Sternenstaub (Raumschiff) - Stardust (spacecraft)
 Künstlerische Darstellung von Stardust beim Kometen Wild 2
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| Namen | Discovery 4 Stardust-NExT |
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| Missionstyp | Musterrücksendung | ||||||||||||
| Operator | NASA / JPL | ||||||||||||
| COSPAR-ID | 1999-003A | ||||||||||||
| SATCAT- Nr. | 25618 | ||||||||||||
| Webseite |
stardust stardustnext |
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| Missionsdauer | Stardust: 6 Jahre, 11 Monate, 7 Tage NExT: 4 Jahre, 2 Monate, 7 Tage Gesamt: 12 Jahre, 1 Monat, 17 Tage |
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| Eigenschaften von Raumfahrzeugen | |||||||||||||
| Bus | Weltraumsonde | ||||||||||||
| Hersteller |
Lockheed Martin University of Washington |
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| Startmasse | 390.599 kg (861 lb) | ||||||||||||
| Trockenmasse | 305.397 kg (673 lb) | ||||||||||||
| Maße | Bus: 1,71 × 0,66 × 0,66 m (5,6 × 2,16 × 2,16 Fuß) |
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| Leistung | 330 W ( Solaranlage / NiH 2Batterien ) |
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| Missionsbeginn | |||||||||||||
| Erscheinungsdatum | 7. Februar 1999, 21:04:15.238 UTC | ||||||||||||
| Rakete | Delta II 7426-9.5 #266 | ||||||||||||
| Startplatz | Cape Canaveral SLC-17 | ||||||||||||
| Auftragnehmer | Lockheed Martin Space Systems | ||||||||||||
| Ende der Mission | |||||||||||||
| Entsorgung | Stillgelegt | ||||||||||||
| Deaktiviert | Raumfahrzeug: 24. März 2011, 23:33 UTC | ||||||||||||
| Landedatum | Kapsel: 15. Januar 2006, 10:12 UTC | ||||||||||||
| Landeplatz |
Utah Test- und Trainingsbereich 40°21,9′N 11331,25′W / 40.3650°N 113.52083°W |
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| Vorbeiflug der Erde | |||||||||||||
| Nächster Ansatz | 15. Januar 2001, 11:14:28 UTC | ||||||||||||
| Distanz | 6.008 km (3.733 Meilen) | ||||||||||||
| Vorbeiflug des Asteroiden 5535 Annefrank | |||||||||||||
| Nächster Ansatz | 2. November 2002, 04:50:20 UTC | ||||||||||||
| Distanz | 3.079 km (1.913 Meilen) | ||||||||||||
| Vorbeiflug des periodischen Kometen Wild 2 | |||||||||||||
| Nächster Ansatz | 2. Januar 2004, 19:21:28 UTC | ||||||||||||
| Distanz | 237 km (147 Meilen) | ||||||||||||
| Vorbeiflug an der Erde (Beispielrückgabe) | |||||||||||||
| Nächster Ansatz | 15. Januar 2006 | ||||||||||||
| Vorbeiflug der Erde | |||||||||||||
| Nächster Ansatz | 14. Januar 2009, 12:33 UTC | ||||||||||||
| Distanz | 9.157 km (5.690 Meilen) | ||||||||||||
| Vorbeiflug des Kometen Tempel 1 | |||||||||||||
| Nächster Ansatz | 15. Februar 2011, 04:39:10 UTC | ||||||||||||
| Distanz | 181 km (112 Meilen) | ||||||||||||
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Stardust war eine 390-Kilogramm- Roboter -Raumsonde, dieam 7. Februar 1999von der NASA gestartet wurde. Ihre Hauptaufgabe bestand darin, Staubproben aus der Koma des Kometen Wild 2 sowie Proben von kosmischem Staub zu sammelnund diese zur Analyse zur Erde zurückzubringen. Es war die erste Proberückholmission dieser Art. Auf dem Weg zum Kometen Wild 2 flog das Raumschiff auch vorbei und untersuchte den Asteroiden 5535 Annefrank . Die Primärmission wurde am 15. Januar 2006 erfolgreich abgeschlossen, als die Probenrückgabekapsel zur Erde zurückkehrte.
