Астероиды - космические лилипуты
Заходите к нам на форум: задавайте вопросы - получайте ответы!
Исследование Солнечной Системы - Астероиды и Кометы
Кометы
Deep Impact
Страница: Аппарат Deep Impact, Запуск Deep Impact, Бомбардировка 9P/Tempel-1 (Part #1, Part #2, Part #3), Перенацеливание, Миссия EPOXI;
Малые тела Солнечной системы

Зонд Deep Impact и комета Хартли-2


    31 декабря 2007 г., завершив два полных витка вокруг Солнца общей продолжительностью в три года, американская АМС Deep Impact / EPOXI вернулась к Земле и в 19:29 UTC совершила пролет на высоте 19310 км над северо-западной частью Австралии. Задачей пролета было снизить гелиоцентрическую скорость КА и сделать его орбиту близкой к круговой с периодом в один земной год. Потребуется еще два гравитационных маневра, чтобы вывести Deep Impact к ее новой цели - комете Хартли-2.
    В настоящее время Deep Impact работает по дополнительной программе EPOXI (проект повторного использования станции Deep Impact), предусматривающей исследования кометы на пролете (эта часть программы на этапе предложения была известна как DIXI) и наблюдения звезд с планетными системами с целью определения характеристик этих внесолнечных планет.
    Станция Deep Impact была запущена 12 января 2005 г. и выполнила свою главную задачу 4 июля, нанеся специальным «умным» снарядом прицельный удар по ядру кометы Темпеля-1 и пронаблюдав выброшенное из него вещество. 20 июля 2005 г. аппарат провел коррекцию траектории ТСМ-8, обеспечивающую возвращение к Земле 31 декабря 2007 г., и вскоре после этого был погружен «в спячку» - до тех пор, пока Земля не решит его судьбу и не выделит средства на дальнейшие работы. Лишь раз в полгода с АМС проводились сеансы связи - чтобы убедиться, что на борту все в порядке.

