Станция Giotto была составной частью международного 'штурма' кометы Галлея в 1984-1986 гг., в котором участвовали пять специально запущенных аппаратов (советские 'Вега-1' и 'Вега-2', японские Sakigake и Suisei, европейская Giotto) и несколько 'привлеченных' американских аппаратов, наблюдавших комету с почтительного расстояния.

Художественное представление встречи Giotto и кометы Галлея

ВСТРЕЧА С КОМЕТОЙ ГАЛЛЕЯ

    Giotto ('Джотто') была первой АМС, созданной Европейским космическим агентством, и ей из всей 'галлеевской' флотилии предстояла самая тяжелая задача: сблизиться с ядром кометы и исследовать его с расстояния порядка 500 км. Задача считалась настолько самоубийственной, что на станцию не стали ставить запоминающее устройство. Все данные должны были идти в прямой передаче на Землю вплоть до гибели аппарата.
    Проект Giotto был утвержден в 1980 г. Аппарат был разработан на базе европейских геостационарных ИСЗ GEOS для исследования магнитосферы Земли (два КА запущены 20 апреля 1977 и 14 июля 1978 г.) и с использованием их запасных частей, а потому проект обошелся недорого - в 185 млн $. Головным подрядчиком была фирма British Aerospace Dynamics Group (Бристоль, Англия). КА имел сухую массу 583 кг, стартовую массу 960 кг и нес 58 кг научной аппаратуры.

АМС Giotto в сборочном помещении.

ВСТРЕЧА С КОМЕТОЙ ГАЛЛЕЯ

    Станция была запущена европейской PH Ariane 1 из Куру 2 июля 1985 г. в 11:23:13 UTC и в ночь с 13 на 14 марта 1986 г. сблизилась с ядром кометы Галлея. Навигацию Giotto на последнем этапе обеспечили данные советской АМС 'Вега-1', пролетевшей в 8889 км от ядра б марта, переданные в европейский ЦУП в Дармштадте через 26 часов после пролета. Траектория Giotto прошла примерно в 596 км от ядра; станция и комета сблизились на относительной скорости 68.37 км/с. Аппарат был стабилизирован вращением со скоростью 15 об/мин, причем ось вращения была направлена по вектору относительной скорости. Невращающаяся остронаправленная антенна смотрела на Землю.

Траектория встречи с кометой Галлея

ВСТРЕЧА С КОМЕТОЙ ГАЛЛЕЯ

    12 марта в 21:00 UTC на расстоянии 7.8 млн км были зарегистрированы водородные атомы кометы Галлея. Идя по стопам 'Вег', 13 марта в 19:00 Giotto прошел ударную волну и попал в кому. Он оказался единственным из пяти аппаратов, который в 5000 км от ядра проник в магнитную полость - область, где напряженность магнитного поля упала до нуля.
    От кометной пыли станция была защищена специальным противопылевым экраном, рассчитанным на частицы массой до 1 г (слой алюминия толщиной 1 мм и слой кевлара 12 мм, разделенные промежутком в 23 см). Благодаря ему станция выдержала за 122 минуты до пролета 12000 попаданий пылевых частиц суммарной массой 150 мг, из которых самая крупная весила 40 мг. Пылинки были двух типов - железокаменного состава и из летучих элементов.

Анимация встречи Giotto с кометой Галлея

ВСТРЕЧА С КОМЕТОЙ ГАЛЛЕЯ

    На подлете было выполнено 2112 снимков 15-километрового ядра с разрешением до 100 м, в основном неосвещенной стороны, и кратерообразных углублений с выходящими из них яркими струями газа и пыли на освещенной стороне. Активны были 10% площади ядра. Общее количество материала, испускаемого ядром кометы, было потом оценено в 30 тонн. Верхний слой органического состава имел плотность 0.3 г/см³ и альбедо 2-4%. В уходящем веществе были найдены вода, окись и двуокись углерода, метан, аммиак, следы железа и натрия. Количества легких элементов, кроме азота, оказались такими же, как на Солнце. Это доказывало первичность вещества кометы Галлея.
    Последние изображения ядра были переданы с расстояния 1372 км. За 7.6 сек до максимального сближения в аппарат угодила частица массой порядка 0.1-1 г, вызвав поворот вектора углового момента на 0.9њ. Началась нутация аппарата вокруг новой оси с периодом 16 сек и амплитудой 0.9њ, что повлекло временную потерю связи через остронаправленную антенну.
    Вопреки ожиданиям, аппарат не замолк окончательно. В течение 32 мин сигнал периодически пробивался, а затем аппарат восстановил ориентацию и связь. Последняя пылинка была зарегистрирована через 49 мин после пролета. Еще в течение суток КА вел измерения, а 15 марта в 02:00 UTC приборы станции были выключены.

