Stardust

Stardust ('tähetolm') oli USA planeetidevaheline kosmoseaparaat, mis startis kosmosesse Canaverali neemelt 7. veebruaril 1999 kanderaketiga Delta II. Kosmoseaparaadi põhiülesanne oli koguda tähtedevahelist ja komeeditolmu. Projekt kiideti heaks 1995. aasta sügisel ja seda hakati teostama 1996. aasta jaanuaris. 22. veebruarist 1. maini 2000 kogus Stardust esimest korda tähtedevahelist tolmu. 15. jaanuaril 2001 suurendas ta Maad kasutades gravitatsioonilise tõmbe abil oma kiirust. 5. augustist 9. detsembrini kogus ta jälle tähtedevahelist tolmu. Sealjuures möödus Stardust 2. novembril 2002 3300 km kauguselt asteroidist 5535 Annefrank ja tegi mitu fotot. 2. jaanuaril 2004 lendas ta mööda komeedist Wild 2. Läbides kell 19.40 maailmaaja järgi, võttis ta tolmuproove komeedi peast ja tegi detailseid ülesvõtteid komeedi jäisest tuumast. Proovid jõudsid Maale 2006. aastal, kui kapsel sisenes Maa atmosfääri ja maandus USAs Utah' osariigis. Stardust lõpetas töö 2011. aastal. Stardusti töötas välja Lockheed Martin. See kerge kosmoseaparaat kaalus koos avakosmosemanöövriteks vajaliku raketikütusega 380 kg. Põhilise uuringulise lasti pikkus oli 1,7 m, nii et see oli tavalise kirjutuslaua suurune. Väga väikese tihedusega aerogeeli abil koguti komeedi- ja tähtedevahelisi osakesi. Iga tüüpi osakese jaoks oli ette nähtud üle liitri suurune kogumisala. Kui Stardust lendas komeedist mööda, siis tabasid teda osakesed löögikiirusega, mis ületab 9-kordselt püssitorust välja lendava kuuli kiiruse. Kuigi haaratud osakesed olid kõik väiksemad kui liivatera, võis suurel kiirusel haaramine muuta nende kuju ja keemilist koostist või need täielikult aurustada. Et osakesi ilma neid kahjustamata koguda, kasutati ränil põhinevat poorse, käsnataolise struktuuriga tahket keha, mille ruumala on 99% ulatuses tühi. Aerogeeli tihedus oli 1000 korda väiksem kui klaasil, mis oli samuti ränil põhinev tahke keha. Aerogeeli tabav osake mattus materjali, nii et tekkis porgandikujuline jälg, mis oli osakesest endast kuni 200 korda pikem. Osake aeglustus ja peatus nagu lennuk, mis maandub maandumisrajale ja pidurdab. Et aerogeel on enamasti läbipaistev (seda hüütakse mõnikord siniseks suitsuks), siis said teadlased need pisikesed osakesed jälgede järgi üles leida. Tolmuanalüsaator oli lennuaja massispektromeeter, mis määras hõbedast löögiplaadiga põrkuvate tolmuterade koostise. Tolmuanalüsaatori ülesanne oli tolmu kinni pidada, analüüsida selle koostist reaalajas ja edastada tulemused Maale. Ta eraldas ioonid massi järgi, võrreldes nende lennuaegu. Kui tolmuosake tabas analüsaatori märklauda, siis tolmust saadi elektrostaatilise võre abil ioone, olenevalt märklaua polaarsusest kas positiivseid või negatiivseid. Saadud ioonid liikusid läbi analüsaatori, peegeldusid reflektoris ja detektor avastas need. Raskemad ioonid liikusid läbi analüsaatori kauem kui kergemad, nii et ioonide lennuaja järgi sai arvutada nende massi. Tolmuanalüsaatoril oli samasugune konstruktsioon nagu kosmoseaparaatide Giotto ja Vega tolmuanalüsaatoritel. Nende aparaatidega saadi unikaalseid andmeid Halley komeedi kooma keemilisest koostisest. Tolmuanalüsaator koosnes kogurist, märklauast, iooniekstraktorist, lennuaja massispektromeetrist ja ioonidetektorist. Tolmuanalüsaator töötati välja Saksamaal Garchingis maavälise füüsika Max Plancki instituudis. Sealne kaasuurija on Jochen Kissel. Elektroonika pandi kokku Saksamaal Schwetzingenis firmas von Hoerner & Sulger GmbH. Tarkvara töötas välja Soome meteoroloogiainstituut. Navigatsioonikaamerat kasutati kosmoseaparaadi optiliseks juhtimiseks komeedi Wild 2 tuumast möödalennul. Ta võimaldas saavutada sobiva möödalennukauguse. Kaamera tegi lähenemisel ja eemaldumisel komeedi tuumast ka värvilisi peenpilte ning tuuma läheduses viibides lairibapilte eri faasinurkade alt. Nende kujutiste abil konstrueeritakse tuuma kolmemõõtmeline kaart, mis võimaldab paremini mõista selle päritolu, morfoloogiat ja mehhanisme, otsida tuuma mineraloogilisi ebahomogeensusi ning võib-olla saada teavet tuuma pöörlemise kohta. Kaamera tegi komeedile lähenedes ja sellest eemaldudes eri filtritega pilte, mis annavad infot kooma koostise, gaasi ja tolmu dünaamika ning võimalike düüsinähtuste kohta. Stardust NASA kodulehel (inglise keeles)