Stardustin näytteen palautuskapseli turvallisesti takaisin maan päälle. Kuvan luotto: NASA/JPL. Klikkaa suurentaaksesi.
NASAn Stardust-avaruusalus on nyt palannut kotiin, matkustanut 4,6 miljardia kilometriä (3 miljardia mailia) ja suorittanut onnistuneesti tehtävänsä avaruudessa. Tammikuun 15. päivänä Stardustin näytepalautuskapseli (SRC) laskeutui turvallisesti Utahin autiomaahan sisältäen näytteitä komeetan koomasta ja tähtienvälisistä pölyhiukkasista. Stardust laukaistiin vuonna 1999, ja tammikuussa 2004 avaruusalus teki riskialtisen ja historiallisen ohilennon Comet Wild 2:sta ottaakseen näytteitä ja ottaakseen kuvia komeetan ytimestä.
Hankalin osa tehtävässä saattoi kuitenkin olla avaruusaluksen ohjaaminen takaisin kotiin. Stardustin navigointitiimi NASAn Jet Propulsion Laboratoryssa Kaliforniassa on työskennellyt ympäri vuorokauden viime viikkoina valmistautuen tuomaan Stardustin SRC:n takaisin maan ilmakehän läpi laskeutumaan Yhdysvaltain ilmavoimien Utahin testi- ja harjoitusalueelle, Salt Lake Cityn lounaaseen. .
Onnistuneen paluuta ja laskeutumista varten navigointitiimin täytyi kohdistaa kapselin sisääntulo tiettyyn pisteeseen Maan ilmakehässä kahdeksan sadasosan tarkkuudella. Eräs tehtävänjohtaja vertasi tätä saavutusta ompeluneulansilmään osumiseen huoneen toiselta puolelta.
Stardustin tutkijat ovat julistaneet tämän pöytäkokoisen avaruusaluksen suorituskykyä koko tehtävän ajan. Mutta navigointitiimin jäsenet ovat väittäneet, että Stardustin suunnittelu tarjosi ennennäkemättömiä navigointihaasteita koko sen 7-vuotisen tehtävän aikana, joka huipentui Maan paluuseen.
'Tämän avaruusaluksen navigointi on aina ollut äärimmäisen vaikeaa, koska asentoa ohjaavat potkurit on asennettu samalle puolelle avaruusalusta', sanoi Neil Mottinger, navigointi- ja sisääntulo-, laskeutumis- ja laskutiimien jäsen.
Puskurit tarjoavat lempeitä työntöjä, joiden avulla avaruusalus voi säilyttää oikean asennon lennon aikana. Normaalisti useimmissa avaruusaluksissa potkurit on sijoitettu tasaisesti joka puolelle, mutta Stardustin potkurit sijoitettiin siten, että potkurien tulva ei saastuttaisi hiukkasten kerääjää.
'Tämä 'epätasapainoinen' potkurirakenne aiheuttaa nopeuden muutoksen joka kerta, kun avaruusalus tarvitsi ohjata asentoaan, mikä voi tapahtua satoja kertoja päivässä', sanoi Christopher Potts, Flight Path Control Groupin tekninen valvoja. 'Jokainen potkurin pulssi on erittäin pieni, mutta suurella määrällä on merkittävä vaikutus lentorataan.'
Tästä syystä navigointitiimin oli seurattava tarkasti avaruusaluksen päivittäistä toimintaa. 'Se on vähän kuin yrittäisi saada kiinni rystypallosta', sanoi Potts, 'kun avaruusaluksen lentorata muuttui huomattavasti sen reagoidessa paikalliseen avaruusympäristöönsä.'
Mottinger sanoi, että joissakin asioissa avaruusalus oli melkein kuin naarmuuntuva bronco. 'Oli mahdotonta ennustaa, milloin potkurit laukaisivat normaalin avaruusaluksen toiminnan aikana', hän sanoi, 'puhumattakaan ajoista, jolloin se siirtyisi turvatilaan, laukaisi potkurit melko usein saadakseen 'turvallisen' asenteen, odottaen lisäohjeita. maasta.'
