Приветствую вас!
Пасмурным утром 2 июля 1985 года, ракета "Ариан-1" стартовала с космодрома Куру во Французской Гвиане - главного космодрома Европейского Союза, расположенного в нескольких градусах к северу от экватора, на северо-восточном побережье Южной Америки. Ракета-носитель "Ариан-1" несла на борту зонд "Джотто" (Giotto) - первый межпланетный космический аппарат Европейского космического агентства (ЕКА). Пунктом назначения зонда "Джотто" была комета Галлея.
Возраст этой кометы, содержащей материал оставшийся от рождения Солнечной системы, по предварительным данным, составляет 4,6 миллиарда лет назад. Комете Галлея требуется около 76 лет, чтобы совершить один оборот вокруг Солнца. Ее эллиптическая орбита пролегает далеко за орбитой Нептуна, приближаясь к Солнцу между орбитами Венеры и Меркурия. Комета Галлея вращается вокруг Солнца по ретроградной орбите, что означает, что она вращается в обратном направлении относительно движения вокруг Солнца восьми планет, и большинства других объектов Солнечной системы.
С момента своего первого подтвержденного появления в 240 году до нашей эры, комета Галлея прошла через внутреннюю часть Солнечной системы 30 раз. В 837 году нашей эры она прошла от Земли на расстоянии всего в 5,1 млн километров. Во время этого пролета ее пылевой хвост должен был охватывать почти половину неба, а ее яркая кома могла казаться такой же большой, как полная Луна.
Вскоре после ее яркого появления в 1301 году, итальянский художник Джотто ди Бондоне вдохновился идеей добавить комету Галлея на свою картину "Поклонение волхвов". Космический зонд "Джотто" был назван в его честь.
На протяжении большинства известных появлений, комета Галлея не воспринималась как одна комета неоднократно проходящая через внутреннюю часть Солнечной системы. Только в 1705 году английский астроном Эдмунд Галлей определил, что кометы, замеченные в 1531, 1607 и 1682 годах, вероятно, были одной кометой, вращающейся вокруг Солнца. Он предсказал, что, если его гипотеза верна, комета должна появиться снова в 1758 году (что впоследствии и произошло).
Третья ступень ракеты "Ариан-1" вывела 980-килограммовый зонд "Джотто" на орбиту вокруг Земли параметром 198,5 на 36 000 километров. Через 32 часа после запуска, когда зонд завершил свой третий виток, диспетчеры полета в Дармштадте (Федеративная Республика Германия) передали команду зонду "Джотто" на запуск своего твердотопливного ракетного двигателя Mage. Истратив 374 килограмма топлива за 55 секунд, двигатель зонда вывел космический аппарат на орбиту вокруг Солнца.
За два месяца до запуска зонда "Джотто" американские инженеры Питер Цоу (Лаборатория реактивного движения), Дональд Юджин Браунли (Вашингтонский университет) и Арден Олби (Калифорнийский технологический институт) предложили в статье журнала Британского межпланетного сообщества, запустить вторую миссию зонда "Джотто", в период с 1988 по 1994 год, которая посетит одну из 13 комет-кандидатов. Они предположили, что новый космический аппарат, который они назвали "Джотто II", может быть запущен на ракете "Ариан-3" или в отсеке полезной нагрузки Спейс шаттла. Траектория полета зонда "Джотто II", должна была приблизить его на расстояние до 80 километров от ядра выбранной кометы, а затем вернуть его обратно на Землю.
Около кометы зонд "Джотто II" должен был произвести сбор кометной пыли и ее частиц . Вблизи Земли он должен был сбросить капсулу с образцами кометной пыли, которая должна была войти в атмосферу Земли, и доставить свой драгоценный груз для изучения.
Инженеры указали, что твердотопливный двигатель Mage не понадобился бы для того, чтобы вывести зонд "Джотто" в межпланетное пространство. Ракета "Ариан-1" могла бы выполнить эту работу самостоятельно. Конструкция зонда "Джотто", была основан на конструкции магнитосферного спутника Geos, построенного компанией British Aerospace, которая включала твердотопливный двигатель Mage. Повторное тестирование конструкции аппарата без двигателя заняло бы много времени и увеличило бы финансовые затраты, поэтому ЕКА решило оставить его для зонда "Джотто". Отметив что капсула для возвращения образцов кометной пыли может удобно разместиться в пространстве, предназначенном для двигателя Mage, инженеры предложили, чтобы на зонде "Джотто II" возвращаемая капсула заменила его двигатель.
