Deep Impact (misiune spațială)

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare
Impact profund
Imaginea vehiculului
Deep Impact.jpg
Date despre misiune
Operator NASA
ID NSSDC 2005-001A
SCN 28517
Destinaţie cometa Tempel 1
Rezultat
Vector Delta II
Lansa
Locul lansării Lansați complexul 17
Proprietatea navei spațiale
Greutate la lansare 601 kg
Constructor Bell și Universitatea din Maryland, College Park
Instrumentaţie
  • Glonț "Smart Impactor" de 370 kg
  • Imager de înaltă rezoluție (HRI)
  • Spectrometru cu infraroșu
  • Imagine cu rezoluție medie (RMN)
Site-ul oficial
Programul de descoperire
Misiunea anterioară Următoarea misiune
MESAGER Zori
Editați datele pe Wikidata · Manual

Deep Impact este o sondă spațială a NASA concepută pentru a studia compoziția interioară a unei comete . La 5:52 UTC pe 4 iulie 2005, o parte a sondei a impactat cu succes nucleul cometei Tempel 1 , expunând resturile din interiorul nucleului.

Misiunile spațiale anterioare care vizau comete, cum ar fi Giotto și Stardust , erau pur și simplu misiuni de zbor cu capacitatea de a fotografia și examina suprafața nucleelor ​​cometei. Misiunea Deep Impact este prima care examinează interiorul unei comete și, în consecință, așa cum speră oamenii de știință, va fi prima care va dezvălui secretele acestor mici corpuri cerești înghețate.

În primul briefing după impact, la ora 01:00 (Pacific) din 4 iulie 2005 , primele imagini procesate au dezvăluit craterul format anterior în cometă. Oamenii de știință ai NASA au declarat că nu au fost încă capabili să vadă craterul și că singurul model de compoziție de comete pe care l-ar putea arunca cu certitudine a fost cel care a prezis că cometele sunt un agregat de material extrem de poros.

O primă prelungire a misiunii, redenumită EPOXI , a făcut posibilă utilizarea sondei pentru observarea exoplanetelor și, mai presus de toate, pentru survolarea unei a doua comete, cometa Hartley 2 , ajunsă la 4 noiembrie 2010.

Încă în stare bună, sonda a fost apoi redirecționată către asteroidul din apropierea Pământului (163249) 2002GT , care ar fi trebuit să fie atins în ianuarie 2020 și utilizat pentru observații la distanță ale cometelor Garradd (C / 2009 P1) și ISON . Cu toate acestea, în august 2013, NASA a pierdut comunicațiile cu nava spațială. După aproximativ o lună în care nu a fost posibilă restabilirea contactelor, misiunea a fost declarată anulată la 20 septembrie 2013. [1]

Profilul misiunii

După lansarea sa pe 12 ianuarie 2005 , nava spațială Deep Impact a durat 174 de zile pentru a ajunge la cometa Tempel 1 cu o viteză de croazieră de aproximativ 103.000 de kilometri pe oră. Odată ce a ajuns la cometă (pe 3 iulie), s-a separat în două părți, proiectilul și sonda ( fly-by ). Glonțul și-a folosit propulsoarele pentru a intersecta traiectoria cometei, impactând 24 de ore mai târziu cu o viteză relativă de 37.000 km / h. Glonțul avea o masă de 370 de kilograme , iar la impact cu cometa a eliberat 1,96 × 10 10 jouli de energie cinetică , echivalentul a 4,5 tone de TNT . Oamenii de știință cred că energia produsă de această coliziune de mare viteză este suficientă pentru a crea un crater cu un diametru de 100 m (la fel de lat ca Colosseumul ), deși imaginile încă nu o arată (norul de resturi a ascuns vederea) .

La câteva minute după impact, sonda flyby a trecut de nucleu la o distanță de 500 km, făcând fotografii ale craterului, materiei care a scăpat și întregului nucleu al cometei. Întregul eveniment a fost fotografiat și de telescoape terestre și de observatoare spațiale , precum Telescopul Spațial Hubble , Chandra ,Spitzer și XMM-Newton . Mai mult, impactul a fost observat de camerele și spectroscopele sondei europene Rosetta , care se afla la aproximativ 80 de milioane de km de cometă în momentul impactului. Rosetta ar trebui să determine compoziția gazelor și a prafului care alcătuiesc norii formați după impact [1] .

