Stardust
e uma
nave espacial
da
NASA
, gerenciada pelo
Laboratorio de propulsao a jato, (JPL)
da
NASA
na
California
. Foi lancada em
7 de fevereiro
de
1999
, pelo foguete
Delta II
, no
Cabo Canaveral
, estado da
Florida
. A sua finalidade e o de investigar o
cometa
Wild 2
e o asteroide
Annefrank
, alem de recolher
poeira interestelar
.
Stardust e a primeira missao
norte-americana
, dedicada unica e exclusivamente para explorar um cometa com a finalidade de retornar material extraterrestre, fora da
orbita
da
Lua
.
A Stardust aproximou-se de
Wild 2
em
2 de janeiro
de
2004
, apos uma viagem de quatro anos pelo espaco. Durante esta aproximacao ele coletou amostras de poeira do cometa e obteve fotos detalhadas do seu nucleo gelado.
Adicionalmente a sonda Stardust devera trazer amostras de poeira interestelar que foi recentemente descoberta passando pelo
Sistema Solar
e se dirige para a
constelacao de Sagitario
.
A sonda Stardust chegou a
15 de janeiro
de
2006
a
Terra
, para entregar as amostras do material proveniente do cometa dentro de uma capsula.
Diagrama da sonda Stardust.
A sonda Stardust apresenta na sua frente um conjunto de
tres escudos
que visam a proteger a sonda do impacto das particulas do cometa. Dois escudos protegem os
paineis solares
e o ultimo escudo, protege o corpo principal da sonda.
A sonda nao dispoe de paineis-solares moveis, portanto a sonda inteira deve se mover para que o
Sol
possa ilumina-las adequadamente. Na parte traseira da sonda se situa a capsula de coleta de material que se abre conforme o programado e no final¸ sera fechada e lacrada e finalmente sera lancada em direcao a Terra. Quando em configuracao de cruzeiro o coletor permanece dentro da capsula.
Devido a grande distancia do Sol a sonda sera capaz de funcionar plenamente com apenas 15% da intensidade que o Sol tem na Terra.
A capsula da Stardust vai entrar na atmosfera da
Terra
com uma velocidade de 12,9
quilometros
por segundo. Velocidade esta 70% superior a velocidade de reentrada das capsulas das missoes
Apollos
.
Cronograma da Stardust
- Lancamento ? Fevereiro de 1999
- Manobras com o auxilio da forca da gravidade da Terra ? Janeiro de 2001
- Encontro com o cometa Annefrank ? Novembro de 2002
- Encontro com o cometa Wild 2 ? Janeiro de 2004
- Retorno a Terra ? Janeiro de 2006
Acredita-se que o material recolhido pela sonda seja antigo, de epoca anterior a existencia do Sistema Solar e que tambem seja formado de graos e de nuvens de poeira remanescentes da epoca da formacao do
Sistema Solar
.
Para encontrar com o cometa
Wild 2
, a sonda teve que fazer tres voltas em torno do Sol. Na segunda volta ocorreu a trajetoria de intersecao com o cometa. Durante este encontro, a sonda Stardust realizou uma serie de tarefas como a contar o numero de particulas com o instrumento cientifico denominado de
Dust Flux Monitor
(DFM) e em tempo real, analisar a composicao destas particulas e substancias volateis pelo
Comet and Interstellar Dust Analyzer
(CIDA).
Utilizando uma substancia denominada de
Aerogel
, a sonda Stardust consegue capturar e armazenar em seguranca amostras do cometa, na sua longa jornada de volta para a Terra. Ela e constituida de
silicio
, material que foi construido junto com a grade do coletor de aerogel, que e similar a uma grande raquete de tenis.
Em
janeiro
de
2006
, devera a Stardust retornar e entregar a capsula com as amostras dentro de um
paraquedas
, pesando aproximadamente 57
quilogramas
.
Stardust e a
quarta missao
da NASA do
Programa Discovery
, programa este que consiste na construcao de pequenas naves espaciais de pesquisa espacial, que levem no maximo 36 meses para ficarem prontas e que custem menos de US$ 190 milhoes de
dolares
em desenvolvimento e que o custo total da missao, seja inferior a US$ 299 milhoes de dolares.
A missao Stardust veio depois das missoes:
Mars Pathfinder
,
Near Earth Asteroid Rendezvous
ou (NEAR) e da
Lunar Prospector
.
Este e um programa de pesquisa espacial visa a obter dados cientificos relevantes em missoes de baixo custo, onde se emprega tecnologia de ponta, e cujas missoes possam ser levadas adiante em um curto espaco de tempo.
O instrumento DFMI e um sofisticado equipamento de contagem de particulas, constituido de duas cameras
acusticas
que monitoram os choques, que serao relativamente raros, mas perigosos para a nave espacial.
O DFMI foi construido com um avancado material nunca antes utilizado. Este instrumento faz o uso da
polyvinylidene fluoride
(PVDF), um sensor de poeira desenvolvido no laboratorio do Professor John Simpson da
University of Chicago
.
O DFMI consiste em uma unidade de sensoreamento (Sensor Unit (SU)) e uma caixa eletronica, (Electronics Box (EB)) e de dois sensores acusticos montados na sonda Stardust. A unidade de sensoriamento e montada na parte externa da nave e a sua caixa eletronica e montada internamente a sonda.
