Giotto (kosmická loď) - Giotto (spacecraft)

Giotto
Giotto spacecraft.jpg
Umělcova koncepce Giotto kosmická loď
OperátorEvropská kosmická agentura
ID COSPARU1985-056A
SATCAT Ne.15875
webová stránkaOficiální stránky na ESA.int
Trvání mise7 let a 1 měsíc (spuštění do deaktivace)
Vlastnosti kosmické lodi
Odpalovací mše582,7 kg (1285 lb)
Napájení196 W.
Začátek mise
Datum spuštění11:23:00, 2. července 1985 (UTC) (1985-07-02T11: 23: 00Z)
RaketaAriane 1
Spusťte webGuyanské vesmírné středisko
Konec mise
Deaktivováno23. července 1992 (1992-07-23)
Orbitální parametry
Referenční systémHeliocentrický[1]
Excentricita0.17334
Perihelion nadmořská výška0.73 AU
Aphelion nadmořská výška1,04 AU
Sklon2.09°
Doba304,6 dnů
Epocha10. července 1992, 15:18:43 UTC
Průlet kolem Kometa Halley
Nejbližší přístup14. března 1986
Vzdálenost596 km (370 mi)
Průlet kolem Země
Nejbližší přístup2. července 1990
Vzdálenost22,730 km (14,120 mi)
Průlet kolem Kometa Grigg-Skjellerup
Nejbližší přístup10. července 1992
Vzdálenost200 km (120 mi)
Giotto dědictví mise insignie
Starší odznaky ESA pro EU Giotto mise

Giotto byl evropský robotická kosmická loď mise z Evropská kosmická agentura. Kosmická loď přiletěla a studovala Halleyova kometa a tím se stala první kosmickou lodí, která provedla detailní pozorování komety. Dne 13. března 1986 se kosmické lodi podařilo přiblížit se k Halleyovu jádru ve vzdálenosti 596 kilometrů. To bylo pojmenováno po Early Italská renesance malíř Giotto di Bondone. Pozoroval Halleyovu kometu v roce 1301 a nechal se inspirovat, aby ji zobrazil jako betlémská hvězda v jeho obraze Klanění tří králů.

Mise

Giotto trajektorie

Původně byla plánována partnerská sonda Spojených států, která bude doprovázet Giotto, ale toto propadlo kvůli rozpočtovým škrtům na NASA. Existovaly plány mít pozorovací zařízení na palubě a Raketoplán na oběžné dráze nízké Země kolem doby Giotto'průlet, ale oni zase propadli s Vyzývatel katastrofa.

Z plánu se pak stala kooperativní armáda pěti vesmírných sond včetně Giotto, dva z Sovětský svaz je Program Vega a dva z Japonska: Sakigake a Suisei sondy. Myšlenka byla pro japonské sondy a již existující americkou sondu International Cometary Explorer provést měření na dlouhé vzdálenosti, poté ruský Vegas, který by lokalizoval jádro, a výsledné informace zaslané zpět by to umožnily Giotto přesně zaměřit velmi blízko jádra. Vzhledem k tomu, že Giotto projde tak blízko jádra, byla ESA většinou přesvědčena, že nepřežije toto střetnutí, protože kosmická loď narazila velmi vysokou rychlostí do mnoha prachových částic z komety. Koordinovaná skupina sond se stala známou jako Halley Armada.

Design

Obrázek Giotto kosmická loď během stavby

Kosmická loď byla odvozena z GEOS výzkumný satelit vyrobený společností British Aerospace ve Filtonu v Bristolu a upravený přidáním protiprachového štítu (Whipple štít ), jak navrhuje Fred Whipple, který sestával z tenkého (1 mm) hliníkového plechu odděleného mezerou a silnějším Kevlar prostěradlo. Později Hvězdný prach kosmická loď použije podobný štít Whipple. Maketa kosmické lodi sídlí v hangáru Bristol Aero Collection v Filton, SPOJENÉ KRÁLOVSTVÍ.

