Stardust
start sondy
| název | start | m.označ. | hmotnost | popis |
|---|---|---|---|---|
| STARDUST | 07.02.1999 | 1999-003A | 350 kg | - sonda ke kometě Wild 2 (návrat vzorků prachu na Zemi) |
popis letu
Hlavní cíl této mise je doletět ke kometě Wild 2 a sebrat vzorky prachových částic a par v ohonu komety. Tyto vzorky pocházejí z vnějšku Sluneční soustavy a představují základní látky, z nichž byla kdysi naše soustava utvořena. Po návratu na Zemi budou vzorky podrobeny detailnímu průzkumu. Sonda dále nabere vzorky mezihvězdného prachu. Další výzkum zahrnuje fotografování jádra komety a předběžný rozbor kometárního prachu.
Po startu (07.02.1999 ve 21:04:15 UT z Cape Canaveral LC17A nosnou raketou Delta 2) byl STARDUST naveden na eliptickou heliocentrickou oběžnou dráhu. Sběr mezihvězdného prachu se uskutečnil od října 1999 do března 2000. Po jednom oběhu Slunce se 14.01.2000 využil průlet kolem Země k urychlení sondy na dráhu ke kometě. Další sběr prachu se provedl mezi květnem a říjnem roku 2002. Druhý oběh kolem Slunce byl u konce v polovině roku 2003, a setkání s kometou Wild 2 je naplánováno na leden 2004. Při největším přiblížení proletí sonda asi 100 km od komety při relativní rychlosti 6.1 km/s a ve vzdálenosti 1.85 AU od Slunce. Během této doby bude otevřen sběrač vzorků. V této době budou také pořízeny obrázky jádra komety s předpokládaným úplným pokrytím osvětlené strany komety a rozlišením nejméně 30 metrů. Pro jistotu budou veškerá vědecká měření v průběhu nejtěsnějšího průletu vysílána na Zemi v reálném čase, zbytek pak ze záznamu. Po průletu se sběrač vzorků zase uzavře do speciálního pouzdra a STARDUST se vydá zpět na Zemi.
15.01.2006 se návratové pouzdro oddělí od sondy a přistane na Zemi. Kapsle s hvězdným a kometárním prachem vstoupí do zemské atmosféry rychlostí asi třináct kilometrů za sekundu. Nejdříve ji zbrzdí tepelný štít. Při rychlosti asi jedenapůlkrát větší než rychlost zvuku se ve výšce třicet kilometrů rozvine pomocný padák a tři kilometry nad zemí hlavní padák. Pouzdro dosedne rychlostí čtyři a půl metru za sekundu (16 km/h) v americkém státě Utah poblíž Salt Lake City v rozsáhlé, neobydlené oblasti pod vojenskou kontrolou.
Popis sondy
Na těle sondy ve tvaru krychle se nachází vysoce zisková parabolická anténa. Dva dlouhé obdélníkové solární panely jsou připevněny na výsuvných ramenech na protilehlých stranách a dávají sondě energii. Návratové kuželovité pouzdro na vzorky je připevněno na konci čelní stěny. Vlastní sběrač vzorků je normálně ukrytý v pouzdru, pouze během vzorkování se vyklání ven. Pohonná jednotka sondy je umístěna na zádi. Prachový štít chrání jádro sondy a je vybaven zařízením pro měření toku prachu a vibroakustickými senzory, které detekují dopady částic na štít. Sonda je dále vybavena další komunikační anténou, kamerou pro optické navádění a přístrojem pro analýzu částic.
Při sbírání částic se používá aerogel, což je řídká netečná mikroporézní látka založená na oxidu křemičitém, která umožňuje zachytit relativně rychlé částice bez velkých změn jejich fyzikálních a chemických vlastností. Aerogel je na sběrači připevněn v řadách hliníkových buněk. Jedna strana sběrače je vystavena mezihvězdnému prachu, druhá je použita pro shromáždění kometárních vzorků. Částice zanechají v aerogelu stopy, ale jejich množství asi nebude velké, a tak nedojde k záměně vzorků mezihvězdného prachu a kometárních částic. Během sedmileté poutě by měl STARDUST sesbírat přibližně miligram kometárního a mezihvězdného prachu. Po nabrání všech vzorků se aerogel zapečetí a vyšle se v návratovém pouzdru na Zem. Pouzdro obsahuje základní navigační jednotku GPS, tepelný štít pro průlet atmosférou a padák.
Prachový analyzátor na sondě je vlastně hmotnostním spektrometrem, který umožní rozbor vypařených kometárních částic, jež se srazí s nastavenou stříbrnou destičkou. Navigační kamera poslouží jednak k zaměření na jádro komety Wild 2, současně však pořídí jeho fotografie s velkým rozlišením. Posledním přístrojem je detektor umístěný na tzv. Whipplově štítu, který chrání citlivé části sondy při průletu kolem komety Wild 2. Zařízení bude monitorovat počet a velikost prachových částic.
Celou sondu řídí mikroprocesor RAD6000 s pamětí 128 Mbytů. Zhruba dvacet procent zaberou interní programy, zbytek je rezervován pro vědecká měření. Se Zemí STARDUST komunikuje anténou o průměru 0,8 metru.
schéma sondy
kometa Wild
Kometa Wild 2 se do centra Sluneční soustavy dostala poměrně nedávno a proto jí ještě Slunce nezbavilo uvolněného prachu. Pochází z oběžné dráhy mezi Jupiterem a Uranem a její dráha byla změněna průletem u Jupitera 10.09.1974. Kometa má přibližně čtyři kilometry v průměru. Komety byly utvořeny ve stejné době jako Sluneční soustava a jsou složeny z primitivních látek z doby vzniku soustavy. Vzorky z ohonu komety proto umožní získat obraz o složení a dynamice ranné Sluneční soustavy. Mezihvězdný prach vniká do Sluneční soustavy ze směru souhvězdí Štíra. Tyto částice jsou menší a mají vyšší rychlost než kometární prach. Fyzikální vlastnosti těchto částic jsou důležité pro zkoumání procesů mimo naši soustavu.
Na poušť v americkém státě Utah dopadlo pouzdro se vzorky prachu z komety Wild 2. Na naši planetu se tak po čtyřiatřiceti letech dostal pevný mimozemský materiál a vůbec poprvé vzorky pocházející z komety.
fotografie návratu sondy Stardust na Zemi