Ровно год остался до цели полета американской АМС Stardust. Запущенная 7 февраля 1999 г. станция совершит 4 января 2004 г. пролет вблизи ядра кометы Вильда-2 и соберет образцы кометной пыли, чтобы еще через 2 года доставить их на Землю.
    А 2 ноября 2002 г. с успехом прошла генеральная репетиция встречи с кометой. В ее роли выступил небольшой астероид (5535) Аннефранк. Возможность встречи с ним обнаружил и просчитал сотрудник навигационной группы Stardust Чэньвань Йень из Лаборатории реактивного движения. Пролет был спланирован и осуществлен в весьма короткие сроки: еще в августе о нем говорилось лишь как о возможном дополнении плана миссии. И вот - он уже позади и данные приняты на Земле. Но обо всем по порядку.
    3 сентября аппарат выполнил важный тест бортовой программы обработки изображений навигационной камеры и точности сканирования. Нужно это при поиске слабых объектов, одним из которых является цель полета станции. Для сокращения объема передаваемой на Землю информации на борт заранее закладывается ожидаемая 'картинка' ярких светил вблизи кометы, с которой бортовой компьютер сравнивает снимок навигационной камеры. Как только удается совместить одно с другим, отпадает необходимость передавать весь снимок - достаточно вырезать из него лишь те участки, где находятся опорные звезды и где должна быть цель.

ПРОЛЕТ АСТЕРОИДА АННЕФРАНК

Астероид Аннефранк (Annefrank) обращается вокруг Солнца по почти круговой орбите с наклонением 4.25њ, перигелием 2.073 а.е., афелием 2.352 а.е. и периодом 3.291 года. По видимой звездной величине (14.2m) его диаметр оценивался в 4 км.     Открыл его в 1942 г. германский астроном Карл Рейнмут, опытный охотник за астероидами. Долгие годы астероид ?5535 оставался безымянным, а потом был назван в память об Анне Франк, девушке-еврейке из Германии, погибшей в концлагере в 1945 г. 'Дневник Анны Франк', изданный в 1947 г., стал всемирно известной книгой.     В то время, когда это имя было дано одному из астероидов, в их названиях еще не допускались ни пробелы, ни заглавные буквы в середине, поэтому название Аннефранк и выглядит так странно.

ПРОЛЕТ АСТЕРОИДА АННЕФРАНК

    Во время теста - при сканировании зеркалом навигационной камеры угла в 180њ с шагом 10њ - было сделано 23 снимка, 5 полных и 18 'обрезанных'. Их передача на Землю затянулась более чем на месяц из-за большого объема и низкой пропускной способности радиолинии. В процессе передачи выяснилось, что часть 'обрезанных' снимков не получилась - изображения звезд оказались слишком слабыми или смазанными, и компьютер их не опознал. Для контроля сделали снимок калибровочной лампы и нашли причину: за год вновь накопилось загрязнение поверхности регистрирующей ПЗС-матрицы, хотя оно было менее заметным, чем раньше. Зато снимок, сделанный через перископ, оказался лучше ожидаемого.
    Чтобы устранить загрязнение, в начале октября на трое суток были включены нагреватели ПЗС-матрицы и мотора сканирующего зеркала.
    9 октября была проведена коррекция траектории станции - Stardust свернул с прямого пути и направился к астероиду Аннефранк. Интересно, что решение о пролете астероида (и цель этого маневра соответственно) были объявлены лишь через неделю, 16 октября.
    На Земле тем временем ударными темпами шло тестирование версии ПО для сопровождения ядра кометы, доработанной по результатам сближения станции Deep Space 1 с кометой Боррелли в 2001 г. Программу эту разработал д-р Шиам Бхашаран (Shyam Bhasharan) и протестировал Дэвид Гингрич (David Gingerich). На борт она было загружена 29 октября, всего за 4 дня до пролета.
    Встреча с астероидом была запланирована исключительно как техническое испытание, научные задачи не ставились. Цель состояла в отработке бортового ПО поиска и автоматического сопровождения цели на реальном объекте, т.е. в обнаружении астероида и его сопровождении в течение 25 мин со съемкой навигационной камерой. Минимальное расстояние - 3000 км - было выбрано таким, чтобы станция не могла пострадать от пыли или, не дай бог, столкнуться с каким-нибудь мелким спутником Аннефранк. Бортовые алгоритмы, ответственные за определение нештатной ситуации и переход в защитный режим, не отключались: пусть лучше эксперимент сорвется, чем аппарат пострадает.
    2 ноября в 04:50 UTC станция Stardust прошла на расстоянии приблизительно 3300 км от астероида Аннефранк. Относительная скорость станции и малой планеты составляла 7 км/с. Хотя ученые не ожидали найти астероидную пыль на таком расстоянии, на всякий случай были включены и работали оба бортовых анализатора пыли - американский прибор DMFI и германский CIDA, - была открыта и основная ловушка пылевых частиц.
    Геометрия подхода была менее благоприятной, чем предстоит в январе 2004 г.: лишь малая часть поверхности Аннефранк была освещена. Ожидаемый блеск астероида находился ниже нижней границы чувствительности камеры (11m). Чтобы вывести станцию на цель, навигаторы из JPL делали многократные длительные экспозиции и подвергали их специальной обработке и суммированию на Земле - но астероида видно не было.
    31 октября и 1 ноября Stardust имел наивысший приоритет среди АМС, с которыми работает Сеть дальней связи NASA. За 12 часов до встречи астероид все еще не был обнаружен на снимках. Это не очень беспокоило операторов: алгоритм сближения был построен так, что появление цели всего за 20 мин до сближения уже было достаточным для отработки программы. За 6 часов до сближения на станцию был отправлен уточненный файл конфигурации с более длинными экспозициями съемки на начальном этапе сближения.

