Астероиды - космические лилипуты
Заходите к нам на форум: задавайте вопросы - получайте ответы!
Исследование Солнечной Системы - Астероиды и Кометы
Кометы
StarDust
Малые тела Солнечной системы

Капсула Stardust на Земле!

    15 января 2006 года в 10:10 UTC (03:10 по местному времени) возвращаемая капсула автоматической межпланетной станции Stardust совершила успешную посадку на территории Испытательного полигона ВВС США в штате Юта, доставив на Землю образцы вещества кометы Вильда-2.
    До этого единственным внеземным веществом, успешно доставленным на Землю, был лунный грунт. Его привезли американские корабли Apollo и советские станции, последней из которых была АМС «Луна-24» (август 1976 г.). И вот впервые в истории ученые получили в свое распоряжение внеземное вещество из-за пределов орбиты Луны – кометную и межзвездную пыль.

Космический аппарат
Траектории полета в атмосфере Земли капсул «Генезиса» и «Стардаста»
ЗВЕЗДНАЯ ПЫЛЬ НА ЗЕМЛЕ!

    Успешное завершение миссии Stardust вызвало бурю положительных эмоций не только у специалистов проекта, но и ученых всего мира. Все помнили, как 8 сентября 2004 г. потерпела крушение возвращаемая капсула АМС Genesis с образцами солнечного ветра на борту. Тогда, в первый момент, показалось, что никакой надежды на спасение бесценного груза нет… Однако при вскрытии капсулы специалисты Центра Джонсона обнаружили, что несмотря на сильный удар многое внутри капсулы уцелело и поддается научному исследованию. И тем не менее авария заметно уменьшила научную отдачу проекта Genesis, и все надежды были теперь связаны с удачным возвращением «Стардаста».

Подготовка к встрече

    К началу декабря 2005 г. поисковая группа проекта Stardust завершила уже 9-ю и 10-ю тренировки по спасению капсулы на полигоне в штате Юта. Тренировки проводились ночью (капсула должна была приземлиться в это время суток) с использованием наземных средств. Еще через две недели была проведена финальная тренировка, включающая имитацию спуска капсулы в атмосфере и ее поиск спасателями на вертолете.
             Основные события миссии Stardust
       Дата                          Событие
    07.02.1999           Запуск
    02.2000 – 05.2000    1-й этап сбора межзвездной пыли 
    15.01.2001           Пролет Земли
    18.04.2002           Прохождение афелия
    08.2002 – 12.2002    2-й этап сбора межзвездной пыли
    02.11.2002           Пролет астероида Аннефранк 
    02.01.2004           Встреча с кометой Вильда-2
    15.01.2006           Доставка образцов на Землю

    4 января на аэродроме Исследовательского центра имени Эймса совершила посадку «летающая обсерватория» – принадлежащий NASA самолет DC-8. На следующий день специалисты из Университета Северной Дакоты и представители NASA из центров Эймса и Уоллопс приступили к установке научной аппаратуры на борт самолета: с ее помощью планировалось наблюдать вход капсулы в атмосферу. В подготовке эксперимента и последующих наблюдениях также участвовали специалисты Института SETI, Университета Аляски, Университета штата Юта, компании Lockheed Martin, Академии ВВС США, Университета Кобе (Япония) и Университета Штуттгарта (Германия). К 11 января все было подготовлено, и в ночь с 11 на 12 января аппаратура была протестирована в тренировочном полете – все было готово к встрече.

Здравствуй, «Стардаст»!

    А тем временем Stardust все ближе подходил к Земле. В начале января аппарат находился на гелиоцентрической орбите с параметрами: наклонение – 3.6°, перигелий – 146.6 млн км, афелий – 400.9 млн км.
    Необходимые условия для входа капсулы в атмосферу были обеспечены тремя коррекциями траектории. Первая (TCM-17) состоялась 16 ноября 2005 г. и изменила скорость станции на 4.17 м/с. Вторая (TCM-18) была выполнена 5 января 2006 г. в 18:00 UTC: импульс длился 107 сек и обеспечил приращение скорости 2.4 м/с. Третья (TCM-19) была осуществлена 14 января в 04:53 UTC (58.5 сек, 1.3 м/с). В этот момент аппарат находился на расстоянии около 706000 км от Земли.

Космический аппарат
ЗВЕЗДНАЯ ПЫЛЬ НА ЗЕМЛЕ!

