Deep Impact

Sonda Deep Impact

Nazwa: Deep Impact
Data startu: 12 stycznia 2005
Masa: 1010 kg
Rakieta nośna: Delta II (7925)
Koszt: ~ 330 mln USD

Cel misji

Głównym celem misji sondy Deep Impact był bliski przelot obok komety 9P/Tempel 1, umieszczenie impaktora na kursie zderzeniowym oraz obserwacja skutków jego kolizji z jądrem komety. Po zakończeniu tej fazy misji, rozpoczęła się faza rozszerzona w czasie której sonda obserwowała tranzyty planet krążących wokół innych gwiazd (EpOCh) a następnie wykonała bliski przelot obok komety 103P/Hartley 2 (DIXI). Pod koniec 2011 Deep Impact została skierowana ku planetoidzie 163249 2002GT (do której miała dotrzeć w styczniu 2020), jednak niespodziewana awaria komputera sondy doprowadziła do zakończenia jej misji we wrześniu 2013 roku.

Budowa sondy

Głównym elementem sondy jest kadłub, wewnątrz którego znajduje się elektronika sondy oraz zbiornik paliwa. W jego dolnej części umieszczony był również 372-kilogramowy impaktor. Na górnej ściance kadłuba umieszczono stelaż anteny wysokiego zysku HGA o średnicy 1 metra. Do jednej z bocznych ścianek zainstalowano panel baterii słonecznej o powierzchni 7,2 m², natomiast po przeciwnej stronie - paletę z zestawem instrumentów naukowych.

Orientacja przestrzenna sondy - bazująca na danych otrzymanych z czterech półsferycznych żyroskopów oraz dwóch kamer śledzących pozycję gwiazd - utrzymywana była w trybie trójosiowym za pomocą kół stabilizacyjnych (z ang. reaction wheel) oraz hydrazynowym silniczkom korekcyjnym.

Sonda zasilana jest z pojedynczego panela baterii słonecznej, który w momencie spotkania z kometą Tempel 1 generował moc około 620 watów. Nadmiar energii elektrycznej gromadzony jest w małym akumulatorze niklowo-wodorowym o pojemności 16 Ah.

Do manewrów korekt trajektorii, wykorzystuje się silniczki kontroli orientacji przestrzennej. 86-kilogramowy zapas hydrazyny w zbiorniku wystarcza do zmiany prędkości sondy o 190 m/s.

W celu uniknięcia wychłodzenia podsystemów sondy, została pokryta specjalnym płaszczem termicznym zmniejszającym straty ciepła. Dodatkowo zamontowano specjalne grzejniki elektryczne. W mniejszej odległości od Słońca, nadmiar ciepła z elektroniki wypromieniowany jest w przestrzeń kosmiczną poprzez radiatory.

Komunikację z sondą prowadzi się w paśmie X (częstotliwość 8 GHz) głównie przez antenę HGA oraz w sytuacji awaryjnej przez antenę LGA (antena o małym zysku). Komunikacja z impaktorem prowadzona była w paśmie S.

Sercem sondy jest system dowodzenia oraz gromadzenia i przetwarzania danych (zarówno inżynieryjnych jak i naukowych) którego centralnymi elementami są zdublowane procesory RAD750 wyposażone w pamięć o pojemności 309 MB.

Impaktor

372 kilogramowy impaktor został zaprojektowany do zderzenia z kometą Tempel 1 z prędkością około 10 km/s. Wykonany został głównie z miedzi (49% masy), a także z aluminium (24% masy) - metale te wybrano aby ograniczyć "zanieczyszczenie" widma komety.

Impaktor wyposażono w mały układ napędowy (8 kg hydrazyny) mogący zmienić prędkość impaktora o 25 m/s. Wyposażono go również w precyzyjną kamerę śledzącą pozycję gwiazd oraz kamerę ITS przekazującą zdjęcia do autonomicznego układu kontroli i naprowadzania.

Impaktor został mechanicznie i elektrycznie odłączony od sondy na 24 godziny przed zderzeniem. Po odłączeniu jego podsystemy zasilane były przez wewnętrzny akumulator o pojemności 250 Ah.

Instrumenty naukowe

Sonda została wyposażona w dwa instrumenty naukowe: HRI i MRI, natomiast impaktor w jeden: ITS.