Eine Missionserweiterung mit dem Codenamen NExT gipfelte im Februar 2011 damit, dass Stardust den Kometen Tempel 1 abfängt , einen kleinen Körper des Sonnensystems, der zuvor 2005 von Deep Impact besucht wurde. Stardust stellte seinen Betrieb im März 2011 ein.
Am 14. August 2014 gaben Wissenschaftler die Identifizierung möglicher interstellarer Staubpartikel aus der 2006 zur Erde zurückgekehrten Stardust- Kapsel bekannt.
Missionshintergrund
Geschichte
Ab den 1980er Jahren suchten Wissenschaftler nach einer speziellen Mission, um einen Kometen zu untersuchen. In den frühen 1990er Jahren waren mehrere Missionen zur Untersuchung des Kometen Halley die ersten erfolgreichen Missionen, die Daten aus der Nähe lieferten. Die US-Kometenmission Comet Rendezvous Asteroid Flyby wurde jedoch aus Budgetgründen abgesagt. Mitte der 1990er Jahre wurde eine billigere Mission der Discovery-Klasse , die den Kometen Wild 2 im Jahr 2004 untersuchen sollte , weiter unterstützt .
Stardust wurde im Herbst 1995 im Wettbewerb als eine kostengünstige Mission des NASA Discovery Program mit hoch fokussierten wissenschaftlichen Zielen ausgewählt. Der Bau von Stardust begann 1996 und unterlag der maximalen Kontaminationsbeschränkung, dem planetaren Schutz der Stufe 5 . Das Risiko einer interplanetaren Kontamination durch außerirdisches Leben wurde jedoch als gering eingeschätzt, da angenommen wurde, dass Partikeleinschläge mit über 1.000 Meilen pro Stunde, sogar in Aerogel , für jeden bekannten Mikroorganismus tödlich sind.
Comet Wild 2 wurde als Hauptziel der Mission ausgewählt, um die seltene Gelegenheit zu haben, einen langperiodischen Kometen zu beobachten, der sich der Sonne nähert . Der Komet ist nach einem Ereignis im Jahr 1974, bei dem die Umlaufbahn von Wild 2 durch die Anziehungskraft des Jupiter beeinflusst wurde , zu einem kurzperiodischen Kometen geworden , der die Umlaufbahn nach innen, näher an die Sonne, bewegte. Bei der Planung der Mission wurde erwartet, dass der größte Teil des ursprünglichen Materials, aus dem sich der Komet gebildet hat, noch erhalten bleibt.
Zu den primären wissenschaftlichen Zielen der Mission gehörten:
- Bereitstellen eines Vorbeiflugs an einem interessierenden Kometen (Wild 2) mit einer ausreichend niedrigen Geschwindigkeit (weniger als 6,5 km/s), so dass eine zerstörungsfreie Erfassung von Kometenstaub unter Verwendung eines Aerogel-Kollektors möglich ist.
- Erleichtern des Abfangens einer signifikanten Anzahl von interstellaren Staubpartikeln unter Verwendung desselben Sammelmediums, auch bei so geringer Geschwindigkeit wie möglich.
- Rückgabe so vieler hochauflösender Bilder der Kometenkoma und des Kometenkerns wie möglich, vorbehaltlich der Kostenbeschränkungen der Mission.
Die Raumsonde wurde von Lockheed Martin Astronautics als Mission der Discovery-Klasse in Denver, Colorado, entworfen, gebaut und betrieben . JPL stellte das Missionsmanagement für die NASA-Abteilung für den Missionsbetrieb bereit. Der Hauptermittler der Mission war Dr. Donald Brownlee von der University of Washington.
Raumfahrzeugdesign
Der Raumfahrzeugbus maß 1,7 Meter (5 Fuß 7 Zoll) lang und 0,66 Meter (2 Fuß 2 Zoll) in der Breite, ein Design, das an den von Lockheed Martin Astronautics entwickelten SpaceProbe-Tiefenraumbus angepasst wurde . Der Bus wurde hauptsächlich mit Graphitfaserplatten mit einer darunter liegenden Aluminiumwabentragstruktur konstruiert; das gesamte Raumfahrzeug war zum weiteren Schutz mit Polycyanat bedeckt, Kapton- Folie. Um die Kosten niedrig zu halten, hat das Raumfahrzeug viele Designs und Technologien integriert, die in früheren Missionen verwendet wurden oder zuvor von der Small Spacecraft Technologies Initiative (SSTI) für zukünftige Missionen entwickelt wurden. Die Raumsonde war mit fünf wissenschaftlichen Instrumenten ausgestattet, um Daten zu sammeln, darunter das Stardust Sample Collection Tray, das zur Analyse zur Erde zurückgebracht wurde.
