Giotto (sonda kosmiczna)

Z Wikipedii

Giotto
Zaangażowani	ESA (Europa)
Indeks COSPAR	1985-056A
Rakieta nośna	Ariane 1
Miejsce startu	Kosmodrom Kourou, Gujana Francuska
Cel misji	kometa Halleya
Cel misji	26P/Grigg-Skjellerup
Orbita (docelowa, początkowa)
Okrążane ciało niebieskie	Słońce
Perycentrum	0,733 j.a.
Apocentrum	1,04 j.a.
Okres obiegu	304,6 d
Nachylenie	2,09°
Czas trwania
Początek misji	2 lipca 1985 (11:23:13 GMT)
Koniec misji	23 lipca 1992
Wymiary
Wymiary	śr. 1,85 m; dł. 2,85 m
Masa całkowita	582,7 kg

Giotto to bezzałogowa sonda Europejskiej Agencji Kosmicznej zbudowana specjalnie do badań komety Halleya. Statek utworzył wraz ze statkami innych państw tzw. Armadę Halleya. Sondzie Giotto zawdzięczamy pierwsze w historii bezpośrednie zdjęcia jądra kometarnego. Sonda zdobyła je przelatując zaledwie 596 km od komety. Giotto był też pierwszym statkiem, który powrócił z głębokiej przestrzeni i zbliżył się do Ziemi.

Sonda została nazwana na cześć średniowiecznego włoskiego malarza Giotto di Bondone.

Spis treści 1 Parametry orbity 2 Ładunek 3 Cele naukowe 4 Opis misji 5 Linki zewnętrzne

[edytuj] Parametry orbity

• do 2 lipca 1985 do 14 marca 1986 (00:03 UTC) orbita okołosłoneczna: 0,723 x 1,037 j.a.; 301,28 d; 2,1009289°
• 14 marca 1986 (00:03 UTC) zbliżenie do komety 1P/Halley na odl. 596 km
• od 14 marca 1986 do 4 kwietnia 1986 orbita okołosłoneczna: 0,723 x 1,037 j.a.; 301,28 d; 2,1009289°
• od 4 kwietnia 1986 do 10 lipca 1992 (15:18:43 UTC) orbita okołosłoneczna: 0,733 x 1,04 j.a.; 304,6 d; 2,0901464°
• 10 lipca 1992 (15:18:43 UTC) zbliżenie do komety 26P/Grigg-Skjellerup na odl. 200 km
• od 10 lipca 1992 orbita okołosłoneczna: 0,733 x 1,04 j.a.; 304,6 d; 2,0901464°

[edytuj] Ładunek

Ładunek naukowy składał się z 10 eksperymentów: wąskokątnego aparatu fotograficznego, trzech spektrometrów masowych, różnych detektorów pyłu, fotopolarymetru i zestawu eksperymentów plazmy. Wszystkie eksperymenty działały prawidłowo i przesłały unikalne dane naukowe, z których, chyba najważniejsze, były zdjęcia przedstawiające jądro komety.

• HMC (Halley Multicolor Camera - Wielokolorowy Aparat Fotograficzny Komety Halleya)
• NMS (Neutral Mass Spectrometer - Spektrometr Masowy Gazów Obojętnych)
• IMS (Ion Mass Spectrometer - Spektrometr Masowy Jonów)
• PIA (Particle Impact Analyser - Analizator Uderzeń Cząstek)
• JPA (Three-dimensional Positive Ion Analyser - Trójwymiarowy Analizator Jonów Dodatnich)
• RPA (Retarding Potential Analyser)
• MAG (MAGnetometr)
• DID (Dust Impact Detector - Detektor Uderzeń Pyłu)
• OPE (Optical Probe Experiment - Eksperyment Próbnika Optycznego)
• EPA (Energetic Particle Analyser - Analizator Cząstek Energetycznych)
• GRE (Radio Science Experiment - Radiowy Eksperyment Naukowy)

[edytuj] Cele naukowe

1. uzyskanie kolorowych fotografii jądra;
2. określenie składu chemicznego (na poziomie pierwiastków) i izotopowego komy – tj. gazowej otoczki jądra komety;
3. scharakteryzować procesy zachodzące w atmosferze i jonosferze kometarnej;
4. określenie składu pierwiastkowego i izotopowego cząstek pyłu;
5. zmierzyć całkowitą produkcję gazów, objętościową i masową produkcję pyłu oraz określić współczynnik gazu do pyłu;
6. zbadać makroskopowy układ przepływu plazmy będący rezultatem interakcji kometa – wiatr słoneczny.