    14 января в 17:30 UTC Stardust пересек орбиту Луны и вышел на «финишную прямую», точнее, это была гиперболическая относительно Земли орбита с наклонением 42.1° и перигеем на высоте 22 км. 15 января в 04:23 операторы выдали на борт команду, приводящую в действие всю посадочную программу. До отделения капсулы оставалось всего полтора часа…
    Возвращение капсулы на Землю происходило примерно по такому же сценарию, как и в сентябре 2004 г. при возвращении «Генезиса». Подробный отчет с точными временами событий пока недоступен, но вот как все должно было произойти.
    В 05:57:06 UTC на расстоянии 110608 км от центра Земли при скорости 6726 м/с происходит отделение капсулы «Стардаста».
    В 09:56:42 UTC капсула, стабилизированная вращением со скоростью около 15 об/мин, входит в атмосферу на высоте 125 км над северной частью Калифорнии на скорости 12799 м/с. Кстати, она превышает рекордную до сих пор скорость входа в атмосферу командного модуля Apollo 10 в мае 1969 г.
    Этап интенсивного торможения длится всего две минуты; в 09:57:43 на высоте 55 км капсула испытывает максимальные перегрузки – до 30.5g. В 09:58:56 на высоте 32 км происходит ввод вытяжного парашюта. В 10:04:43 на высоте 3 км раскрывается основной парашют, и примерно в 10:12 капсула совершает мягкую посадку на территории испытательного полигона в штате Юта.
    Действительный ход событий оказался намного более драматичным! Точно по плану в 05:57 UTC возвращаемая капсула отделилась от КА Stardust. Через 16 мин аппарат выполнил маневр увода, чтобы не «упасть» вместе с капсулой в атмосферу. В 10:00 он промчался в 258 км над Землей и вышел на гелиоцентрическую орбиту с параметрами: наклонение – 1.9°, перигелий – 137.6 млн км, афелий – 254.3 млн км.

ЗВЕЗДНАЯ ПЫЛЬ НА ЗЕМЛЕ!
Капсула КА Stardust имеет массу 45.8 кг. Ее диаметр – 811 мм, высота – 499 мм. Лобовая коническая часть капсулы (угол раствора 119°) покрыта теплозащитой. Под хвостовым днищем диаметром 494 мм находится парашютный контейнер.
ЗВЕЗДНАЯ ПЫЛЬ НА ЗЕМЛЕ!

    В 09:57 капсула вошла в верхние слои атмосферы Земли, имея угол между вектором скорости и горизонтом 8.2°, и почти сразу ее засекла инфракрасная камера сопровождения. В 09:59, согласно циклограмме спуска, представитель группы управления объявил о раскрытии вытяжного парашюта. Однако данные о скорости аппарата не подтвердили этого – капсула продолжала камнем идти вниз… Восемнадцать километров, двенадцать, восемь… Высота составляла уже всего 7900 м, когда в 10:03 пришло подтверждение снижения вертикальной скорости и ввода вытяжного парашюта. По-видимому, сообщения четырех предшествующих минут были ошибочными… В 10:05 в соответствии с графиком произошел ввод основного парашюта, вскоре стали слышны сигналы радиомаяка UHF-диапазона, и в 10:10 (на две минуты раньше расчетного времени) капсула совершила мягкую посадку в точке 40°00’22’’с.ш., 113°00’31’’з.д.
    Наблюдение капсулы при входе в атмосферу – это научный эксперимент, к которому готовились не менее тщательно и напряженно, чем к самой посадке (см. выше).
    Прохождение через плотные слои атмосферы вызывает неподдельный интерес тем, что в этот момент ученые имеют возможность получить ценную информацию о надежности теплозащитного экрана, о том, какие физические процессы происходят в метеорах, и др. Наконец, интересно понять: могли ли таким образом попасть на Землю «молекулы жизни». В течение маленького отрезка времени (по разным оценкам, от 30 до 90 сек) яркий «болид» наблюдался с разных точек: с воздуха за ним «следили» с борта самолета DC-8, а с Земли капсулу наблюдали астрономы в разных штатах. Так, с помощью научной аппаратуры с борта самолета DC-8 учеными были измерены свечение горячей поверхности, излучение в ударной волне, излучение обгорающих углеродных соединений со следами металлических примесей.

Космический аппарат
ЗВЕЗДНАЯ ПЫЛЬ НА ЗЕМЛЕ!

    Итак, 15 января в 10:10 UTC капсула успешно приземлилась в штате Юта. Около 10:18 один из трех дежуривших в воздухе вертолетов поисковой службы получил целеуказания и направился на поиск. Несмотря на ночное время суток и нестабильность сигналов радиомаяка, в 10:44 командир вертолета сообщил об обнаружении капсулы.
    В 10:54 спасатели были уже около нее: выяснилось, что при посадке капсула трижды подпрыгнула, а парашют под действием силы ветра протащил ее на несколько метров, прежде чем капсула легла набок.