Haltungskontrolle und Antrieb
Das Raumschiff war dreiachsigen stabilisierten mit acht 4,41 N Hydrazin Einkomponententreibstoffs Triebwerke und acht 1- Newton Triebwerke zu halten Lagesteuerung (Orientierung); notwendige kleinere Vortriebsmanöver wurden auch von diesen Triebwerken durchgeführt. Das Raumschiff wurde mit 80 Kilogramm Treibstoff gestartet. Information für Satelliten Positionierung wurde durch eine Verfügung gestellt Stern Kamera FSW mit Haltung (Stern Kompass) , um zu bestimmen, eine Trägheitsmesseinheit und zwei Sonnensensoren .
Kommunikation
Für die Kommunikation mit dem Deep Space Network übermittelte das Raumfahrzeug Daten über das X-Band mit einer 0,6-Meter-(2 ft 0 in) parabolischen High-Gain-Antenne , Medium-Gain-Antenne (MGA) und Low-Gain-Antennen (LGA) je nach auf Missionsphase und einen 15-Watt - Transponder Entwurf ursprünglich für das beabsichtigte Cassini Raumfahrzeug .
Leistung
Die Sonde wurde von zwei Solarzellen mit durchschnittlich 330 Watt Leistung versorgt. Die Arrays enthielten auch Whipple-Schilde , um die empfindlichen Oberflächen vor dem potenziell schädlichen Kometenstaub zu schützen, während sich das Raumfahrzeug im Koma von Wild 2 befand. Das Solararray-Design wurde hauptsächlich aus den Entwicklungsrichtlinien der Small Spacecraft Technology Initiative (SSTI) abgeleitet. Die Arrays boten eine einzigartige Methode zum Umschalten von Strings von Serie zu Parallel, abhängig von der Entfernung von der Sonne. Ein einzelner Nickel-Wasserstoff ( NiH
2) wurde auch eine Batterie eingebaut, um das Raumfahrzeug mit Strom zu versorgen, wenn die Solarzellen zu wenig Sonnenlicht erhielten.
Rechner
Der Computer des Raumfahrzeugs arbeitete mit einer strahlungsgehärteten RAD6000 32-Bit-Prozessorkarte. Um Daten zu speichern, wenn das Raumfahrzeug nicht mit der Erde kommunizieren konnte, konnte die Prozessorkarte 128 Megabyte speichern , von denen 20% von der Flugsystemsoftware belegt wurden. Die Systemsoftware ist eine Form von VxWorks , einem eingebetteten Betriebssystem, das von Wind River Systems entwickelt wurde .
Wissenschaftliche Instrumente
| Navigationskamera ( NC ) | |||
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Die Kamera soll den Kometen Wild 2 während des Vorbeiflugs des Kerns anvisieren. Es erfasst Schwarzweißbilder durch ein Filterrad, das es ermöglicht, Farbbilder zusammenzusetzen und bestimmte Gas- und Staubemissionen im Koma zu erkennen. Es nimmt auch Bilder in verschiedenen Phasenwinkeln auf , was es ermöglicht, ein dreidimensionales Modell eines Ziels zu erstellen, um den Ursprung, die Morphologie und die mineralogischen Inhomogenitäten auf der Oberfläche des Kerns besser zu verstehen. Die Kamera verwendet die optische Baugruppe der Voyager- Weitwinkelkamera. Es ist zusätzlich mit einem Scan-Spiegel ausgestattet, um den Blickwinkel zu variieren und potenziell schädliche Partikel zu vermeiden. Für Umwelttests und Verifizierung der NAVCAM wurde die einzige verbleibende Voyager-Ersatzkameraeinheit als Kollimator zum Testen der primären Abbildungsoptik verwendet. Ein Ziel im Brennpunkt des Ersatzes wurde zur Verifizierung durch den optischen Pfad des NAVCAM abgebildet.