Видео-ролик из изображений, полученных во время встречи с кометой Галлея

ВСТРЕЧА С КОМЕТОЙ ГАЛЛЕЯ

    Группа управления выяснила, что из 10 научных инструментов полностью вышли из строя цветная узкоугольная камера, нейтральный и ионный масс-спектрометры, по одному датчику пылевого детектора и анализатора плазмы ЭРА. Пострадал ряд служебных систем, но Giotto мог использоваться дальше. А так как на борту осталось 60 кг топлива, родилась идея направить станцию еще к одной комете.
    Несколько коррекций обеспечили условия для встречи с Землей 2 июля 1990 г., и 2 апреля 1986 г. аппарат был законсервирован - погружен в 'спячку'. И только 19 февраля 1990 г. был подан сигнал на включение аппарата. Всенаправленная антенна поймала его, и спустя 2 часа станция ответила. Расконсервация длилась неделю. Оказалось, что полностью исправны три прибора и частично - четыре.

Ядро кометы Галлея 14 марта 1986 г.

ВСТРЕЧА С КОМЕТОЙ ГАЛЛЕЯ

    2 июля 1990 г. в 10:01:18 UTC, ровно через 5 лет после запуска, Giotto прошел на расстоянии всего 22731 км от центра Земли, проводя измерения магнитного поля и энергичных частиц. Кстати, Giotto первым выполнил гравитационный маневр у Земли - американская станция Galileo повторила его пятью месяцами позже. Выйдя на орбиту с периодом 13.5 месяца, Giotto направился в точку встречи с кометой Григга-Скьеллерупа. Он был вновь погружен в спячку, из которой вышел только вечером 9 июля 1992 г., накануне встречи с кометой.
    Она произошла 10 июля, за 12 суток до прохождения кометой перигелия. Giotto нацеливали прямо в ядро, но он промахнулся и в 15:30 UTC прошел в 100-200 км от цели на относительной скорости 13.99 км/с. По комете работали семь инструментов. В соответствии с прогнозом, она оказалась спокойной и производила в 100-200 раз меньше газа и пыли, чем комета Галлея. В аппарат попало всего три частицы массой до 30 мг. Кометные ионы регистрировались с расстояния 450-600 тыс км. Ударную волну удалось уверенно засечь только при отлете. Магнитное поле оказалось посильнее, чем у Галлея, магнитной полости не было, вблизи кометы были отмечены необычные магнитные волны длиной около 1000 км. Рассеяние света на пылевых частицах позволило засечь два пика яркости комы. Один совпал с моментом пролета, а второй через минуту с небольшим так и не удалось объяснить.

Ядро кометы Галлея 14 марта 1986 г.

ВСТРЕЧА С КОМЕТОЙ ГАЛЛЕЯ

    11 июля в 03:00 были выключены научные инструменты. После новых коррекций, обеспечивающих встречу с Землей в 1999 г., станция была оставлена на орбите с наклонением 5.5353њ, большой полуосью 1.0827 а.е., эксцентриситетом 0.081274 и периодом 1.127 года. На борту осталось от 1 до 7 кг топлива - явно недостаточно для каких-либо маневров, и 23 июля 1992 г. аппарат был выключен окончательно.
    1 июля 1999 г. Giotto снова сблизился с Землей, на этот раз просто как пассивное небесное тело. Станция прошла в 02:40 UTC на минимальном расстоянии 220000 км, почти вдвое ближе Луны, имея относительную скорость 3.5 км/с. Гиперболическая траектория станции имела наклонение 90.38њ, т.е. была перпендикулярна экватору. Giotto пришел со стороны Южного полюса, показался над Южной Атлантикой и Южной Америкой и удалился на северо-запад. Перигей лежал над точкой 45.79њ ю.ш., 22.61њ з.д. ЕКА опубликовало параметры орбиты, но сообщений о телескопических наблюдениях не поступило.

---