Costul total al misiunii Deep Impact a fost de 330 de milioane de dolari .

Obiective științifice

Liderul misiunii este Michael A'Hearn, astronom la Universitatea din Maryland, College Park . Misiunea Deep Impact vă va ajuta să răspundeți la întrebări fundamentale despre comete, cum ar fi:

  • Compoziția unei comete este omogenă sau un anumit proces fizic a cauzat o diferențiere între interior și suprafață? Cu alte cuvinte, cometele sunt stratificate?
  • Sunt cometele făcute dintr-un material foarte coeziv și dens ambalat sau sunt conglomerate poroase?
  • Este posibil ca unele părți ale masei unei comete să conțină material primitiv, care a rămas așa cum este de la crearea cometei, în primele etape ale istoriei sistemului solar ?

Oamenii de știință speră că la aceste întrebări vor primi răspuns, cel puțin parțial, datele din misiunea Deep Impact. De exemplu, dimensiunea și forma craterului produs de impact le vor spune oamenilor de știință cât de compactă este materialul constitutiv al cometei.

Proiect și instrumentare

Vedere a navei spațiale

Nava spațială este alcătuită din două părți principale, proiectilul "Smart Impactor" de 370 kg care a lovit cometa și sonda "Flyby", care a fotografiat craterul format după impact.

Sonda Flyby poartă două camere, High Resolution Imager (HRI, rezoluție înaltă) și Medium Resolution Imager (MRI, rezoluție medie). HRI este un dispozitiv fotografic care combină o cameră cu lumină vizibilă, un spectrometru cu infraroșu și un modul fotografic. Este optimizat pentru observarea nucleului cometei. RMN este un dispozitiv de rezervă și a fost utilizat în cea mai mare parte pentru navigație în ultimele 10 zile de abordare a Tempel 1.

Secțiunea „Impactor” a navei spațiale conținea un instrument aproape identic cu RMN-ul. Pe măsură ce „Impactorul” se apropia de suprafața cometei, camera a realizat imagini de înaltă rezoluție ale nucleului (0,2 metri pe pixel), care au fost transmise în timp real navetei Flyby înainte ca glonțul să fie distrus. Ultima imagine de la impactor a fost făcută la doar 3,7 secunde după coliziune. [2]

Evenimente de misiune

Înainte de lansare

Simulare: Coliziunea dintre cometa 9P / Tempel 1 și Deep Impact, simulată de software-ul Celestia folosind informații de pre-impact. Soarele și Pământul sunt pe dreapta. Atenție: în imagine sonda este orientată în direcția greșită: panoul solar ar trebui să fie orientat spre Soare, în timp ce antena cu câștig ridicat ar trebui să fie orientată spre Pământ.

O misiune menită să aibă impact asupra unei comete a fost propusă în 1996 , dar inginerii NASA au fost sceptici că ținta ar putea fi atinsă. [3] În 1999 , a fost acceptată o propunere de misiune revizuită și actualizată tehnologic, Deep Impact, finanțată ca parte a Programului de descoperire pentru misiuni low cost. Numele misiunii este împărtășit cu filmul Deep Impact (1998), în care o cometă se află într-o traiectorie de coliziune cu pământul, dar este o coincidență: atât oamenii de știință ai misiunii, cât și creatorii filmului au venit cu numele independent și aproape simultan. [4]

Lansarea și implementarea

Lansarea navei spațiale a fost inițial programată pentru 30 decembrie 2004 , dar oficialii NASA au amânat lansarea pentru a permite mai mult timp dedicat verificării software - ului .

Sonda a fost lansată cu succes din Cape Canaveral pe 12 ianuarie 2005 la 13:47 EST (18:47 UTC ) de o rachetă Delta II . Starea de funcționare a Deep Impact a rămas incertă în prima zi după lansare. La scurt timp după ce a intrat pe orbita în jurul soarelui și a deschis panourile solare, sonda a fost în modul sigur . Cauza și gravitatea problemei nu sunt încă cunoscute, dar NASA a raportat că sistemul de control de la bordul navei a detectat o situație de supraîncălzire. NASA a anunțat ulterior că nava spațială a ieșit din modul de siguranță, revenind la o funcționalitate perfectă. [5]

Pe 11 februarie, rachetele Deep Impact au fost lansate pentru a corecta traiectoria navetei. Corecția a fost atât de precisă, încât următoarea manevră, planificată la 31 martie, nu a avut loc.