Časová osa

Zahájení

Mise byla schválena ESA v roce 1980 a zahájena dne Ariane 1 raketa (let V14) dne 2. července 1985 z Kourou, Francouzská Guyana. Plavidlo bylo řízeno Evropskou kosmickou agenturou Zařízení ESOC v Darmstadt (tehdy západní Německo) původně v Geostacionární oběžná dráha přenosu (GTO), pak ve fázi blízké Zemi (NEP) před delší fází plavby až po střetnutí. Zatímco v GTO řada zabitých a roztočovacích manévrů (na 90 RPM ) byly provedeny v rámci přípravy na odpálení motoru Apogee Boost Motor (ABM), i když na rozdíl od geostacionární oběžná dráha, byla vystřelena ABM pro Giotta perigeum. Stanovení a řízení polohy použilo data slunečního pulzu a infračerveného zemského senzoru v telemetrii k určení orientace kosmické lodi.

Halleyovo setkání

The sovětský Vega 1 začal vracet snímky Halleye 4. března 1986 a vůbec prvního z jeho jádra, a přeletěl 6. března, následovaný Vega 2 přeletí 9. března. Nejbližší přístup Vega 1 k Halleymu byl 8 889 km.

Giotto úspěšně prošel Halley dne 14. března 1986 ve vzdálenosti 596 km a překvapivě přežil, přestože byl zasažen malými částicemi. Jeden náraz způsobil, že se točí mimo svou stabilizovanou osu rotace, takže její anténa již ne vždy mířila na Zemi a její prachový štít již nechránil její nástroje. Po 32 minutách Giotto znovu se stabilizovala a pokračovala ve sběru vědeckých dat.

Další dopad zničil vícebarevnou kameru Halley, ale ne dříve, než při nejbližším přiblížení vyfotografovala jádro.

Comet Halley v nejbližším přiblížení kosmické lodi Giotto

První průlet Země

Giotto'Trajektorie byla upravena pro průlet Země a její vědecké přístroje byly vypnuty 15. března 1986 v 02:00 UTC.

Setkání Grigg-Skjellerup

Giotto byl přikázán probudit se 2. července 1990, když letěl kolem Země, aby vystřelil na další kometární setkání.

Sonda poté letěla kolem Kometa Grigg-Skjellerup dne 10. července 1992 se přiblížila na vzdálenost asi 200 km. Poté byl Giotto dne 23. července 1992 opět vypnut.

Druhý průlet Země

V roce 1999 Giotto provedl další průlet Země, ale nebyl znovu aktivován.

Vědecké výsledky

Snímky ukázaly, že Halleyovo jádro je tmavé tělo ve tvaru arašídu, 15 km dlouhé a 7 km až 10 km široké. Pouze 10% povrchu bylo aktivní, přičemž na sluncem zalité straně byly vidět nejméně tři odplyňovací trysky. Analýza ukázala, že kometa vznikla před 4,5 miliardami let z těkavých látek (hlavně ledu), které kondenzovaly na mezihvězdné prachové částice. Od svého vzniku zůstal prakticky nezměněn.

Naměřený objem materiálu vyvrženého společností Halley:

Giotto našel Halleyovo jádro tmavé, což naznačovalo hustou vrstvu prachu.[2]

Povrch jádra byl drsný a porézní kvality s hustotou celého jádra až 0,3 g / cm3.[2] Sagdeevův tým odhadl hustotu 0,6 g / cm³,[3] ale S. J. Peale varoval, že všechny odhady mají chybové pruhy příliš velké, aby byly informativní.[4]

Bylo zjištěno, že množství vyvrženého materiálu bylo tři tuny za sekundu[5] po sedm trysek, a to způsobilo, že se kometa kolísala po dlouhou dobu.[2]

