Кіріспе

Discovery бағдарламасының төртінші миссиясы; Comet Wild 2 кезеңдік кометінен үлгілерді қайтару. Stardust – 1999 жылдың 7 ақпанында NASA ұшырған 385 килограммдық роботтық ғарыш зонды. Оның басты міндеті Wild 2 кометасының комасынан шаң үлгілерін, сондай-ақ ғарыш шаңының үлгілерін жинап, талдау үшін Жерге қайтару болды. Бұл өз түріндегі алғашқы үлгіні қайтару миссиясы еді. Wild 2 кометасына жол жүріп, ол 5535 Annefrank астероидінің жанынан өтіп, оны зерттеді. Басты миссия 2006 жылдың 15 қаңтарында үлгіні қайтару капсуласы Жерге оралғанда сәтті аяқталды. NExT кодолық атымен белгіленген миссияны ұзарту 2011 жылдың ақпанында Stardust-тың Tempel 1 кометасын тоқтатып алуымен аяқталды, бұл 2005 жылы Deep Impact барып көрген Күн жүйесінің шағын денесі. Stardust 2011 жылдың наурыз айында жұмысын тоқтатты. 2014 жылдың 14 тамызында ғалымдар 2006 жылы Жерге қайтарылған Stardust капсуласынан жұлдызаралық шаң бөлшектерін анықтағанын хабарлады.

Тарих

1980 жылдары ғалымдар кометаны зерттеуге арналған жеке миссия іздеуді бастады. 1990 жылдардың басында Галлей кометасын зерттеуге бағытталған бірнеше миссия жақыннан алынған деректерді табысты түрде қайтарған алғашқы миссиялар болды. Дегенмен, АҚШ-тың кометалық миссиясы, Comet Rendezvous Asteroid Flyby, бюджеттік себептерге байланысты тоқтатылды. 1990 жылдардың ортасында 2004 жылы Wild 2 кометасын зерттейтін, Discovery класындағы, арзан миссияға қосымша қолдау көрсетілді. Себебі, 100°C-тан жоғары жылдамдықпен аэрогельге дейін соқтығысатын бөлшектердің кез келген белгілі микроорганизм үшін өлімге себеп болатыны болжамдалды.

Tempel 1 (NExT) жаңа зерттеу

2006 жылдың 19 наурызында Stardust ғалымдары ғарыш кемесін Tempel 1 кометасын суретке түсіру үшін қосымша миссияға қайта бағыттау мүмкіндігін қарастырып жатқанын хабарлады. Бұл кометаға 2005 жылы Deep Impact миссиясы соғылған болатын, осы миссия барысында әсер етуші құрал кометаның бетіне жіберілді. Осы миссияны ұзарту мүмкіндігі, Deep Impact соққыдан пайда болған шаңның бетін жабуына байланысты суретке түсіре алмаған соққы кратерінің суреттерін алу үшін маңызды болуы мүмкін. 2007 жылдың 3 шілдесінде миссияны ұзарту мақұлданды және ол Tempel 1-ді жаңа зерттеу (NExT) деп аталды. Бұл зерттеу комета ядросының Күнге жақыннан өтуінен кейін болатын өзгерістерін алғаш рет көрсетеді. NExT сонымен қатар Tempel 1 кометасының картасын кеңейтеді, осылайша оны бүгінгі күнге дейін ең толық карталанған комета ядросына айналдырады. Бұл карта комета ядросы геологиясының маңызды мәселелерін шешуге көмектеседі. Ғарыш кемесінің жұмыс істеу қабілетінің аяқталуын білдіретін, қалған отынның көп бөлігін осы ұшып өту миссиясы пайдалануы күтілді.

Темпельмен кездесу 1

2011 жылдың 15 ақпанында 04:39:10 UTC уақытында Stardust NExT Темпел 1 планетасына белгілі бір қашықтықтан ұшырасты. Deep Impact соққан жері де байқалды, бірақ кратерге материалдың тұнуына байланысты оны көру қиын болды.