În timpul fazei de implementare, toate instrumentele au fost activate și verificate. Testele pe HRI după procedura de încălzire a interiorului telescopului, efectuate pentru a elimina umiditatea reziduală acumulată în fazele de lansare și traversare a atmosferei, au arătat că, cu toate acestea, imaginile aparatului au rămas ușor nefocalizate. Problema a fost investigată și pe 9 iunie, în timpul unui briefing al misiunii, s-a anunțat că utilizarea unui software de manipulare a imaginilor care operează procesele de deconvoluție a imaginilor HRI poate fi corectată la rezoluția dorită inițial. [6]

Cometa Tempel 1 a fost fotografiată pe 25 aprilie de pe nava spațială Deep Impact

Faza de croazieră

„Faza de croazieră” a început pe 25 martie și a continuat până la aproximativ 60 de zile înainte de întâlnirea cu cometa Tempel 1. La 25 aprilie, sonda a dobândit prima imagine a țintei, de la o distanță de aproximativ 64 de milioane de kilometri .

Pe 4 mai, sonda a efectuat a doua manevră de corectare a traiectoriei. Aruncând rachetele timp de 95 de secunde , viteza sa a fost modificată cu 18,2 km / h .

Faza de abordare

Faza de abordare este cea care merge de la 60 la 5 zile înainte de întâlnire. Limita de 60 de zile (5 mai) a fost stabilită gândindu-se că nu ar fi fost posibil ca Deep Impact să localizeze cometa cu camera sa RMN. De fapt, cometa a fost reperată mai devreme decât se aștepta, cu 69 înainte de data impactului. Această dată marchează începutul unei perioade de observații foarte intense care au făcut posibilă perfecționarea cunoașterii orbitei cometei, studierea rotației acesteia și a prafului care o înconjura.

În 14 și 22 iunie, Deep Impact a observat două vârfuri de activitate de pe cometă, ultimul cu o intensitate de șase ori mai mare decât primul (vezi articolul de pe site-ul NASA).

La 23 iunie a fost efectuată cu succes o a treia corecție a traiectoriei: a fost necesară o schimbare de viteză de 6 m / s pentru a regla traiectoria sondei către cometă.

  • 30 mai 2005, 35 de zile până la impact

  • 15 iunie, 19 zile până la impact

  • 21 iunie, 13 zile până la impact

  • 27 iunie, cu 7 zile înainte de impact, la sfârșitul fazei de abordare

Faza de impact

Faza de impact a început pe 29 iunie, la cinci zile după impactul efectiv. Glonțul de impact s-a separat cu succes de nava spațială Flyby la 6:07 UTC pe 3 iulie. Primele imagini transmise de instrumentele glonțului datează de la 2 ore după separare. Modulul Flyby a efectuat ulterior una dintre cele două manevre de deviere prevăzute pentru a evita deteriorarea. Rularea motoarelor timp de 14 minute a încetinit viteza navei. S-a demonstrat că legătura dintre Flyby și glonț funcționează perfect [7] .

În cele două ore înainte de impact, proiectilul a avut posibilitatea de a efectua 3-4 manevre pentru a corecta traiectoria, dar se pare că au fost necesare doar două [8] .

Impactul cometei a avut loc la 05:52 UTC pe 4 iulie, cu o secundă mai târziu decât ora preconizată.

Glonțul de impact a transmis imagini ale cometei cu până la 3 secunde înainte de impact. Majoritatea datelor au fost stocate de modulul Flyby și - începând cu 4 iulie - vor fi transmise la sol în zilele următoare.

Site-ul NASA are un tabel cu etapele etapei de impact.