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| Kometen- und interstellarer Staubanalysator ( CIDA ) | |||
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Der Staubanalysator ist ein Massenspektrometer, das in der Lage ist, bestimmte Verbindungen und Elemente in Echtzeit zu erkennen und zu analysieren. Partikel dringen in das Instrument ein, nachdem sie mit einer silbernen Prallplatte kollidiert sind und durch eine Röhre zum Detektor wandern. Der Detektor ist dann in der Lage, die Masse einzelner Ionen zu detektieren, indem er die Zeit misst, die jedes Ion benötigt, um in das Instrument einzutreten und sich durch dieses zu bewegen. Identische Instrumente wurden auch auf Giotto und Vega 1 und 2 aufgenommen .
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| Staubflussmonitor- Instrument ( DFMI ) | |||
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Die Sensoreinheit befindet sich auf dem Whipple-Schild an der Vorderseite des Raumfahrzeugs und liefert Daten über den Fluss und die Größenverteilung von Partikeln in der Umgebung von Wild 2. Sie zeichnet Daten auf, indem sie elektrische Impulse erzeugt, wenn ein spezieller polarisierter Kunststoff (PVDF)-Sensor getroffen wird durch hochenergetische Teilchen mit einer Größe von wenigen Mikrometern.
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| Sternenstaub-Probensammlung ( SSC ) | |||
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Der Partikelsammler verwendet Aerogel , eine inerte, mikroporöse Substanz auf Siliciumdioxidbasis mit geringer Dichte, um Staubkörner einzufangen, wenn das Raumfahrzeug das Koma von Wild 2 passiert in die Erdatmosphäre eindringt. Die Kapsel mit eingeschlossenen Proben würde von der Erdoberfläche geborgen und untersucht.
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| Dynamisches wissenschaftliches Experiment ( DSE ) | |||
Das Experiment wird hauptsächlich das X-Band- Telekommunikationssystem verwenden, um auf Wild 2 Radiowissenschaften durchzuführen, um die Masse des Kometen zu bestimmen; sekundär wird die Trägheitsmesseinheit verwendet, um die Auswirkungen großer Partikelkollisionen auf das Raumfahrzeug abzuschätzen.
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Beispielsammlung
Kometen- und interstellare Partikel werden in Aerogel mit ultraniedriger Dichte gesammelt . Die Auffangschale von der Größe eines Tennisschlägers enthielt neunzig Aerogelblöcke, die eine Oberfläche von mehr als 1.000 Quadratzentimetern zum Einfangen von kometenhaften und interstellaren Staubkörnern boten.
Um die Partikel zu sammeln, ohne sie zu beschädigen, wird ein Feststoff auf Siliziumbasis mit poröser, schwammartiger Struktur verwendet, bei dem 99,8 Prozent des Volumens leerer Raum sind. Aerogel hat 1 ⁄ 1000 die Dichte von Glas , einem anderen Festkörper auf Siliziumbasis, mit dem es verglichen werden kann. Wenn ein Partikel auf das Aerogel trifft, wird es im Material vergraben und erzeugt eine lange Spur, die bis zu 200 Mal so lang wie das Korn ist. Das Aerogel war in einem Aluminiumgitter verpackt und in eine Sample Return Capsule (SRC) eingepasst, die 2006 beim Passieren der Erde von der Raumsonde freigesetzt werden sollte.
Um das Aerogel auf interstellaren Staub zu analysieren, werden eine Million Fotos benötigt, um die Gesamtheit der beprobten Körner abzubilden. Die Bilder werden an Heimcomputerbenutzer verteilt , um das Studium der Daten mithilfe eines Programms mit dem Titel Stardust@home zu unterstützen . Im April 2014 berichtete die NASA, sieben Partikel interstellaren Staubs aus dem Aerogel geborgen zu haben.
Schema des Raumfahrzeugs
Stardust- Kapsel mit eingesetztem Aerogel-Kollektor
Stardust wartet auf Tests der Solaranlagen
Die Solaranlagen, die in der Payload Hazardous Service Facility überprüft werden
Sternenstaub wird vor der Verkapselung überprüft
Sternenstaub- Mikrochip
Stardust wurde mit zwei Sätzen von identischen Paaren von 10,16 Quadratzentimeter (4 in) gestartet Silizium - Wafern . Jedes Paar enthielt Gravuren von weit über einer Million Namen von Menschen, die Ende 1997 und Mitte 1998 durch das Ausfüllen von Internetformularen an der Öffentlichkeitsarbeit teilnahmen. Ein Paar der Mikrochips wurde auf dem Raumfahrzeug positioniert und das andere wurde an der Probenrückgabekapsel befestigt.
