Стардаст
'Стардаст' — космический аппарат НАСА, предназначенный для исследования кометы Вильда 2.
Название проекта и аппарата 'Stardust' можно перевести с английского как 'звездная пыль': оно является соединением слов star и dust. Также слово stardust в английском языке означает что-то, вызывающее чувство волшебного, чудесного, или субъект, обладающий такими свойствами.
Основная миссия
Реализация проекта создания автоматической межпланетной станции для исследования кометы была начата в 1995 году в рамках программы NASA 'Discovery'. 'Стардаст' стала первой американской АМС, специально созданной для исследования кометы и доставки кометного вещества на Землю.
Космический аппарат был разработан и изготовлен компанией Lockheed Martin Astronautics. Стоимость работ составила 128,4 млн долларов, еще 37,2 млн долларов было затрачено на управление, которое осуществлялось Центром управления LMA при поддержке Лаборатории реактивного движения.
132 ячейки возвращаемой капсулы аппарата заполнены уникальным материалом — силиконовым аэрогелем. Это вещество отличается уникальными характеристиками, в частности — сверхнизкой плотностью. Именно поэтому аэрогель способен затормозить летящие на чрезвычайно высокой скорости частицы без их перегрева, позволяя предотвратить разрушение даже органических молекул, если они окажутся на этих частицах.
Станция была запущена 7 февраля 1999 года в 21:04:15 UTC с космодрома на мысе Канаверал с помощью ракеты-носителя 'Дельта-2'.
Схема запуска предусматривала промежуточное выведение на орбиту искусственного спутника Земли. Через 28 минут после старта произошло отделение третьей ступени ракеты-носителя, после чего при помощи бортовых двигателей было погашено вращение аппарата, а еще через 4 минуты развернуты и ориентированы на Солнце его солнечные батареи. По прошествии 51 минуты с момента старта сигнал станции был получен антенной Сети дальней связи в г. Канберра.
Международное регистрационное обозначение, полученное аппаратом в каталоге Космического командования США — 1999-003A, номер — 25618. После своего четвертого включения вторая ступень ракеты-носителя осталась на околоземной орбите. Третья ступень 'Дельты' достигла второй космической скорости и вышла на межпланетную траекторию.
8 февраля 1999 года АМС прошла в 53 400 километрах от Луны, а ко 2 января 2004 года аппарат достиг своей цели, сблизившись с кометой Вильда 2 на расстояние 240 километров. Была проведена детальная фотосъемка поверхности кометы, собраны образцы вещества из хвоста кометы и проведены другие научные исследования.
Помимо основной задачи, аппарат выполнял фотографирование Луны, а также 2 ноября 2002 года сблизился с небольшим астероидом Аннафранк, находящимся в основном поясе астероидов между Марсом и Юпитером, и сделал более 70 фотоснимков поверхности этого небесного тела. Кроме кометных частиц, аппарат собирал образцы космической пыли.
15 января 2006 года капсула с образцами кометного вещества вернулась на Землю. На скорости 46 446 км/ч она вошла в атмосферу Земли и успешно приземлилась в пустынной местности штата Юта.
После вскрытия капсулы стало ясно, что миссия выполнена успешно — захвачено порядка 30 крупных и мелких частиц кометного вещества.
За время своего полета зонд преодолел более 4,6 млрд км. В настоящее время зонд находится в работоспособном состоянии, и специалисты НАСА изучают возможности по его дальнейшему использованию.
Анализ результатов
Предварительная обработка
На начальную обработку и классификацию образцов, доставленных аппаратом 'Стардаст', проект отводит 6 месяцев.
В феврале NASA опубликовало первый отчет доктора Питера Цоу о предварительных результатах обработки фрагментов аэрогеля с отпечатками частиц. Вслед за начальной серией обработки аэрогеля с помощью томографа в рентгеновском диапазоне и in situ по специальной технологии, ранее разработанной в Лаборатории наук о космосе университета Беркли, и в Ливерморской национальной лаборатории имени Лоуренса, изготовлена первая 'пластинка'-клинышек — микросрез аэрогеля с отпечатком следа частицы. Такие 'пластинки' уже можно изучать с помощью различных анализирующих электронных инструментов.
К настоящему времени в добытых зондом фрагментах пыли обнаружены химические элементы магний, алюминий, хром, никель, марганец, медь, галлий и, неожиданно, — изотоп железа Fe — достаточно 'молодое' вещество, что меняет многие представления о формировании Солнечной системы.
Stardust@Home
НАСА обратилось к Интернет-сообществу с просьбой принять участие в анализе миллионов снимков, которые предполагается сделать под микроскопом при изучении наполнителя капсулы. Для этого в Лаборатории наук о космосе Калифорнийского университета организован проект Stardust@Home. Он похож на проекты сетевых распределенных вычислений, такие, как SETI@Home, но, в отличие от них, вместо использования ресурсов компьютеров добровольцев, для изучения фотографий используется помощь самих добровольцев, то есть относится к проектам гражданской науки. 1 августа 2006 проект начал работу в сети.
Благодаря проекту в 2010 году был найден один из фрагментов космической пыли. Ее нашел Брюс Хадсон — обычный канадец. Он подключил свой домашний компьютер к он-лайн программе Stardust@Home, и сделал свое открытие неожиданно. Согласно желанию Хадсона, первая частица межзвездной пыли получила собственное название 'Орион'.
Продленная миссия
После окончания основной миссии 'Stardust' специалисты из НАСА решили направить аппарат к комете Темпеля 1 которая ранее была исследована КА 'Дип Импакт' — Стардаст должен заснять изменения на поверхности кометы, вызванные сбросом 'Дип Импакт' на нее 350-килограммового снаряда 'Импактор'. Продленная миссия получила название NExT.
14 февраля 2011 года Стардаст сблизился с кометой Темпеля 1 до 181 километра и сделал 72 снимка.
Окончание миссии
Хотя после выполнения программы NExT аппарат оставался в исправном состоянии, истощение запасов топлива сделало невозможным его дальнейшую эксплуатацию. 25 марта 2011 года в 2:00 мск 'Стардаст' начал последний маневр, в котором он сжег остатки топлива. После этого передатчики зонда были выключены.