  • HRI (High Resolution Instrument) - teleskop Cassegraina o średnicy zwierciadła 30 cm, ogniskowej 10,5 metra. Skupia on światło na płytce światłodzielnej, która odbija światło widzialne (0,3 do 1,0 µm) do kamery CCD, natomiast promieniowanie podczerwone (1 do 5 µm) do spektrometru podczerwieni. Kamera CCD ma pole widzenia 0,118° i została wyposażona w matrycę 1008 na 1008 pikseli oraz zestaw pięciu filtrów wąskopasmowych: 450, 550, 650, 750 i 850 nm i dwóch szerokopasmowych: 340-400 nm i 900-960 nm. Rozdzielczość kamery CCD pozwala sfotografować jądro komety z rozdzielczością 1,4 metra na piksel z odległości 700 kilometrów. Spektrometr podczerwieni ma pole widzenia 0,290° i został wyposażony w dwa pryzmaty (z fluorku wapnia i ZnS) oraz detektor o matrycy 1024 na 1024 piksele, wykonanych z HgCdTe. Widmowy zakres pracy spektrometru wynosi od 1,05 µm do 4,80 µm.
  • MRI (Medium Resolution Instrument) - teleskop Cassegraina o średnicy zwierciadła 12 cm, ogniskowej 2,1 metra, wyposażony w kamerę CCD o matrycy 1024 na 1024 piksele. Zestaw filtrów używanych w MRI jest identyczny z tymi z instrumentu HRI, jednak dodatkowo zawiera filtry izolujące pasma CN i C2. Pole widzenia kamery CCD 0,587° co pozwala na osiągnięcie rozdzielczości 7 metrów na piksel z odległości 700 kilometrów.
  • ITS (Impactor Targeting Sensor) - jest to teleskop o średnicy apertury 12 centymetrów i ogniskowej zwierciadła 2,1 metra. Instrument wyposażono w kamerę CCD o polu widzenia 0,587°, jednak w odróżnieniu od MRI nie posiada on zestawu filtrów. Oś optyczna instrumentu jest zbieżna z osią obrotu (oś X) oraz wektorem prędkości impaktora.