Missionsprofil
Start und Flugbahn
Sternenstaub · 81P/Wild · Erde · 5535 Annefrank · Tempel 1
Stardust wurde am 7. Februar 1999 um 21:04:15 UTC von der National Aeronautics and Space Administration vom Space Launch Complex 17A an der Cape Canaveral Air Force Station in Florida an Bord einer Delta II 7426- Trägerrakete gestartet. Die komplette Brennsequenz dauerte 27 Minuten und brachte das Raumschiff in eine heliozentrische Umlaufbahn, die das Raumschiff 2001 für ein Schwerkraftunterstützungsmanöver um die Sonne und an der Erde vorbeibringen würde, um 2002 den Asteroiden 5535 Annefrank und 2004 den Kometen Wild 2 auf einem Tiefpunkt zu erreichen Vorbeifluggeschwindigkeit von 6,1 km/s. Im Jahr 2004 führte die Raumsonde eine Kurskorrektur durch, die es ihr ermöglichte, 2006 ein zweites Mal an der Erde vorbeizukommen, um die Sample Return Capsule für eine Landung in Utah in den Bonneville Salt Flats freizugeben .
Während der zweiten Begegnung mit der Erde wurde die Sample Return Capsule am 15. Januar 2006 freigegeben. Unmittelbar danach wurde Stardust in ein "Umleitungsmanöver" versetzt, um nicht neben der Kapsel in die Atmosphäre zu gelangen. Nach dem Manöver verblieben weniger als zwanzig Kilogramm Treibstoff an Bord. Am 29. Januar 2006 wurde die Raumsonde in den Ruhezustand versetzt, wobei nur die Sonnenkollektoren und der Empfänger aktiv waren, in einer 3-jährigen heliozentrischen Umlaufbahn, die sie am 14. Januar 2009 in die Nähe der Erde zurückkehren würde.
Eine nachfolgende Missionsverlängerung wurde am 3. Juli 2007 genehmigt, um die Raumsonde für einen Vorbeiflug am Kometen Tempel 1 im Jahr 2011 wieder voll funktionsfähig zu machen . Die Missionsverlängerung war die erste, die einen kleinen Körper des Sonnensystems erneut besuchte und den verbleibenden Treibstoff verwendete Ende der Nutzungsdauer des Raumfahrzeugs.
| Reisezeitplan | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Explosionszeichnung des Delta II-Fahrzeugs mit Stardust .
Stardust beim Start mit einer Delta II-Trägerrakete.
Flugbahn der Raumsonde Stardust auf dem Weg zu Wild 2.
Begegnung mit Annefrank
Am 2. November 2002 um 04:50:20 UTC traf Stardust aus einer Entfernung von 3.079 km (1.913 Meilen) auf den Asteroiden 5535 Annefrank. Der Sonnenphasenwinkel reichte während des Beobachtungszeitraums von 130 Grad bis 47 Grad. Diese Begegnung wurde in erster Linie als technischer Test des Raumfahrzeugs und der Bodenoperationen in Vorbereitung auf die Begegnung mit dem Kometen Wild 2 im Jahr 2003 verwendet.
Aufnahme des Asteroiden Annefrank am 2. November 2002
Falschfarbenbild des Asteroiden Annefrank
Begegnung mit Wild 2
Am 2. Januar 2004 um 19:21:28 UTC traf Stardust auf der Sonnenseite mit einer Relativgeschwindigkeit von 6,1 km/s in einer Entfernung von 237 km (147 mi) auf den Kometen Wild 2. Die ursprüngliche Begegnungsentfernung war auf 150 km (93 Meilen) geplant, wurde jedoch geändert, nachdem ein Sicherheitsprüfungsausschuss die nächste Annäherungsentfernung erhöht hatte, um das Potenzial für katastrophale Staubkollisionen zu minimieren.
Die Relativgeschwindigkeit zwischen Komet und Raumfahrzeug war so groß, dass der Komet das Raumschiff tatsächlich von hinten überholte, als es um die Sonne reiste. Während der Begegnung befand sich das Raumfahrzeug auf der sonnenbeschienenen Seite des Kerns, näherte sich mit einem Sonnenphasenwinkel von 70 Grad, erreichte einen minimalen Winkel von 3 Grad in der Nähe der nächsten Annäherung und startete mit einem Phasenwinkel von 110 Grad. Beim Vorbeiflug wurde die AutoNav- Software verwendet.
