменного излучения» (PDF) . НАСА.
  43. ↑ «Рассказ о кометах НАСА приближается к успешному завершению в пустыне Юты» . НАСА . Проверено 4 марта 2008 года .
  44. ^ Оберг, Джеймс (18 января 2006). «Ученые пришли в восторг от образцов комет» . MSNBC . Проверено 1 июня 2018 .
  45. ^ "Груз Звездной пыли прибывает в Хьюстон под завесой секретности" . chron.com. 17 января 2006 . Проверено 4 марта 2008 года .
  46. ^ Van Boekel, R .; Мин, М .; Leinert, Ch .; Waters, LBFM; Ричичи, А .; Chesneau, O .; Доминик, Ц .; Jaffe, W .; Dutrey, A .; Graser, U .; Henning, Th .; Де Йонг, Дж .; Köhler, R .; Де Котер, А .; Lopez, B .; Malbet, F .; Morel, S .; Paresce, F .; Perrin, G .; Preibisch, Th .; Przygodda, F .; Schöller, M .; Витковски, М. (2004). «Строительные блоки планет в« земной »области протопланетных дисков». Природа . 432 (7016): 479–82. Bibcode : 2004Natur.432..479V . DOI : 10,1038 / природа03088 . PMID 15565147 . S2CID 4362887 .  
  47. ↑ Ринкон, Пол (5 марта 2010 г.). «Возможно, зонд обнаружил космическую пыль» . BBC .
  48. ^ Вестфаль, AJ; Allen, C .; Bajt, S .; Bastien, R .; Bechtel, H .; Bleuet, P .; Borg, J .; Бренкер, Ф .; Bridges, J .; и другие. Анализ "полуночных" следов в коллекторе межзвездной пыли: возможное открытие современной межзвездной крупинки пыли (PDF) . 41-я конференция по изучению луны и планет.
  49. ↑ LeBlanc, Cecile (7 апреля 2011 г.). «Доказательства наличия жидкой воды на поверхности кометы Уайлд 2» .
  50. ^ "Звездная пыль Межзвездные частицы пыли" . ОАО, НАСА. 13 марта 2014. Архивировано 14 июля 2007 года.
  51. ^ "Капсула возвращения звездной пыли" .
  52. Рианна Браунли, Дон (5 февраля 2014 г.). «Миссия Stardust: Анализ образцов с края Солнечной системы». Ежегодный обзор наук о Земле и планетах . 42 (1): 179–205. Bibcode : 2014AREPS..42..179B . DOI : 10.1146 / annurev-earth-050212-124203 .
  53. ^ Matzel, Дженнифер EP (23 апреля 2010). «Ограничения возраста образования кометарного материала из миссии NASA Stardust». Наука . 328 (5977): 483–486. Bibcode : 2010Sci ... 328..483M . DOI : 10.1126 / science.1184741 . PMID 20185683 . S2CID 206524630 .  
  54. ^ Morbidelli, A .; Chambers, J .; Lunine, JI; Petit, JM; Роберт, Ф .; Вальсекки, Великобритания; Cyr, KE (февраль 2010 г.). «Источники и сроки доставки воды на Землю» . Метеоритика и планетология . 35 (6): 1309–1320. Bibcode : 2000M и PS ... 35.1309M . DOI : 10.1111 / j.1945-5100.2000.tb01518.x .
  55. ^ « „ Жизнь химической“обнаружена в комете» . Новости BBC. 18 августа 2009 г.

Внешние ссылки [ править ]

  • Веб-сайт Stardust на NASA.gov
  • Веб-сайт Stardust Лаборатории реактивного движения НАСА
  • Веб - сайт Stardust-NExT Лаборатории реактивного движения НАСА
  • Архив миссии Stardust в Системе планетарных данных НАСА, узел малых тел
  • Архив миссии Stardust-NExT в Системе планетарных данных НАСА, узел малых тел