[edytuj] Opis misji

Giotto został przygotowany specjalnie dla badań komety P/Halleya, która w 1986 roku miała przejść przez peryhelium swojej okołosłonecznej orbity. Sonda wystartowała z Ziemi na pokładzie rakiety nośnej Ariane 1 (2 lipca 1985), by po ponad ośmiu miesiącach zbliżyć się do komety (13 marca 1986) – Giotto znajdował się wówczas w odległości 0,89 j.a. od Słońca i 0,98 j.a. od Ziemi, tworząc z linią kometa-Słońce, kąt 107 stopni.

Na czternaście sekund przed zbliżeniem, Giotto został uderzony przez "dużą" cząstkę pyłu. Uderzenie to spowodowało przesunięcie wektora momentu kątowego (angular momentum vector) o 0,9°, i statek zaczął wykonywać ruch nutacyjny wokół nowej osi z okresem 16 s i amplitudą 0,9°. Przez następne 32 minuty dane były odbierane w sposób przerywany. Niektóre instrumenty uległy różnym uszkodzeniom przez ten okres czasu. Inne (np.: czujniki detektora pyłu, camera baffle, deflecting mirror), zostały wystawione na działanie cząsteczek pyłu powodujących degradację przyrządów. Mimo tego, większość przyrządów przetrwała to zbliżenie z małymi lub nieznaczącymi uszkodzeniami. W wątpliwym stanie lub częściowo uszkodzone były: aparat fotograficzny (później przestał działać w ogóle) i jeden z analizatorów plazmy (RPA). Całkowicie przestały działać: spektrometry masowe i po jednym czujniku z detektorów pyłu i analizatorów plazmy (JPA).

Podczas rozszerzonej misji Giotto wykonał przelot koło Ziemi w odległości 16300 km (2 lipca 1990, 10:01:18 UTC). Było to pierwsze zbliżenie do Ziemi wykonane przez statek wracający z głębokiej przestrzeni kosmicznej. Podczas tego przejścia, statek dokonał pomiarów pola magnetycznego i cząstek energetycznych. Giotto, wykorzystując efekty grawitacyjne przelotu koło Ziemi (tzw. efekt procy), pomyślnie dotarł do komety P/Grigg-Skjellerupa (10 lipca 1992). Giotto zbliżył się do komety na odl. 200 km, z prędk. (względem niej) 13,99 km/s. Odległość od Słońca wynosiła 1,01 j.a., a od Ziemi - 1,43 j.a.. Instrumenty zostały włączone wieczorem 9 lipca. Osiem eksperymentów wykazało zadziwiającą sprawność i zebrało unikalne dane. Johnstone Plasma Analyser wykrył pierwszą obecność jonów kometarnych w odl. 600000 km od jądra (12 godzin przed zbliżeniem). Dust Impact Detectors (Detektory Uderzeń Pyłu) zanotowały pierwsze zderzenie z większą cząstką o godz. 15:30:56. Wtedy też wykryto łuk i fale uderzeniowe oraz obszary przyspieszeniowe (acceleration regions).

23 lipca 1992 praca Giotto została oficjalnie przerwana, po tym jak dokonano wszelkich przygotowań statku do jego trzyletniego uśpienia. Na pokładzie został tylko 1-7 kg paliwa, ilość niewystarczająca do wykonania jakichkolwiek szerokich manewrów w przyszłości. Giotto raz jeszcze przeleciał koło Ziemi, w dniu 1 lipca 1999 w odległości 219000 km (02:40 UTC). Statek porusza się z prędkością ok. 3,5 km/s, względem Ziemi.

Konstrukcja statku była oparta, na konstrukcji statku ESA – GEOS. Sonda była stabilizowana obrotowo, z prędkością 15 obr./min. 1,5 m antena talerzowa, pracująca w paśmie X, była ciągle nastawiana, w celu skierowania jej w stronę Ziemi. Korpus statku, w kształcie cylindra, składał się (wewnątrz) z trzech platform: górnej (grubość 30 cm), głównej (40 cm) i platformy eksperymentów (30 cm). Na szczycie statku zamontowany był trójnóg otaczający antenę dużego zysku. Wydłużał on statek do 2 metrów i 85 cm. Główny silnik był umieszczony w środku cylindra, z dyszą wystającą na spodzie statku. Sonda posiadała osłonę przeciwpyłową. Składała się ona z wierzchniej warstwy aluminium (grubości 1 mm) oraz 12 mm warstwy kevlaru, oddzielonych od siebie pustą przestrzenią. Osłona taka, chroniła statek przed uderzeniami cząstek o wadze do 1 grama.

Największe zbliżenie do komety Halleya odbyło się w odległości 596 km, choć projektanci misji chcieli by statek przeszedł w odległości 500 km.

[edytuj] Linki zewnętrzne

• oficjalna strona misji (en)
• artykuł w Nature o misji Giotto (en)