Während des Vorbeiflugs setzte die Raumsonde die Probensammelplatte ein, um Staubkornproben aus der Koma zu sammeln , und machte detaillierte Bilder des eisigen Kerns .
Comet Wild 2 aus Stardust am 2. Januar 2004
Bild von Wild 2, aufgenommen während der engsten Annäherungsphase
Ein überbelichtetes Bild von Wild 2 mit Materialwolken
Eine 3D-Anaglyphe des Kometen Wild 2
Neue Erkundung von Tempel 1 (NExT)
Am 19. März 2006 gaben Stardust- Wissenschaftler bekannt, dass sie die Möglichkeit erwägen, die Raumsonde auf eine sekundäre Mission umzuleiten, um den Kometen Tempel 1 abzubilden . Der Komet war zuvor das Ziel der Deep Impact- Mission im Jahr 2005, die einen Impaktor in die Oberfläche schickte. Die Möglichkeit dieser Erweiterung könnte für die Aufnahme von Bildern des Einschlagskraters von entscheidender Bedeutung sein, die Deep Impact aufgrund des Staubs des Einschlags, der die Oberfläche verdeckt, nicht erfolgreich aufnehmen konnte.
Am 3. Juli 2007 wurde die Missionserweiterung genehmigt und in New Exploration of Tempel 1 (NExT) umbenannt. Diese Untersuchung würde einen ersten Einblick in die Veränderungen eines Kometenkerns geben, die nach einer Sonnennahe entstehen. NExT würde auch die Kartierung von Tempel 1 erweitern und ihn zum bisher am meisten kartierten Kometenkern machen. Diese Kartierung würde helfen, die wichtigsten Fragen der Geologie des Kometenkerns zu beantworten. Es wurde erwartet, dass die Vorbeiflug-Mission fast den gesamten verbleibenden Treibstoff verbraucht, was das Ende der Betriebsfähigkeit des Raumfahrzeugs signalisiert. Die AutoNav- Software (für die autonome Navigation) würde das Raumfahrzeug 30 Minuten vor der Begegnung steuern.
Zu den Missionszielen gehörten:
Hauptziele
- Erweitern Sie das aktuelle Verständnis der Prozesse, die die Oberflächen von Kometenkernen beeinflussen, indem Sie die Veränderungen dokumentieren, die auf dem Kometen Tempel 1 zwischen zwei aufeinanderfolgenden Periheldurchgängen oder Umlaufbahnen um die Sonne aufgetreten sind.
- Erweitern Sie die geologische Kartierung des Kerns von Tempel 1, um das Ausmaß und die Art der Schichtung aufzuklären und Modelle der Bildung und Struktur von Kometenkernen zu verfeinern.
- Erweitern Sie die Untersuchung von Ablagerungen mit glattem Fluss, aktiven Bereichen und bekannter Exposition von Wassereis.
Sekundäre Ziele
- Bilden und charakterisieren Sie möglicherweise den von Deep Impact im Juli 2005 erzeugten Krater, um die Struktur und die mechanischen Eigenschaften von Kometenkernen besser zu verstehen und Kraterbildungsprozesse auf ihnen aufzuklären.
- Messen Sie die Dichte und Massenverteilung von Staubpartikeln innerhalb des Komas mit dem Dust Flux Monitor Instrument.
- Analysieren Sie die Zusammensetzung der Staubpartikel im Koma mit dem Comet and Interstellar Dust Analyzer-Instrument.
Begegnung mit Tempel 1
Am 15. Februar 2011 um 04:39:10 UTC begegnete Stardust-NExT Tempel 1 aus einer Entfernung von 181 km (112 mi). Schätzungsweise 72 Bilder wurden während der Begegnung aufgenommen. Diese zeigten Veränderungen im Gelände und enthüllten Teile des Kometen, die Deep Impact nie gesehen hatte . Die Einschlagsstelle von Deep Impact wurde ebenfalls beobachtet, obwohl sie kaum sichtbar war, da sich Material im Krater zurücksetzte.