Sekä Mottinger että Potts sanoivat, että viime viikkoina navigointitiimi on käynyt läpi testejä, koulutusta ja useita täydellisiä harjoituksia avaruusaluksen paluuta varten. 'Vietimme paljon aikaa olettaaksemme, mikä voisi mennä pieleen', Potts sanoi, 'ja varmistamalla, että ongelman korjaamiseksi on asianmukainen vastaus.'
Mutta navigointitiimin ahkeralla ohjauksella SRC laskeutui täydellisesti kaikkien Stardustin kanssa tekemisissä olevien suureksi iloksi ja helpotukseksi. Stardustin projektipäällikkö Thomas Duxbury sanoi laskeutumisen jälkeen pidetyssä lehdistötilaisuudessa: 'Tämä meni kuin kello. Vapautimme tämän kapselin avaruusaluksestamme ja se osui ilmakehään täsmälleen ajoissa.
Mottinger sanoi, että tiimin tekemä kova työ oli ehdottomasti palkintojen arvoista. 'Tämän joukkueen täytyy olla uupunut', hän sanoi. 'On ollut todellinen haaste ennustaa, mihin avaruusalus oli menossa, ja hienosäätää tuloa. Ihailen kaikkia navigointitiimin jäseniä, jotka saivat kaiken tämän tapahtumaan.'
Stardustin SRC tuodaan puhdashuoneeseen Johnson Space Centeriin Houstonissa avattavaksi. Tutkijat ympäri maailmaa voivat tutkia tuhansia komeetan ja tähtienvälisen pölyn hiukkasia, joista monet ovat pienempiä kuin hiuksen leveys. Hiukkaset kerättiin koomasta tai 'hännästä', komeetta ympäröivästä kaasu- ja pölypilvestä.
Komeetat ovat kiehtovia kappaleita, jotka muodostuvat aurinkokunnan ulkoalueille. Tiedemiehet pitävät komeettoja parhaimpana saatavilla olevina näytteinä aurinkokuntamme alkuperäisistä rakennuspalikoista ja että Stardustin palauttamien hiukkasten pitäisi pystyä kertomaan meille varhaisen aurinkokunnan olosuhteista.
Kerättyjen hiukkasten koostumuksen määrittämiseksi tutkijat leikkaavat näytteet vielä pienemmiksi paloiksi ja tutkivat niitä tehokkailla mikroskoopeilla. Stardust-tutkijat rekrytoivat vapaaehtoisia etsimään tähtienvälisiä pölyhiukkasia virtuaalimikroskoopeilla.
Keräilijä on suunnilleen tennismailan kokoinen ja muotoinen, ja se on valmistettu ainutlaatuisesta aineesta nimeltä Aerogel. Airgel on valmistettu piistä, mutta se on 99,8 % ilmaa, joten se on vähiten tiheä keinotekoinen aine. Se tuntuu erittäin kevyeltä, erittäin hienolta, kuivalta sieneltä, ja sillä on kyky vangita nopeasti liikkuvaa pölyä. Se on erittäin vahva ja selvisi helposti kapselin laskeutumisesta kiinteään maahan.
Mottinger ja Potts odottavat molemmat innolla tuloksia, joita Stardustin näytteiden tutkimus tuo.
'Koko navigointitiimi ymmärsi, että olimme vastuussa 'korvaamattoman' lastin toimittamisesta koskemattomia komeetan materiaalinäytteitä komeetan koomasta', sanoi Potts. 'Nämä näytteet edustavat välähdystä ajassa taaksepäin aurinkokunnan varhaisessa muodostumisessa. Ei ole epäilystäkään siitä, että tehdään uusia tieteellisiä löytöjä, jotka vaikuttavat tulevan avaruustutkimuksen suuntaan.'