Deep Impact

Misijas mērķi

Deep Impact misija tika realizēta, lai gūtu atbildes uz vairākiem fundamentāliem jautājumiem par komētu uzbūvi. Izpētot komētas uzbūvi, astronomi cerēja noteikt kā komētas veidojas, pamatojoties uz atšķirībām komētas virspuses un dziļākajos slāņos.

Zondes uzbūve

Kosmiskais aparāts sastāvēja no divām galvenajām daļām: impaktora un kosmiskās zondes.
Deep Impact zonde ir 3,2 m plata, 1,7 m bieza un 2,3 m augsta. Uz tās atrodas saules baterijas, putekļu vairogs, vairāki zinātniskie instrumenti attēlu veidošanai, infrasarkanajai spektroskopijai un optiskajai navigācijai uz izvēlēto vietu netālu no komētas. Uz aparāta ir arī divas fotokameras: viena ar augstu izšķirtspēju, otra ar vidēju. Augstās izšķirtspējas kamera (HRI) sevī ietver redzamās gaismas fotokameru, infrasarkano spektrometru un attēlu veidošanas moduli. Kamera bija paredzēta komētas kodola fotografēšanai. Vidējās izšķirtspējas kamera (MRI) darbojas kā rezerves variants un arī kā navigācijas ierīce pēdējās 10 dienās pirms pietuvošanās komētai.
Deep Impact impaktors pēc izskata bija līdzīgs nelielam heksagonālam cilindram. Tā svars bija 370 kg, no kuriem gandrīz pusi (49 %) veidoja vara serde. Varš tika izvēlēts praktisku apsvērumu dēļ, jo tika uzskatīts, ka uz pašas komētas vara nav, tāpēc, pētot ar spektroskopu pēc trieciena radušos putekļu mākoni, no kopējiem rādījumiem varu varētu viegli atdalīt. Uz impaktora atradās arī kamera, kuru aparāts izmantoja gan navigācijai, gan attēlu uzņemšanai. Tuvojoties komētai, ar šo kameru varēja uzņemt augstas izšķirtspējas attēlus, līdz pat 0,2 m uz pikseli. Pēdējo attēlu kamera uzņēma 3,7 s pirms sadursmes. Impaktors bija apgādāts arī ar nelielu manevrēšanas sistēmu, kura darbojās ar hidrazīnu.

Misijas apraksts

Pēc starta 2005. gada 12. janvārī, Deep Imapct nolidoja 429 miljonus km 174 dienās, sasniedzot Tempela 1 komētu 2005. gada 3. jūlijā. Šajā dienā no kosmiskā aparāta tika palaists impaktors. Impaktors, izmantojot savu dzinekļu sistēmu un navigācijas iespējas, pēc 24 stundām ietriecās komētā ar ātrumu apmēram 10,3 km/s. Sprādziena radītā jauda bija ekvivalenta apmēram 4,7 tonnām TNT.
Neilgi pēc sadursmes Deep Impact palidoja garām komētai apmēram 500 km attālumā, fotografējot sadursmes vietu, radušos putekļu mākoni un pārējo komētas kodolu. Sadursmes brīdis tika novērots no observatorijām uz Zemes kā arī no orbitālajām observatorijām. To novēroja arī starpplanētu zonde Rosetta, kura tobrīd atradās 80 miljonu km attālumā no komētas.

Misijas gaita

Misija, sadursmei ar komētu, pirmoreiz NASAi tika ierosināta 1996. gadā. Toreiz NASA speciālisti misiju noraidīja, jo šaubījās par tās veiksmīgu realizāciju. 1999. gadā Deep Impact misija tika akceptēta un saņēma finansējumu Discovery programmas ietvaros. Ball Aerospace & Technologies Corp izgatavoja kosmisko zondi un impaktoru, kā arī trīs galvenos instrumentus. Programmatūras izstrāde aparātam prasīja 18 mēnešus. Kopējās misijas izmaksas sasniedza 240 miljonus USD.

