Poprzednia

ⓘ Giotto (sonda kosmiczna)




Giotto (sonda kosmiczna)
                                     

ⓘ Giotto (sonda kosmiczna)

English version: Giotto (spacecraft)

Giotto – 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. Próbnik ten był pierwszym obiektem międzyplanetarnym zbudowanym przez ESA.

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

                                     

1. Parametry orbity

  • od 14 marca 1986 do 4 kwietnia 1986 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
  • 10 lipca 1992 15:18:43 UTC zbliżenie do komety 26P/Grigg-Skjellerup na odl. 200 km
  • od 2 lipca 1985 do 14 marca 1986 00:03 UTC orbita okołosłoneczna: 0.723 x 1.037 j.a.; 301.28 d; 2.1009289°
  • od 10 lipca 1992 orbita okołosłoneczna: 0.733 x 1.04 j.a.; 304.6 d; 2.0901464°
  • 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°
                                     

2. Konstrukcja sondy

Studia wstępne nad próbnikiem rozpoczęto w latach 1979-1981. W 1982 zakończono prace nad podsystemami i systemami, a w końcu 1985 próbnik był gotowy do lotu. Głównym wykonawcą próbnika była wytwórnia British Aerospace w Bristolu Wielka Brytania. Tutaj powstała konstrukcja mechaniczna i jej układ, system elektryczny i inne podzespoły. Natomiast szczegóły realizowane były przez podwykonawców. I tak wytwórnia Dornier RFN i Contraves Francja wykonały cylinder zewnętrzny ze stożkami łączącymi trzy przedziały wyposażeniowe, system przeciwobrotowy i mechaniczną część utrzymująca ogniwa słoneczne. Również Dornier wykonał osłonę przeciwmeteorytową, sporządzoną z kompozytu przekładanego gąbką. W wytwórni francuskiej SEP w Bordeaux powstał silnik przeznaczony do zmiany orbity z geostacjonarnej na heliocentryczną. Silnik Mage-I-SB miał paliwo w ilości 374 kg, masę własną 39.2 kg i czas pracy 55 sekund. Próbnik został zabezpieczony przed wpływem wysokich temperatur. Osłony wykonała holenderska wytwórnia Fokker. Były to osłony bierne i czynne. System obrotu anteny dookólnej wykonano w wytwórni SEP w Vernon. Antena obracała się z prędkością 10-20 obr./min, masa mechanizmu, w tym silnika, wynosiła 11.7 g, a zużycie energii 9.5 W. Baterie słoneczne wykonano w RFN wytwórnia AEG. Każde ogniwo miało rozmiar 2 x 4 cm, łącznie zbudowano 5032 ogniwa, dające moc 165 W. Energia magazynowana była w akumulatorach Ni-Cd. Czujniki Ziemi i Słońca i podzespoły orientacji powstały w zakładach Dorniera RFN. Silniki korekcyjne i manewrowe powstały w ERNO, oparte na hydrazynie. Cztery silniki miały ciąg po 4 N, masa hydrazyny i gazu ciśnieniowego 69.0 kg. System elektroniczny, telekomunikacyjny powstał u Thomsona Francja. Szybkość przekazu około 16 bitów/s, moc w paśmie S 48 W, moc w paśmie X oba przy nadawaniu 96 W, masa 26.1 kg. System pamięci miał 352 kanały wejściowe i 372 wyjściowe, prędkość zapisu 360-46 080 bitów/s, masa 15.0 kg, moc aparatury 12 W. Anteny były dziełem dwóch wytwórni: Dorniera i Ericssona RFN i Szwecja. Łączna masa 14.6 kg.

Ważnym wyposażeniem próbnika była kamera telewizji barwnej. Obiektyw o względnym otworze 6 miał ogniskową 1 m. Kamera była schowana we wnętrzu próbnika, a obiektyw pracował za pośrednictwem lustra ustawionego pod kątem 45° do osi. Dzięki obrotowi zwierciadła o 180° kamera była w stanie fotografować jądro komety podczas przelotu koło niej.

Konstrukcja statku była oparta na konstrukcji satelity ESA – GEOS. Sonda była stabilizowana obrotowo, z prędkością 15 obrotów/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 ta chroniła statek przed uderzeniami cząstek o wadze do 1 grama.

                                     

2.1. Konstrukcja sondy 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.

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


                                     

3. Cele naukowe

  • scharakteryzowanie procesów zachodzących w atmosferze i jonosferze kometarnej;
  • uzyskanie kolorowych fotografii jądra;
  • zbadanie makroskopowego układu przepływu plazmy będącego rezultatem interakcji kometa – wiatr słoneczny.
  • zmierzenie całkowitej produkcji gazów, objętościowej i masowej produkcji pyłu oraz określenie współczynnika gazu do pyłu;
  • określenie składu chemicznego na poziomie pierwiastków i izotopowego komy – tj. gazowej otoczki jądra komety;
  • określenie składu pierwiastkowego i izotopowego cząstek pyłu;
                                     

4. Opis misji

Giotto został przygotowany specjalnie dla badań komety 1P/Halley, która w 1986 roku miała przejść przez peryhelium swojej okołosłonecznej orbity.

Start

Sonda wystartowała z Centrum Kosmicznego w Kourou w Gujanie Francuskiej ze stanowiska startowego ELA-1 na pokładzie rakiety nośnej Ariane 1 w locie V-14 2 lipca 1985.

                                     

4.1. Opis misji Start

Sonda wystartowała z Centrum Kosmicznego w Kourou w Gujanie Francuskiej ze stanowiska startowego ELA-1 na pokładzie rakiety nośnej Ariane 1 w locie V-14 2 lipca 1985.

                                     

4.2. Opis misji Misja podstawowa

Po ponad ośmiu miesiącach podróży sonda zbliżyła się do komety 14 marca 1986 o godz. 00:03 UTC – 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. Największe zbliżenie do komety Halleya odbyło się w odległości 596 km, choć projektanci misji chcieli by statek przeszedł w odległości 500 km.

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 w tym czasie różnym uszkodzeniom. 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.



                                     

4.3. Opis misji Misja rozszerzona

Podczas rozszerzonej misji Giotto wykonał przelot koło Ziemi w odległości 16 300 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 manewr asysty grawitacyjnej koło Ziemi, pomyślnie dotarł do komety 26P/Grigg-Skjellerup 10 lipca 1992. Giotto zbliżył się do komety na odległość 200 km, z prędkością 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 odległości 600 000 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.

                                     
  • oficjalna nazwa Sowietskaja kosmiczeskaja rakieta pol. Radziecka rakieta kosmiczna Sonda 1VA No. 1. W oficjalnym komunikacie TASS po starcie podano nazwę Tiażołyj
  • 5 września 1977 - przelot w pobliżu Jowisza i Saturna, pierwsza sonda kosmiczna która znalazła się w przestrzeni międzygwiezdnej 1978 Pioneer Venus
  • orbitalną Salut 7 i pierwsza na stację Mir. 14 marca europejska sonda kosmiczna Giotto zbliżyła się do komety Halleya na odległość 596 km. 15 marca na
  • objął prezydencję w Radzie Unii Europejskiej. 2 lipca wystrzelono sondę kosmiczną Giotto przeznaczoną do zbadania Komety Halleya. 3 lipca: Francesco Cossiga
  • został wybrany na urząd przewodniczącego ChRL. 1986 Europejska sonda kosmiczna Giotto zbliżyła się do Komety Halleya na odległość 596 km. 1995 Norman

Użytkownicy również szukali:

...
...
...