Vyvržený prach měl většinou pouze velikost částic cigaretového kouře masy od 10 až 0,4 g. (Vidět Řády (hmotnost).) Hmotnost částice, která zasáhla Giotto a poslal to točení nebylo měřeno, ale z jeho účinků - to také pravděpodobně odlomilo kus Giotto[5]—Hmotnost byla odhadnuta mezi 0,1 g a 1 g.[2]

Byly pozorovány dva druhy prachu: jeden s uhlíkem, vodíkem, dusíkem a kyslíkem; druhá s vápníkem, železem, hořčíkem, křemíkem a sodíkem.[2]

Poměr hojnosti světelných prvků komety kromě dusíku (tj. Vodík, uhlík, kyslík) byl stejný jako u Slunce. Z toho vyplývá, že složky Halley patří k nejprimitivnějším ve sluneční soustavě.

Přístroje plazmového a iontového hmotnostního spektrometru ukázaly, že Halley má povrch bohatý na uhlík.

Úspěchy kosmické lodi

  • Giotto učinil co nejblíže Halleyově kometě a poskytl nejlepší data pro tuto kometu.[6]
  • Giotto byla první kosmickou lodí, která poskytla podrobné snímky kometárního jádra.[7]
  • Giotto byla první kosmickou lodí, která provedla těsný průlet dvou komet. Mladou a aktivní kometu Halley lze přirovnat ke staré kometě 26P / Grigg – Skjellerup.
  • Giotto byla první kosmickou lodí, která se vrátila z meziplanetárního prostoru a provedla výboj Země.
  • Giotto byla první kosmická loď, která byla znovu aktivována z režimu hibernace.
  • Giotto byla první kosmickou lodí, která použila Zemi pro gravitační asistenci.[8]

Viz také

Poznámky

  1. ^ „Hlavní katalog NSSDCA - Giotto - podrobnosti trajektorie“. nssdc.gsfc.nasa.gov. NASA. Citováno 21. června 2016.
  2. ^ A b C d E „Věda a technologie ESA: Halley“. ESA. 10. března 2006. Citováno 22. února 2009.
  3. ^ RZ Sagdeev; PE Elyasberg; VI Moroz (1988). „Je jádro komety Halley tělo s nízkou hustotou?“. Příroda. 331 (6153): 240. Bibcode:1988Natur.331..240S. doi:10.1038 / 331240a0.
  4. ^ S. J. Peale (listopad 1989). „Na hustotu Halleyovy komety“. Icarus. 82 (1): 36–49. Bibcode:1989Icar ... 82 ... 36P. doi:10.1016/0019-1035(89)90021-3.
  5. ^ A b J. A. M. McDonnell; et al. (15. května 1986). "Hustota prachu a distribuce hmoty poblíž komety Halley z pozorování Giotto". Příroda. 321 (6067): 338–341. Bibcode:1986 Natur.321..338M. doi:10.1038 / 321338a0.
  6. ^ Curdt, W .; Wilhelm, K .; Craubner, A .; Krahn, E .; Keller, H. U. (únor 1988). "Pozice komety P / Halley na setkání Giotta". Astronomie a astrofyzika. 191 (1): L1 – L3. Bibcode:1988A & A ... 191L ​​... 1C. ISSN  0004-6361.
  7. ^ Keller, H. U .; Arpigny, C .; Barbieri, C .; Bonnet, R. M .; Cazes, S .; Coradini, M .; Cosmovici, C. B .; Delamere, W. A .; et al. (15. května 1986). "První Halley Multicolour Camera imaging results from Giotto". Příroda. 321 (6067): 320–326. Bibcode:1986 Natur.321..320K. doi:10.1038 / 321320a0.
  8. ^ Siddiqi, Asif A. (2018). Beyond Earth: A Chronicle of Deep Space Exploration, 1958–2016 (PDF). Série historie NASA (druhé vydání). Washington, DC: Kancelář programu historie NASA. p. 2. ISBN  9781626830424. LCCN  2017059404. SP2018-4041.

externí odkazy