План и траектория полета АМС Deep Impact
МИССИЯ EPOXI: ПРОЛЕТ ЗЕМЛИ

    Решение о продлении миссии Deep Impact было объявлено 3 июля 2007 г., и уже 24-25 сентября управленцы группы Майкла А'Хирна (Michael A1 Hearn) вывели станцию из «спячки». В течение нескольких суток проводились траекторные измерения, которые позволили уточнить орбиту EPOXI. 4 октября операторы включили бортовую научную аппаратуру и отсняли произвольно выбранный район неба. Стало ясно, что вся электроника исправна и что механические компоненты - затворы и колеса фильтров - функционируют нормально. 1 ноября аппарат включил на 3 мин свои двигатели и успешно выполнил маневр ТСМ-9, обеспечивающий пролет у Земли по определенной траектории. Дополнительная коррекция ТСМ-10, заложенная в план на конец ноября, не потребовалась.
    Как раз в это время решался вопрос: а куда, собственно, летит станция EPOXI? Дело в том, что в июле ее новой целью была названа комета Бётина (85Р Boethin), с которой аппарат должен был сблизиться 5 декабря 2008 г. Однако точные параметры орбиты цели не были известны: комета была открыта Лео Бётином в 1975 г., наблюдалась во второй раз при возвращении к Солнцу в 1986 г., а в 1997 г., невзирая на прогресс астрономических инструментов, найти ее не удалось.
    В первой половине октября под руководством Карен Мич (Karen J. Meech) был предпринят интенсивный поиск кометы Бётина, который не принес результата. Стало ясно, что рисковать нельзя: если комета будет найдена уже после пролета Земли, бортовых запасов топлива может не хватить для выхода «на перехват».
    Впрочем, не исключено и то, что ее ядро распалось на отдельные фрагменты, так что и искать-то уже нечего...
    В результате А'Хирн предложил NASA отказаться от исследования кометы Бётина и направить EPOXI к запасной цели - комете Хартли-2 (103P/Hartley 2). Этот объект из семейства Юпитера открыл в 1986 г. Малколм Хартли (Malcolm Hartley). Комета обращается вокруг Солнца по вытянутой орбите с наклонением 13.6° и периодом 6.4 года.
    Достоинством кометы Хартли-2 была хорошо определенная орбита, а недостатком - то, что встреча с ней предстояла лишь в октябре 2010 г. Вероятно, хитрый А'Хирн просчитал заранее, что NASA может и не дать денег на три года работы EPOXI и сначала добился продления полета на год, а потом поставил агентство перед необходимостью замены цели. В NASA охнули, но отступать было некуда: космическое ведомство стало искать дополнительное финансирование, а А'Хирн получил разрешение планировать пролет Земли уже «под Хартли».
    30 ноября группа А'Хирна защитила проект миссии к комете Хартли-2 в Директорате научных программ NASA и получила «добро» на продление миссии EPOXI до 2010 г. Официально об изменении цели станции было объявлено 13 декабря.
    Тем временем 5 ноября станция провела первые наблюдения в рамках дополнительной программы EPOCh с помощью инструмента высокого разрешения HRI. Объектом наблюдений была визуальная двойная звезда 9-й величины в Большой Медведице, а целью - убедиться в необходимой степени стабилизации инструмента. Наблюдения продолжались 12 часов и состояли из полутора тысяч 30-секундных экспозиций.
    8 ноября со второй попытки эти данные были приняты Сетью дальней связи NASA. Анализ показал, что аппарат успешно захватил звезду и удерживал ее в выбранном поле зрения 256x256 пикселов ПЗС-матрицы. Изображение оказалось значительно смещено от центра, но, как показало расследование, причиной этого был неучет аберрации. Специалисты заключили, что запланированные наблюдения в поле 128x128 пикселов будут возможны после поправки на аберрацию и учета рассогласования оптических осей звездного датчика и инструмента HRI. С фотометрической точки зрения достигнут уровень точности в несколько тысячных звездной величины, который предполагается улучшить за счет изменения алгоритма калибровки данных.
    17 декабря была проведена первая калибровка научной аппаратуры по рассеянному свету с использованием Луны в качестве источника. Большая часть из бб снимков была сделана при нахождении Луны непосредственно за границами поля зрения. Второй, основной, сеанс по Луне был проведен 29 декабря с расстояния около 1 млн км. В его ходе аппарат «проезжал» спектрометром HRI по Луне с целью определения характеристик ИК-детектора и проверки равномерной чувствительности по всей матрице. Калибровке подвергся и прибор среднего разрешения MRI.
    Пролет Земли 31 декабря прошел в полном соответствии с планом. В результате встречи с Землей параметры гелиоцентрической орбиты станции изменились (см. таблицу).
ПАРАМЕТРЫ ОРБИТЫ Дата i,° Rp, а.е. Ra, а.е. P, сут 16.12.2007 0.646° 0.9808 1.6402 548.0 16.01.2008 4.224° 0.9106 1.0900 365.4
Проекция траектории ЕРOХI на поверхность при пролете Земли 31 декабря
МИССИЯ EPOXI: ПРОЛЕТ ЗЕМЛИ

    Чтобы достичь кометы Хартли-2, станции Deep Impact / EPOXI предстоят еще две новогодние встречи с Землей - 30 декабря 2008 г. и 29 декабря 2009 г. По существу эти пролеты будут удерживать станцию на той же орбите в ожидании возвращения кометы к Солнцу.
    Наконец, 11 октября 2010 г. станция достигнет кометы Хартли-2 и пройдет на расстоянии около 1000 км от ее ядра. Во время пролета комета будет находиться на незначительном расстоянии от Земли и вблизи перигелия, который она пройдет 28 октября на расстоянии 1.059 а.е. от Солнца.
    Подпрограмма EPOCh, как и планировалось ранее, будет выполнена в течение первой половины 2008 г. Первый сеанс запланирован на 23 января - наблюдаться будет затмение своей звезды гигантской экзопланетой НАТ-Р-2. Фотометрия звезд будет продолжаться до конца мая. Предполагается изучить от трех до шести звезд* с экзопланетами, проходящими по диску светила, - всего таких звезд известно 33 - и попытаться найти у них неизвестные ранее планеты, а у планет выявить кольца и спутники. Кроме того, аппарат будет наблюдать Землю с целью проверки компьютерных моделей распределения видимого и ИК-из-лучения типичной землеподобной планеты.

Тестовый снимок Луны, сделанный прибором HRI 29 декабря в 22:00 UTC и специально обработанный для повышения четкости изображения.
МИССИЯ EPOXI: ПРОЛЕТ ЗЕМЛИ

    После этого Deep Impact будет погружен в двухлетнюю «спячку» (с короткими перерывами на гравитационные маневры у Земли), из которой выйдет летом 2010 г. Два оставшихся месяца будут посвящены подготовке к пролету кометы и научным наблюдениям.
    Через несколько недель после пролета, когда все записанные на борту данные будут приняты на Земле, дополнительная миссия АМС Deep Impact завершится.