  • Cometa Tempel 1, fotografiată la 4,2 milioane de km (începutul fazei de impact)

  • Glonț de impact fotografiat de pe nava spațială Flyby la scurt timp după separare

  • Detaliu al cometei fotografiate de glonț chiar înainte de impact

  • Fotografie de impact

  • Animarea fazei de impact

  • Senzor de direcționare a impactorului, CCD vizual (ITS) în timpul întâlnirii (film)

Contribuții ale astronomilor amatori

Întrucât timpul de observare pe care îl pot dedica cele mai importante telescoape (precum Hubble ) este întotdeauna limitat, oamenii de știință ai misiunii Deep Impact au solicitat colaborarea „amatorilor calificați, studenților și astronomilor profesioniști” pentru a-și folosi micile telescoape pentru a face mult timp. -observații pe termen lung ale cometei, înainte și după impact. Scopul acestor observații a fost de a monitoriza emisiile gazoase, dezvoltarea norilor de praf și rata de producție a prafului după impact, dezvoltarea cozii de praf și activitatea de emisie a gazelor de înaltă presiune. Din 2000 , astronomii amatori au trimis mai mult de o mie de imagini CCD ale cometei. [9]

Cometa este vizibilă în prezent cu instrumente nu mai mici decât un telescop de reflexie mare, dar s-a crezut că în momentul impactului din 4 iulie ar putea exista o creștere bruscă a luminozității, suficientă pentru a permite cometei să fie văzută chiar și cu doar utilizarea binoclului, în condiții de vizibilitate excelentă. [10]

Un astronom amator a raportat că a văzut un nor strălucitor aparent omogen în jurul cometei și o creștere estimată cu 2 grade a magnitudinii aparente după impact. [11]

Un alt astronom amator a realizat o hartă a zonei de impact, pe baza fotografiilor lansate de NASA. [12]

Extinderea misiunii

Pictogramă lupă mgx2.svg Același subiect în detaliu: EPOXI .

Deja în faza de planificare a misiunii, oportunitatea extinderii acesteia fusese evaluată și la 21 iulie 2005, la șaptesprezece zile după întâlnirea cu cometa Tempel 1, sonda Deep Impact a efectuat o manevră pentru a corecta traiectoria care s-ar fi îndreptat către Pământului, pentru a primi o atracție gravitațională și a fi direcționat către o nouă țintă.

În noua fază, misiunea a fost redenumită EPOXI . Sonda Deep Impact a fost reutilizată pentru observarea exoplanetelor și pentru studiul unui al doilea corp cometar, cometa Hartley 2, care a fost atinsă pe 4 noiembrie 2010 .

Oficial misiunea a început cu comunicatul de presă NASA 07-147 din 3 iulie 2007 , cu care agenția spațială americană a comunicat alocarea fondurilor necesare pentru controlul și utilizarea sondei Deep Impact . Ținta misiunii indicate în comunicatul de presă menționat anterior a fost cometa Boethin , care ar fi trebuit atinsă în 2008 . Cu toate acestea, dificultățile apărute în observarea cometei de pe Pământ nu au permis confirmarea orbitei sale, cunoscută de la ultimul pasaj către periheliu . Drept urmare, analiștii misiunii s-au trezit incapabili să determine corecția orbitală necesară pentru ca sonda să fie direcționată către cometa Boethin. A fost apoi propusă o țintă alternativă, identificată în cometa Hartley 2, a cărei orbită era cunoscută cu precizia necesară pentru proiectarea întâlnirii, care era programată pentru 11 octombrie 2010 . Întârzierea de doi ani în zborul cometar a dus la o creștere a bugetului pentru segmentul terestru al misiunii. La 13 decembrie 2007, NASA și Universitatea din Maryland au confirmat finanțarea misiunii până la întâlnirea cu cometa Hartley 2. [2]

A doua extindere și sfârșitul misiunii

După finalizarea misiunii EPOXI cu zburatul cometei Hartley 2, sonda Deep Impact nu a fost dezactivată. Cantitatea de propulsor încă disponibilă i-ar fi permis să ajungă la asteroidul din apropierea Pământului (163249) 2002GT în ianuarie 2020. NASA a autorizat manevrele de corecție a cursului - prima a avut loc pe 24 noiembrie 2011, [3] a doua pe 4 octombrie 2012 [4] - care ar fi permis întâlnirea, dar și-a rezervat dreptul de a aproba definitiv misiunea abia mai târziu, în funcție de starea sondajului și de bugetul disponibil. [3]