ПРОЛЕТ АСТЕРОИДА АННЕФРАНК

Вверху: Астероид Аннефранк, снятый почти с минимального расстояния, после компьютерной обработки. Длина астероида достигает 8 км, альбедо оценивается в 10-20%. На снимке навигационной камеры Stardust видны несколько кратеров диаметром в сотни метров Внизу: Тот же снимок был окрашен, чтобы подчеркнуть отличия в яркости отдельных участков поверхности из-за различных ее свойств и различной высоты Солнца над горизонтом.

ПРОЛЕТ АСТЕРОИДА АННЕФРАНК

    Наконец, 2 ноября в 04:00 операторы зафиксировали запрограммированный разворот станции. Дальнейшее проходило вне связи с Землей - чтобы отследить астероид, станции пришлось повернуться на 60њ от своей обычной ориентации и работать не от солнечных батарей, а от аккумуляторов. Лишь через 30 мин после пролета станция Сети дальней связи вблизи Канберры приняла сигнал КА Stardust и стало ясно, что аппарат в полном порядке и блестяще отработал программу. Эксперимент удался: станция сделала более 70 снимков астероида, причем примерно на 60 из них он находился точно в центре поля зрения.

Астероид Аннефранк, снятый почти с минимального расстояния, после компьютерной обработки. Длина астероида достигает 8 км, альбедо оценивается в 10-20%. На снимке навигационной камеры Stardust видны несколько кратеров диаметром в сотни метров

ПРОЛЕТ АСТЕРОИДА АННЕФРАНК

    4 ноября были опубликованы первые результаты пролета. Астероид Аннефранк оказался неправильной формы и был покрыт кратерами - это никого не удивило. Он оказался примерно вдвое больше, чем выходило из оценки по блеску, и имел в длину 7-8 км. Это объясняло трудности при поиске - раз объект больше, значит его поверхность менее яркая.
    Тем не менее снимки, сделанные с близкого расстояния, оказались вполне приличными - даже более детальными, чем ожидалось. Прием их был закончен к 15 ноября. Итог эксперимента подвел Томас Даксбери, менеджер проекта Stardust от JPL: 'Мы узнали много такого, что улучшит нашу работу у Вильда-2: но если бы Аннефранк был Вильдом-2, мы бы имели успех'.
    Коррекция, запланированная после встречи с Аннефранк, была отменена: траектория и без нее вполне соответствовала заданной. Так как за несколько месяцев положение АМС относительно потока межзвездной пыли изменилось, аэрогелевая ловушка была повернута перпендикулярно к потоку.
    В середине ноября был проведен эксперимент по приему сигнала Stardust антенной сети VLBA в штате Нью-Мексико. Он прошел успешно, и в будущем антенны VLBA, возможно, будут привлекаться для получения навигационной информации о полете АМС.

Тот же снимок был окрашен, чтобы подчеркнуть отличия в яркости отдельных участков поверхности из-за различных ее свойств и различной высоты Солнца над горизонтом

ПРОЛЕТ АСТЕРОИДА АННЕФРАНК

    В сеансе 20 ноября на борт была отправлена 'заплатка' к ПО, устраняющая найденную в нем ошибку. В полете она не проявилась, но могла бы 'сыграть' при перезагрузке бортового компьютера.
    9 декабря был закончен второй этап сбора межзвездной пыли, который продолжался 126 суток. В соответствии с заданной программой ловушка была спрятана в возвращаемую капсулу. Последние операции, связанные с пролетом астероида, были завершены, и аппарат вернулся в нормальную полетную конфигурацию. Теперь с ним почти год не будет происходить ничего интересного.