Tempel 1 von der Raumsonde Stardust-NExT im engsten Anflug
Vorher-Nachher-Vergleichsbilder von Tempel 1 von Deep Impact ( links ) und Stardust ( rechts )
Ende der erweiterten Mission
Am 24. März 2011 gegen 23:00 UTC führte Stardust eine Verbrennung durch, um den verbleibenden Treibstoff zu verbrauchen. Das Raumschiff hatte nur noch wenig Treibstoff und die Wissenschaftler hofften, dass die gesammelten Daten bei der Entwicklung eines genaueren Systems zur Schätzung des Treibstoffstands von Raumschiffen helfen würden. Nach der Datenerhebung war keine weitere Antennenausrichtung mehr möglich und der Sender wurde abgeschaltet. Die Raumsonde schickte eine Bestätigung aus einer Entfernung von etwa 312 Millionen Kilometern im Weltraum.
Musterrücksendung
Am 15. Januar 2006 um 05:57 UTC wurde die Sample Return Capsule erfolgreich von Stardust getrennt . Das SRC trat um 09:57 UTC mit einer Geschwindigkeit von 12,9 km/s wieder in die Erdatmosphäre ein, die schnellste Wiedereintrittsgeschwindigkeit, die jemals von einem von Menschenhand geschaffenen Objekt erreicht wurde. Die Kapsel folgte einem drastischen Wiedereintrittsprofil, das innerhalb von 110 Sekunden von einer Geschwindigkeit von Mach 36 auf Unterschallgeschwindigkeit stieg. Die maximale Verzögerung betrug 34 g , die 40 Sekunden beim Wiedereintritt in einer Höhe von 55 km über Spring Creek, Nevada, erreicht wurden . Der von Fiber Materials Inc. hergestellte Hitzeschild aus phenolimprägniertem Kohlenstoffablator (PICA) erreichte während dieses steilen Wiedereintritts eine Temperatur von mehr als 2.900 °C. Die Kapsel sprang dann mit dem Fallschirm zu Boden und landete schließlich um 10:12 UTC auf dem Utah Test and Training Range in der Nähe des Dugway Proving Ground der US-Armee . Die Kapsel wurde dann mit Militärflugzeugen von Utah zur Ellington Air Force Base in Houston , Texas , transportiert und dann in einem unangekündigten Konvoi auf der Straße zur Einrichtung des Planetary Materials Curatorial im Johnson Space Center in Houston transportiert, um mit der Analyse zu beginnen.
Probenbearbeitung
Der Probenbehälter wurde in einen Reinraum mit einem 100-fachen Reinheitsfaktor des Operationssaals eines Krankenhauses gebracht, um sicherzustellen, dass der interstellare und Kometenstaub nicht kontaminiert wurde. Vorläufige Schätzungen deuten darauf hin, dass mindestens eine Million mikroskopisch kleiner Staubkörner in den Aerogel- Kollektor eingebettet waren . Es wurde festgestellt, dass zehn Partikel mindestens 100 Mikrometer (0,1 mm) und die größten ungefähr 1.000 Mikrometer (1 mm) groß sind. Geschätzte 45 interstellare Staubeinschläge wurden auch auf dem Probensammler gefunden, der sich auf der Rückseite des Kometenstaubsammlers befand. Staubkörner werden von einem freiwilligen Team im Rahmen des Distributed Computing- Projekts Stardust@Home beobachtet und analysiert .
Im Dezember 2006 wurden sieben Artikel in der Fachzeitschrift Science veröffentlicht , in denen erste Details der Probenanalyse diskutiert wurden. Zu den Ergebnissen zählen: eine breite Palette organischer Verbindungen , darunter zwei, die biologisch nutzbaren Stickstoff enthalten ; einheimische aliphatische Kohlenwasserstoffe mit längeren Kettenlängen als die im diffusen interstellaren Medium beobachteten ; reichlich amorphe Silikate zusätzlich zu kristallinen Silikaten wie Olivin und Pyroxen , was die Übereinstimmung mit der Mischung von Sonnensystem und interstellarer Materie beweist , die zuvor spektroskopisch aus Bodenbeobachtungen abgeleitet wurde ; Es wurden keine wasserhaltigen Silikate und Karbonatminerale gefunden, was auf eine fehlende wässrige Verarbeitung des Kometenstaubs hindeutet; begrenzter reiner Kohlenstoff ( CHON ) wurde auch in den zurückgegebenen Proben gefunden; Methylamin und Ethylamin wurden im Aerogel gefunden, waren aber nicht mit spezifischen Partikeln assoziiert.