Новые встречи с Землей

    В течение января - августа 2008 г. бывший Deep Impact вел фотометрические наблюдения шести звезд с планетными системами затменного типа - НАТ-Р-4, TrES-2, TrES-3, Х0-2, GJ436, WASP-3 и НАТ-Р-7. Каждая система наблюдалась на протяжении примерно трех недель, что соответствовало пяти-шести прохождениям известной планеты по диску звезды, а также заходам планеты за звезду. В частности, с 1 по 28 мая наблюдалась система Gliese 436 - за это время астрономы рассчитывали «перекрыть» предполагаемый период обращения второй планеты этого красного карлика и обнаружить ее. Кроме того, трижды - 19 марта, 29 мая и 4 июня - наблюдалась «модельная» система Земля - Луна. Всего на камере HRI было получено свыше 180000 снимков фотометрического качества в полосе 350-950 нм с экспозицией по 50 секунд. Наблюдения были завершены 31 августа работой по гигантской планете системы НАТ-Р-7.
    С середины октября до середины ноября 2008 г. с помощью EPOXI проводились эксперименты по так называемому «межпланетному Интернету». Идея состоит в том, что, как и в случае земной Сети, информация передается отдельными пакетами, которые могут проходить через разные временно свободные КА и станции-ретрансляторы и собираться воедино у конечного адресата. Проблема же заключается в том, что на Земле задержки в прохождении отдельных пакетов измеряются миллисекундами, в крайнем случае секундами, а при передаче данных с межпланетных расстояний они составляют десятки минут, а то и часы; кроме того, обычным делом является внезапное прекращение связи - например, при заходе КА за планету.
    Для отслеживания и сборки таких пакетов Управление космической связи и навигации NASA и вице-президент Google Inc. Винт Серф (Vint Cerf) разработали специальный «сетевой протокол, допускающий задержки» DTN (Delay Tolerant Networking). Отличие его от «земного» TCP/IP состоит в том, что при отсутствии связи с адресатом пакет данных не сбрасывается, а хранится на узле сети до тех пор, пока его не удастся передать дальше; таким образом, в конечном счете он дойдет до цели.
    Эксперимент DINET, название которого образовано от первоначального имени КА Deep Impact проводился дважды в неделю на протяжении месяца. Девять компьютеров в Лаборатории реактивного движения имитировали станции на Земле, Марсе и Фобосе, а КА играл роль ретранслятора. Между компьютерами пересылалось несколько десятков изображений, разбитых на пакеты, причем часть их шла исключительно по Земле, а часть направлялась через Deep Impact находившийся на расстоянии примерно 32 млн км.
    Как сообщила 18 ноября пресс-служба JPL, эксперимент прошел успешно - все данные были переданы без искажений, несмотря на имитацию различных сбоев и отказов. Следующий подобный эксперимент предполагается провести летом 2009 г. с использованием МКС в качестве узла сети. Разработчики считают, что подобная технология значительно облегчит работу с межпланетными станциями, а также обеспечит надежную связь с астронавтами на поверхности Луны.
    Баллистическая схема полета к комете Хартли-2 (103Р) включает три пролета КА вблизи Земли. Как мы знаем, EPOXI выполнил первый из них 31 декабря 2007 г. Условия второго возвращения к Земле были заданы коррекцией ТСМ-12, которая состоялась 19 июня 2008 г., и уточнены в ходе подлетной коррекции 10 декабря.
    29 декабря 2009 года в 21:41 UTC станция прошла на расстоянии 49800 км от центра Земли, или на высоте около 43440 км над Тихим океаном, имея относительную скорость 5289 м/с. Обычно космические аппараты проводятся на значительно меньшей высоте, чтобы получить в результате гравитационного маневра существенное приращение скорости. В данном случае, однако, главной целью пролета было уменьшение эксцентриситета гелиоцентрической орбиты и изменение ориентации ее главной оси; для этого тесное сближение не было нужно. Параметры орбиты КА за месяц до и через месяц после встречи с Землей приведены в таблице.
Изменения параметров орбит КА EPOXI в результате пролета Земли
   Дота        i      Rp, a.e.   Ra, a.e.   P, Cут
30.11.2008   4.240°    0.9091    1.0896     364.88
29.01.2009   6.549°    0.9817    1.0267     367.56
Автор: П.ПАВЕЛЬЦЕВ, "НОВОСТИ КОСМОНАВТИКИ"

Выбрать подходящий дизайн и цвет корпуса детского квадроцикла, советую на atvarmor.ru/atv-cfmoto.
2005 - , Проект "Исследование Солнечной системы"
Открыт 15.12.2005, E-mail: lobandrey@yandex.ru