Космический аппарат
ЗВЕЗДНАЯ ПЫЛЬ НА ЗЕМЛЕ!

    В 12:20 капсула с бесценными образцами была доставлена в специальное помещение на территории армейской авиабазы Майкл полигона Дагуэй – там ее очистили от грязи и пыли. Через двое суток, 17 января капсула была перевезена в Центр Джонсона.

Предмет изучения

    Сбор образцов внеземного вещества Stardust проводил в несколько этапов. С февраля по май 2000 г. и с августа по декабрь 2002 г. он собирал межзвездную пыль, а 2 января 2004 г. в течение нескольких часов ловушками КА был проведен сбор частиц пыли из комы кометы Вильда-2. После этого коллекторные пластины с ловушками были спрятаны в возвращаемую капсулу и больше не открывались. Ученые предполагали, что после этого в ловушках «Стардаста» находится, по меньшей мере, около 1000 частиц кометной и около 100 частиц межзвездной пыли. При этом общая масса собранного вещества не должна превысить 1 мг.

Космический аппарат
ЗВЕЗДНАЯ ПЫЛЬ НА ЗЕМЛЕ!

    17 января стало кульминационным днем в истории проекта Stardust. После осторожного вскрытия капсулы в Центре Джонсона ученые обнаружили в аэрогелевых ловушках ее контейнера включения – предположительные кометные частицы и частицы межзвездной пыли!

Космический аппарат
След в аэрогеле от частицы, пробившей алюминиевую пластину (внизу)
ЗВЕЗДНАЯ ПЫЛЬ НА ЗЕМЛЕ!

    К 29 января был закончен первый из четырех этапов извлечения образцов – из капсулы извлекли множество фрагментов аэрогеля и две целые ячейки. К этому дню ученым удалось «вытащить» из аэрогеля шесть частиц пыли. Большую часть из них залили эпоксидной смолой и затем распилили на тончайшие слои для исследования минералогии и петрологии частиц с помощью просвечивающего электронного микроскопа.

Космический аппарат
Это не межпланетные «головастики», а треки двух кометных частиц, застрявших в аэрогеле. Направление движения – справа налево
ЗВЕЗДНАЯ ПЫЛЬ НА ЗЕМЛЕ!

    Извлеченные частицы подверглись ИК-спектроскопии, а одна из извлеченных аэрогелевых ячеек – исследованию с помощью рентгеновского пучка с синхротрона. Некоторое количество частиц было извлечено вместе со следами, оставленными ими в аэрогеле.

Космический аппарат
Одна из частиц кометного вещества, привезенных «Стардастом». Размер частицы около 2 мкм, по составу представляет собой форстерит
ЗВЕЗДНАЯ ПЫЛЬ НА ЗЕМЛЕ!

    Кроме этого, из контейнера были удалены семь кусочков алюминиевой фольги, на которой было обнаружено множество «кратеров» от ударов частиц. Один из таких образцов будет исследован с помощью сканирующего электронного микроскопа для выявления и анализа мельчайших повреждений.
    Наконец, на месте посадки капсулы были взяты образцы грунта для исследования на предмет химического состава – нужно же знать, с чем теоретически можно спутать образцы внеземного вещества.
    Всего в работе по изучению образцов будут принимать участие около 180 специалистов со всего мира. Как говорят сами ученые, она может затянуться на месяцы, если не на годы. Предварительные научные результаты будут представлены в марте 2006 г.

Полет «Стардаста» продолжается

    30 января в 00:00 UTC серией команд с Земли КА Stardust был переведен в «спящий» режим. Отключены были все его системы, кроме нескольких наиболее важных, таких как солнечные батареи и приемник. В этом режиме аппарат может находиться много лет. Для руководителей проекта Stardust его работа закончена, но в принципе любая группа исследователей может подать заявку на использование его для решения какой-нибудь другой научной задачи и выиграть соответствующий конкурс. Если это случится, станция может быть вновь «оживлена».

Космический аппарат
Заместитель научного руководителя проекта Stardust доктор Питер Тсоу демонстрирует аэрогелевую ловушку на пресс-конференции 19 января
ЗВЕЗДНАЯ ПЫЛЬ НА ЗЕМЛЕ!

    В настоящее время Stardust находится на гелиоцентрической орбите. 14 января 2009 г. он совершит пролет Земли на расстоянии около 1 млн км.
Автор: П. ШАРОВ, "НОВОСТИ КОСМОНАВТИКИ"

оцилиндрованное бревно цена сборка
2005 - , Проект "Исследование Солнечной системы"
Открыт 15.12.2005, E-mail: lobandrey@yandex.ru