Palaišana

Sākotnēji bija plānots zondi palaist 2004. gada 30. decembrī, bet NASA speciālisti atcēla lidojumu, lai labāk pārbaudītu zondes programmatūru. 2005. gada 12. janvārī plkst. 18:47 UTC Deep Impact tika palaists no Kanaveralas kosmodroma ar Delta II nesējraķeti.
Pirmo dienu pēc zondes palaišanas nebija skaidrības par tās tehnisko stāvokli. Īsi pēc ieiešanas orbītā ap Sauli un saules bateriju izvēršanas, zonde no darba režīma pārslēdzās uz drošo režīmu (safe mode). Problēmu bija radījis nepareizs parametru uzstādījums. Tā drīzumā tika novērsta.
11. februārī tika iedarbināti zondes dzinēji un nokoriģēts zondes lidojuma kurss. Šis manevrs izdevās tik precīzi, ka nākamais, 31. martā plānotais manevrs tika atcelts. Šajā lidojuma fāzē tika pārbaudītas arī visas zondes sistēmas. Pārbaude atklāja, ka augstās izšķirtspējas kameras attēli nav īsti fokusēti. Pēc problēmas izpētes, 9. jūnijā tika paziņots, ka problēmu var atrisināt, attēlus digitāli apstrādājot ar speciālu datorprogrammu.

Lidojums

Lidojuma fāze sākās 25. martā un ilga 60 dienas. 25. aprīlī zonde ieguva pirmo komētas attēlu. Tobrīd tā atradās 64 miljonus km no mērķa. 4. maijā tika veikts otrs virziena korekcijas manevrs, iedarbinot zondes dzinēju uz 95 sekundēm.

Tuvošanās

Tuvošanās fāze sākās 60 dienas pirms sadursmes un beidzās 5 dienas pirms sadursmes. 60 dienas bija laiks, kad pēc aprēķiniem zondei vajadzēja ieraudzīt komētu ar MRI, kura tālāk vadītu zondi uz komētu. Faktiski, tas notika jau 69 dienas pirms sadursmes. 23. jūnijā tika veikts priekšpēdējais virziena korekcijas manevrs, izmainot zondes ātrumu par 6 m/s. 14. un 22. jūnijā zonde novēroja, ka no komētas kodola notika gāzu un putekļu izvirdumi.

Sadursme

Sadursmes fāze sākās jau 5 dienas pirms pašas sadursmes. Šajā laikā tika intensīvi pētīta komēta un tās aste, notika instrumentu kalibrācijas. Impaktors no zondes atdalījās 3. jūlijā 6:07 UTC. Tobrīd impaktors atradās apmēram 880 000 km no mērķa. 12 minūtes pēc impaktora palaišanas, zonde veica 14 minūtes ilgu bremzēšanas manevru, samazinot ātrumu par 102 m/s. Tas tika darīts, lai pati zonde netrāpītu komētā.
4. jūlijā 05:52 UTC impaktors ietriecās komētas kodola priekšdaļā. Līdz sadursmei, impaktors uz zondi sūtīja komētas attēlus, pēdējais attēls tika uzņemts 3 s pirms sadursmes. Kopumā uz zondi tika nosūtīts apmēram 4500 attēlu, kurus nākamajās dienās zonde pārsūtīja uz Zemi.

Rezultāti

Pēc sadursmes saņemtie dati liecināja, ka komētu veido vairāk putekļi nekā ledus. Šie putekļi ir vairāk līdzīgi talka pulverim nekā smiltīm. Tika atklāts, ka komētas sastāvā ietilpst mālu minerāli, karbonāti, kristāliski silikāti. Sadursme atklāja, ka komētas materiāls ir ļoti porains, tās virsējo slāņu struktūra ir mazāk kompakta kā sniegam kupenā. Novērojumi liecināja, ka komētas struktūrā apmēram 75 % aizņem tukšums.
Pēc astronomu aprēķiniem, Tempela 1 komēta izveidojusies Saules sistēmas apgabalā, kur pašreiz atrodas Urāna un Neptūna orbītas.

Vārds uz komētu

Viena no aktivitātēm misijas atpazīstamības veidošanai bija iespēja nosūtīt savu vārdu uz komētu. Jebkurš Jet Propulsion Laboratory interneta lapas apmeklētājs varēja piereģistrēt tur savu vārdu laikā starp 2003. gada maiju un 2004. gada janvāri. Kopumā reģistrējās apmēram 625 000 apmeklētāju. Visi vārdi tika ierakstīti CD, kuru ievietoja Deep Impact impaktorā.

2002GT

2011. gada beigās tika nolemts Deep Impact zondi sūtīt uz asteroīdu (163249) 2002GT, kuru tā varētu sasniegt 2020. gada janvārī.
2012. gada 4. oktobrī tika veikts 71 sekundi ilga dzinēja iedarbināšana, izmainot ātrumu par 2 m/s.
2013. gada 3. septembrī paziņots, ka pēdējais sakaru seanss ar Deep Impact noticis 2013. gada 8. augustā, un sakari zaudēti laikā starp 11. un 14. augustu.