В нижней части зонда "Джотто", для защиты о ударов частиц пыли, устанавливался защитный экран - так называемый «бампер Уиппла», названный в честь своего изобретателя, астронома Фреда Уиппла. Во время сближения с кометой Галлея космический аппарат поворачивался защитным экраном в сторону своего полета. Бампер состоял из алюминиевой пластины толщиной в один миллиметр, предназначенной для разрушения, испарения и замедления частиц пыли и фрагментов кометы; 25-сантиметрового пустого пространства и кевларового листа толщиной 12 миллиметров, чтобы остановить частично испарившиеся, и частично фрагментированные частицы кометы, которые проникали через алюминиевый щит.
В случае с кометой Галлея ожидалось, что частицы пыль будут ударяться о бампер со скоростью до 68 километров в секунду. Инженеры отметили, что все 13 комет-кандидатов на миссию "Джотто II" были менее пыльными, и имели бы более низкую скорость удара пыли чем комета Галлея. Из-за этого зонд "Джотто II" нуждался в меньшем экранировании.
Цоу, Браунли и Олби посвятили большую часть своей работы описанию того, как космический аппарат сможет успешно улавливать пыль для возвращения ее образцов на Землю. Одна из предложенных систем улавливания была основанная на конструкции бампера Уиппла. Зонд будет использовать щит, изготовленный из сверхчистого материала, для испарения и замедления частицы пыли. Затем кометная пыль улавливалась бы по мере ее конденсации.
Инженеры также отметили, что тепловые одеяла со спутника Solar Maximum Mission (SMM), запущенного на околоземную орбиту 14 февраля 1980 года, продемонстрировали возможность захвата высокоскоростных частиц в неповрежденном состоянии. Было обнаружено, что многослойные майларовые одеяла, которые были возвращены на Землю на борту космического шаттла Челленжер в конце миссии STS 41-C (6-13 апреля 1984 года), собрали сотни микрометеоритов и частиц космического мусора.
Трое инженеров описали предварительные эксперименты, в которых газовые пистолеты использовались для стрельбы микрометеоритами и осколками стекла по материалам с низкой плотностью, таким как полимерные пены и волокнистые войлоки. Эксперименты показали, что такие материалы смогут улавливать, по крайней мере частично, фрагменты кометы и кометной пыли.
Встреча зонда "Джотто" с кометой Галлея произошла в период с 13 по 14 марта 1986 года. При максимальном сближении космический аппарат прошел всего в 596 километрах от ядра кометы. Ядро кометы размером 15 на 8 на 8 километров оказалось чрезвычайно темным, с мощными струями пыли и газа вырывающимися в космос.
Зонд "Джотто" получил повреждения от ударов частиц кометы. Один фрагмент кометы повредил и разрушил часть его конструкции, но большинство инструментов зонда продолжали работать после пролета кометы Галлея. ЕКА решило направить "Джотто" к другой комете.
2 июля 1990 года, через пять лет после запуска, зонд пролетел мимо Земли на расстоянии 16 300 километров, став первым межпланетным космическим аппаратом, получившим гравитационный импульс от Земли. Пролет позволил ему взять курс на комету 26/P Григга-Скьеллерупа, рядом с которой он прошел на расстоянии в 200 километров 10 июля 1992 года.
Установив, что на борту космического аппарата "Джотто" осталось менее семи килограмм гидразинового топлива, ЕКА выключило его 23 июля 1992 года. Инертный космический корабль пролетел мимо Земли во второй раз на расстоянии 219 000 километров 1 июля 1999 года.
К тому времени НАСА уже осуществляло миссию по возвращению образцов кометной пыли, в которой участвовали двое авторов проекта "Джотто II". В конце 1995 года Stardust стал четвертой миссией, выбранной для программы НАСА Discovery. Инженеры Браунли и Цоу, разработали систему захвата образцов кометной пыли для этого космического аппарата.
7 февраля 1999 года 380-килограммовый космический аппарат Stardust покинул Землю, и 2 января 2004 года пролетел мимо кометы 81/P Вильда (одного из 13 кандидатов на миссию "Джотто II") на расстоянии около 200 километров. Зонд улавливал частицы кометной пыли с помощью аэрогеля - материала на основе кремнезема который имеет чрезвычайно низкую плотность. Он был изобретен в 1930-х годах. Цзоу, Браунли и Олби, по-видимому, не знали об аэрогеле, когда предлагали свою миссию "Джотто II" в 1985 году.
Капсула космического аппарата Stardust вернулся на Землю 15 января 2006 года приземлившись на парашюте в штате Юта.
17 января 2006 года при открытии капсулы в Космическом центре имени Джонсона НАСА, в той же лаборатории, которая принимала лунные образцы миссий "Аполлон", было обнаружено, что 132 аэрогелевые ячейки содержат тысячи неповрежденных частиц кометной пыли. Последующий анализ показал, что некоторые из них, вероятно, сформировались рядом с другими звездами еще до рождения нашей Солнечной системы.
Ну а на сегодня у меня все! Спасибо за внимание.