Ұзартылған тапсырманың аяқталуы

2011 жылдың 24 наурызында шамамен сағат 23:00 UTC-де Stardust қалған отынын жаққан. Ол адам жасаған объектілердің Жер атмосферасына ең жоғары жылдамдықпен кіргені болды. Капсула өте тік реинтр профилімен қозғалды, 110 секунд ішінде Мах 36 жылдамдығынан дыбыс асты жылдамдыққа дейін төмендеді. Ең жоғары тежелу күші 34g-қа жетті, ол Невада штатының Спринг-Крик қаласының үстінен 55 км биіктікте қайта кіргеннің 40 секундінде тіркелді. Содан кейін капсула парашютпен жерге қонды, сағат 10:12 UTC-де Юта сынақ және оқу полигонына, АҚШ армиясының Дугвей сынақ алаңына жақын жерге түсті. Капсула әскери ұшақтармен Ютадан Хьюстон қаласындағы Эллингтон әуе базасына тасымалданды, содан кейін Хьюстондағы Джонсон ғарыш орталығындағы Планеталық материалдарды сақтау мекемесіне жарияланбаған конвоймен жеткізіліп, талдау жұмыстары басталды.

Үлгілерді өңдеу

Үлгі контейнері жұлдызаралық және кометалық шаңның ластануын болдырмау үшін, аурухана операциялық бөлмесінен 100 есе таза бөлмеге әкелінді. Алдын ала есептеулерге сәйкес, аэрогель жинағышта кем дегенде миллион микроскоптық шаң бөлшегі бар еді. Он бөлшектің мөлшері кемінде 100 микрометр (0,1 мм) ал ең ірісі шамамен 1000 микрометр (1 мм) құрады. Кометалық шаң жинағыштың арт жағында орналасқан үлгі жинағышында шамамен 45 жұлдызаралық шаңның соқтығысуы анықталды. Шаң бөлшектерін еріктілер тобы "Stardust@Home" азаматтық ғылыми жобасы арқылы бақылап, талдауда. Жиналған сынаманың жалпы массасы шамамен 1 мг болды. 2006 жылдың желтоқсан айында "Science" ғылыми журналында сынама талдауының алғашқы нәтижелерін талқылаған жеті мақала жарияланды. Анықталғандардың ішінде: кең ауқымды органикалық қосылыстар, оның ішінде биологиялық қолданысқа жарамды азот бар екеуі; тараң жұлдызаралық ортада байқалғандардан ұзын тізбекті алифалық көмірсутектер; оливин мен пироксен сияқты кристаллдық силикаттармен қатар, мол мөлшерде аморфты силикаттар, бұл жердегі спектроскопиялық бақылаулар арқылы бұрын болжалған Күн жүйесі мен жұлдызаралық материяның араласуымен сәйкес келеді; кометалық шаңның сумен өңделмегенін көрсететін гидроксидті силикаттар мен карбонат минералдарының болмауы; қайтарылған сынамаларда шектеулі мөлшерде таза көміртек (CHON) табылды; аэрогельде метиламин мен этиламин анықталды, бірақ олар нақты бөлшектермен байланысты емес еді. 2010 жылы доктор Эндрю Вестфаль Stardust@home еріктісі Брюс Хадсонның аэрогельдің көптеген суреттерінен жұлдызаралық шаң бөлшегі болуы мүмкін ізді ("I1043,1,30" белгісімен) тапқанын хабарлады. Бағдарлама кез келген еріктінің жаңалығын мойындауға және оған ат қоюға мүмкіндік береді. Хадсон өз жаңалығына "Орион" деп ат қойды. 2011 жылдың сәуір айында Аризона университетінің ғалымдары "Дикий 2" кометасында сұйық судың бар екенін дәлелдеді. Олар судың қатысуында пайда болған темір және мыс сульфидтерінің минералдарын тапты. Бұл жаңалық кометалардың мұзды массасын ерітуге жеткілікті жылуға ие бола алмайды деген бұрынғы түсінікке қарсы келеді. 2014 жылдың көктемінде "Discovery" бағдарламасының "Stardust" миссиясынан жұлдызаралық шаң бөлшектерін табу туралы хабарланды. "Stardust" сынамалары қазіргі уақытта Баркли веб-сайтында оқудан өткеннен кейін әркімге анықтау үшін қолжетімді.

Ғарыш кемесі орналасқан жері

Қайту капсуласы қазіргі уақытта Вашингтондағы Ұлттық әуе және ғарыш мұражайында орналасқан. Ол 2008 жылдың 1 қазанында, НАСА құрылғанының 50 жылдығына орай көрмеге қойылды. Қайту капсуласы үлгілер жинау режимінде көрсетіледі, сонымен қатар үлгілерді жинау үшін қолданылған аэрогельдің үлгісі де қойылған.