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 Бетина (85Р Boethin), с которой аппарат должен был сблизиться 5 декабря 2008 г. Однако точные параметры орбиты цели не были известны: комета была открыта Лео Бетином 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 Бетина, 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 Бетина 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 13.6њ 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,њ        Rp, а.е.    Ra, а.е.    P, сут
16.12.2007       0.646њ	     0.9808      1.6402      548.0
16.01.2008       4.224њ	     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.


    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   4.240њ    0.9091    1.0896     364.88
29.01.2009   6.549њ    0.9817    1.0267     367.56