Historia
  • 7 lipca 1999 - NASA zaakceptowała realizację misji sondy Deep Impact.
  • 1 kwietnia 2003 - kwestie techniczne i organizacyjne spowodowały przesunięcie planowanego terminu startu sondy - nowe okno startowe rozpocznie się 30 grudnia 2004 roku.
  • 12 stycznia 2005 - o 18:47:08,574 czasu uniwesalnego z Cape Canaveral Air Force Station wystartowała rakieta nośna Delta II (7925) z sondą Deep Impact na pokładzie.
  • 13 stycznia 2005 roku - Za pomocą teleskopu w obserwatorium na Mt. Palomar sfotografowano oddalającą się sondę.
  • 16 stycznia 2005 - Instrument MRI wykonał pierwsze zdjęcie testowe Księżyca.
  • 11 lutego 2005 - sonda wykonała pierwszy manewr korekty trajektorii.
  • 25 kwietnia 2005 - instrument MRI wykonał pierwsze zdjęcie komety Tempel 1.
  • 4 maja 2005 - sonda wykonała drugi manewr korekty trajektorii - 95 sekundowa praca silniczków zmieniła prędkość sondy o 18,2 km/h.
  • 23 czerwca 2005 - sonda wykonała trzeci manewr korekty trajektorii - praca silniczków zmieniła prędkość sondy o 20,9 km/h.
  • 3 lipca 2005 - o 0:07 czasu uniwersalnego sonda wykonała czwarty i ostatni manewr korekty trajektorii przed oddzieleniem impaktora - 30-sekundowe odpalenie silniczków zmieniło prędkość sondy o 1 km/h. O 6:07 czasu uniwersalnego od sondy oddzielono impaktor. O 6:19 czasu uniwersalnego sonda wykonała wymijający manewr korekty trajektorii - zmiana prędkości wynosiła 120 m/s.
  • 4 lipca 2005 - o 5:52 czasu uniwersalnego impaktor zderzył się z jądrem komety Tempel 1.
  • 21 lipca 2005 - wykonano kolejny manewr korekty trajektorii, który umożliwi w przyszłości skierowanie sondy do innej komety.
  • 1 listopada 2007 - sonda wykonała manewr korekty trajektorii, który przygotował ją do pierwszego przelotu obok Ziemi.
  • 5 listopada 2007 - po niezlokalizowaniu komety Boethin, podjęto decyzję o wysłaniu sondy do jej rezerwowego celu - komety 103P/Hartley 2.
  • 13 grudnia 2007 - kierownictwo NASA zaakceptowało nowy cel sondy oraz zapewniło o sfinansowaniu misji rozszerzonej.
  • 31 grudnia 2007 - sonda Deep Impact przeleciała w odległości 15 567,63 kilometrów od powierzchni Ziemi (nad Australią), realizując tym samym manewr wsparcia grawitacyjnego.
  • 22 stycznia 2008 - rozpoczęcie misji EpOCh, obserwacja tranzytu planety HAT-P-4 (do 2 lutego).
  • 6-28 marca 2008 - przeprowadzono obserwacje tranzytów planet TrES-3, XO-2 oraz obserwacje spektroskopowe Ziemi.
  • 4 maja 2008 - rozpoczęto obserwacje czerwonego karła GJ436, wokół którego krąży planeta o rozmiarach Neptuna oraz prawdopodobnie druga planeta o masie porównywalnej z Ziemią.
  • 29 grudnia 2008 - sonda przeleciała w odległości 43 450 kilometrów od powierzchni Ziemi, realizując tym samym manewr wsparcia grawitacyjnego.
  • 29 czerwca 2008 - o 7:42 czasu uniwersalnego sonda przeleciała w odległości 1 336 700 kilometrów od powierzchni Ziemi.
  • 28 grudnia 2008 - o 10:19 czasu uniwersalnego sonda przeleciała w odległości 1 323 960 kilometrów od powierzchni Ziemi.
  • 28 maja 2010 - o godzinie 19:00 czasu uniwersalnego sonda wykonała 11,3-sekundowy manewr korekty trajektorii, który zmienił prędkość sondy o 0,1 m/s.
  • 27 czerwca 2010 - o 22:03 czasu uniwersalnego sonda Deep Impact przeleciała w odległości 30 400 kilometrów od powierzchni Ziemi (nad południową częścią Atlantyku), realizując tym samym manewr wsparcia grawitacyjnego (zmiana prędkości o 1,5 km/s).
  • 5 września 2010 - Deep Impact rozpoczęła kampanię obserwacyjną komety Hartley 2.
  • 29 września 2010 - o 16:00 czasu UTC sonda Deep Impact przeprowadziła 60-sekundowy manewr korekty trajektorii TCM-20, który zmienił jej prędkość o 1,53 m/s (5,5 km/h).
  • 27 października 2010 - o 15:00 czasu UTC sonda Deep Impact przeprowadziła 60-sekundowy manewr korekty trajektorii TCM-21, który zmienił jej prędkość o 1,59 m/s (5,7 km/h).
  • 4 listopada 2010 roku - o 13:59:47 czasu uniwersalnego sonda Deep Impact przeleciała w odległości 700 kilometrów od jądra komety 103P/Hartley 2.
  • 25 listopada 2011 - o 00:00 czasu uniwersalnego sonda Deep Impact rozpoczęła 140 sekundowy manewr korekty trajektorii, który zmienił jej prędkość o 8,8 m/s (31,7 km/h). Manewr ten umożliwi w przyszłości skierowanie tej sondy do kolejnego celu.
  • 4 października 2012 - o 20:00 czasu uniwersalnego sonda Deep Impact rozpoczęła 71 sekundowy manewr korekty trajektorii, który zmienił jej prędkość o 2 m/s (7,2 km/h). Manewr ten umożliwi przelot sondy obok planetoidy 2002 GT.
  • 17-18 stycznia 2013 - za pomocą kamery MRI sonda Deep Impact wykonała 36 godzinne obserwacje komety ISON (C/2012 S1).
  • 11-14 sierpnia 2013 - sonda Deep Impact uległa awarii, w wyniku której kontrolerzy nie mogą nawiązać z nią łączności.
  • 20 września 2013 - ostatecznie zakończono próby nawiązania łączności z Deep Impact.
Linki zewnętrzne

[1] Deep Impact Mission - Informacje o misji sondy na stronie JPL.
[2] Deep Impact Mission to a comet - Informacje o misji sondy na stronie NASA.
[3] Deep Impact: Your First Look Inside a Comet! - Informacje o misji sondy na stronie University of Maryland.

Wyszukaj

Znajdziesz mnie tu...

Misje sond kosmicznych na YouTubeMisje sond kosmicznych na InstagramieMisje sond kosmicznych na FacebookuMisje sond kosmicznych na TwitterzeMisje sond kosmicznych na Google+