Între timp, sonda a fost utilizată în perioada 20 februarie - 8 aprilie 2012 pentru observarea cometei Garradd (C / 2009 P1) prin Instrumentul de rezoluție medie. Cometa se afla atunci la o distanță între 1,75 și 2,11 UA de Soare și între 1,87 și 1,30 UA de sondă. A fost astfel detectată o periodicitate de 10,4 ore în emisiile gazoase ale cometei, despre care se crede că corespunde perioadei de rotație a nucleului. În plus, a fost măsurată abundența relativă de gheață uscată în raport cu gheața de apă , egală cu aproximativ 10% din numărul de molecule. [5]

Ulterior, în ianuarie 2013, Deep Impact a fost folosit pentru a efectua observații ale cometei ISON , [6] [7], care ar fi repetată în vara următoare.

Cu toate acestea, pe 3 septembrie 2013, NASA a raportat că a pierdut contactul cu sonda. [8] Ultima comunicare a avut loc la 8 august, iar contactele ar fi fost pierdute între 11 și 14 august. Cauza problemei ar fi fost determinată pe 30 august într-o anomalie a software-ului de la bord care ar fi produs o repornire repetată a computerului în sine. Acest lucru ar fi întrerupt motoarele și ar fi dus la o pierdere a decupajului. Această situație ar fi avut ca rezultat atât dificultăți în comunicații, cu antena nu mai orientată spre Pământ, cât și riscul ca panourile fotovoltaice, care nu mai sunt orientate corect spre Soare, să nu mai poată genera suficientă energie pentru funcționare. sondă în sine. [9] NASA a anunțat pe 20 septembrie 2013 că a oprit încercările de restabilire a comunicațiilor cu sonda, punând capăt misiunii. [1]

Notă

  1. ^ A b (EN) NASA Space Space Comet Hunter Mission Comes to Ends on nasa.gov, NASA, 20 septembrie 2013. Adus 21 septembrie 2013.
  2. ^(EN) NASA trimite nave spațiale în misiune la cometa Hartley 2 NASA, 13 decembrie 2007.
  3. ^ A b (EN) Stephen Clark, Deep Impact deschide calea întâlnirii cu asteroizi în 2020 , pe spaceflightnow.com. Adus la 11 septembrie 2013 (arhivat din original la 28 ianuarie 2015) .
  4. ^ (EN) Nave spațiale Deep Impact Finalizează Rocket Burn , Deep Impact Mission Status, JPL, NASA, 4 octombrie 2012. Accesat la 11 septembrie 2013 (depus de „Adresa URL originală 6 mai 2013).
  5. ^ Farnham, T., Bodewits, D.; A'Hearn, MF; Feaga, LM, American Astronomical Society, Deep Impact MRI Observations of Comet Garradd (C / 2009 P1) , întâlnirea DPS # 44, # 506.05 , octombrie 2012.
  6. ^ (EN) NASA Impact Deep Spacecraft Eyes Comet ISON on epoxi.umd.edu, JPL, NASA, 5 februarie 2013. Accesat la 11 septembrie 2013 (depus de „Original url 6 mai 2013).
  7. ^ (EN) Kremer K., Deep Impact Images Spectacular Incoming Comet ISON - Curiosity și NASA Armada vor încerca pe universetoday.com, Universe Today, 6 februarie 2013. Accesat la 11 septembrie 2013.
  8. ^ (EN) Michael A'Hearn, Rapoarte privind starea misiunii EPOXI pe epoxi.umd.edu, NASA / Universitatea din Maryland, 3 septembrie 2013 (depus de „Original url 15 noiembrie 2010).
  9. ^ (EN) Echipa încearcă să restabilească comunicațiile pe jpl.nasa.gov, Jet Propulsion Laboratory, NASA, 10 septembrie 2013. Adus 11 septembrie 2013.

Bibliografie

Elemente conexe

Alte proiecte

linkuri externe

Site-uri oficiale

Informații suplimentare

Hărți, fotografii și alte imagini

Controllo di autorità GND ( DE ) 7632713-9
Estratto da " https://it.wikipedia.org/w/index.php?title=Deep_Impact_(missione_spaziale)&oldid=122424880 "