Im Jahr 2010 gab Dr. Andrew Westphal bekannt, dass Stardust@home- Freiwilliger Bruce Hudson unter den vielen Bildern des Aerogels eine Spur (mit der Bezeichnung "I1043,1,30") gefunden hat, die möglicherweise ein interstellares Staubkorn enthält. Das Programm ermöglicht es, alle Entdeckungen von Freiwilligen zu erkennen und vom Freiwilligen zu benennen. Hudson nannte seine Entdeckung "Orion".
Im April 2011 entdeckten Wissenschaftler der University of Arizona Beweise für das Vorhandensein von flüssigem Wasser im Kometen Wild 2 . Sie fanden Eisen- und Kupfersulfidminerale , die sich in Gegenwart von Wasser gebildet haben müssen. Die Entdeckung erschüttert das bestehende Paradigma, dass Kometen nie warm genug werden, um ihre eisige Masse zu schmelzen. Im Frühjahr 2014 wurde die Gewinnung von interstellaren Staubpartikeln aus der Stardust-Mission des Discovery-Programms angekündigt.
Die Stardust-Proben sind derzeit für jeden verfügbar, der nach Abschluss der Schulung auf der Berkeley-Webseite identifiziert werden kann.
Standort des Raumfahrzeugs
Die Rückholkapsel befindet sich derzeit im National Air and Space Museum in Washington, DC. Die Ausstellung begann dort am 1. Oktober 2008, dem 50. Jahrestag der Gründung der NASA. Die Rücklaufkapsel wird im Probensammelmodus zusammen mit einer Probe des Aerogels angezeigt, das zum Sammeln der Proben verwendet wurde.
Ergebnisse
Die Kometenproben zeigen, dass die äußeren Regionen des frühen Sonnensystems nicht isoliert waren und kein Refugium waren, in dem interstellare Materialien normalerweise überleben könnten. Die Daten deuten darauf hin, dass sich Hochtemperaturmaterial im Inneren des Sonnensystems gebildet und anschließend in den Kuiper-Gürtel übertragen wurde .
- Glycin
2009 wurde von der NASA bekannt gegeben, dass Wissenschaftler erstmals einen der grundlegenden chemischen Bausteine des Lebens in einem Kometen identifiziert haben: Glycin , eine Aminosäure, wurde 2004 in dem vom Kometen Wild 2 ausgeworfenen Material nachgewiesen und von den Sternenstaub- Sonde. Glycin wurde bereits in Meteoriten nachgewiesen und es gibt auch Beobachtungen in interstellaren Gaswolken, aber der Stardust- Fund wird als erster in Kometenmaterial beschrieben. Isotopenanalysen deuten darauf hin, dass das späte schwere Bombardement Kometeneinschläge nach dem Zusammenwachsen der Erde, aber vor der Entwicklung von Leben beinhaltete. Carl Pilcher, der das Astrobiology Institute der NASA leitet, kommentierte: "Die Entdeckung von Glycin in einem Kometen unterstützt die Idee, dass die grundlegenden Bausteine des Lebens im Weltraum weit verbreitet sind, und stärkt das Argument, dass Leben im Universum eher verbreitet als selten ist."
Siehe auch
- Liste der Missionen zu Kometen
- Genesis , Probenrückkehr aus dem Sonnenwind
- Hayabusa , Probenrückgabe von einem Asteroiden
- Liste der unbemannten Raumfahrzeuge nach Programm
- Roboter-Raumschiff
- Weltraumforschung
- Weltraumsonde
- Zeitleiste von künstlichen Satelliten und Raumsonden
- Zeitleiste der ersten Orbitalstarts nach Ländern
- Zeitleiste der Erkundung des Sonnensystems
Verweise
Externe Links
- Stardust- Website unter NASA.gov
- Stardust- Website des Jet Propulsion Laboratory der NASA
- Stardust-NExT- Website des Jet Propulsion Laboratory der NASA
- Archiv der Stardust- Mission im Planetary Data System der NASA, Small Bodies Node
- Archiv der Stardust-NExT- Mission im Planetary Data System der NASA, Small Bodies Node