E um sistema usado para orientar a navegacao da sonda na sua aproximacao ao cometa, para que chegue proximo do cometa o suficiente, para que possa coletar a sua poeira.
Esta camera tambem se destina a tirar fotos do cometa, com imagens de
alta resolucao
do
nucleo
do cometa, de sua aproximacao e de seu afastamento.
A camera de navegacao devera montar uma imagem em tres dimensoes do nucleo do cometa, para melhor entender a sua
morfologia
, para procurar por irregularidades
minerais
em seu nucleo, e fornecer dados sobre a sua rotacao.
Cometary and Interstellar Dust Analyzer (CIDA)
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|
editar codigo-fonte
]
Este equipamento e o mesmo instrumento que equipou as
sondas Giotto
e as duas
sondas Vega
, onde obteve diversos dados sobre a composicao quimica das particulas do cometa
Halley
. Este instrumento esta localizado na parte debaixo da sonda.
CIDA e um
espectrometro
de
massa
, que determina as dimensoes dos
ions
comparando a diferenca de tempo no impacto. O instrumento opera da seguinte maneira.
Quando uma particula colide com o instrumento, uma grelha eletrostatica retira os ions deles.Dependendo da polaridade da grelha, ions positivos ou negativos sao extraidos da poeira.
Os ions extraidos movem-se atraves do instrumento e eram rebatidos em direcao do refletor, e este os lia. Ions pesados levam mais tempo para se mover atraves do instrumento do que os ions mais leves e a diferenca de tempo de voo dos ions eram utilizados para calcular as suas massa.
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discussao
.
(
Dezembro de 2009
)
|
A capsula de retorno das amostras e uma estrutura compacta, consistindo de um receptaculo ou canister com um escudo termico-mecanico protetor, um sistema de navegacao e um pequeno
para-quedas
.
O canister e construido para recolher particulas durante o voo do Stardust, sendo o feito mais importante de toda a missao e deve retornar a Terra em seguranca. Na sua base esta um escudo termico-mecanico protetor que visa a protege-lo quando de sua entrada na atmosfera da Terra. Durante o voo, esta estrutura se abre como uma ostra, permitindo que o coletor de poeira em aerogel possa coletar as particulas dispersa no espaco.
A capsula armazena as amostra do cometa e de poeira interestelar e os coloca em seguranca dentro do seu escudo protetor, que depois de terminada a coleta, ele se dobra de forma firme e sela o seu conteudo, impedindo que seja contaminado pela atmosfera da Terra, quando de seu retorno.
Pouco antes de sua chegada a Terra, o escudo protetor e liberado para a atmosfera terrestre. O restante da sonda permanecera no espaco.
O objetivo primario desta missao e o de coletar amostras do cometa e da poeira interestelar. O principal desafio e o de capturar particulas em alta velocidade com o minimo aquecimento possivel, ou outros efeitos quaisquer, a fim de manter a integridade da amostra.
Quando a sonda Stardust encontrou-se com o cometa, suas particulas estavam viajando a uma velocidade seis vezes superior a um tiro de um rifle. Embora as particulas capturadas tenham um tamanho inferior ao de um grao de areia, a captura em alta velocidade pode alterar a sua forma e a sua composicao quimica, ou mesmo totalmente vaporiza-la.
Para coletar as particulas sem danifica-las, utilizou-se o
aerogel
. E uma substancia baseada no
silicio
que possui uma estrutura semelhante a de uma esponja, com 99,8% do volume composto por espacos vazios. Em comparacao com o
vidro
ele e 1 000 vezes menos denso, que e tambem uma substancia baseada no silicio.
Quando uma particula atinge o aerogel, ela queima o aerogel e este deixa uma marca de cor da cenoura com o comprimento cerca de 200 vezes o tamanho da particula. Isso causa a diminuicao na velocidade da particula ate ela parar completamente.
Como o aerogel e uma material quase que transparente, com aspecto semelhante a de uma fumaca de cor azul, os cientistas deverao enxergar os tracos de impactos dentro do aerogel.
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WikiProjeto Astronomia
.
Se existir um
WikiProjeto
mais adequado, por favor corrija esta predefinicao.
(
Dezembro de 2009
)
|
A Stardust foi lancada ao espaco transportando dois microchips do tamanho aproximado de uma moeda. Trata-se de uma promocao da
National Space Society
que visa a inscrever eletronicamente nomes das pessoas em chips. Duas copias de cada microchip foram instaladas na sonda (no total de 4 microchips). Dois destes microchips estao instalados no interior da capsula de retorno e deverao voltar a Terra. Os outros dois chips permanecerao no corpo da sonda que ficara no espaco para sempre.
No interior do primeiro microchip estao catalogados 160 000 nomes de pessoas que se inscreveram na promocao. No segundo microchip foram inscritos 1 milhao de nomes.
Como a nave Stardust executa uma trajetoria de baixa energia, para atingir o cometa Wild 2 e retornar a Terra, ela praticamente executa apenas manobras auxiliadas pela acao da gravidade. A sonda utiliza um modesto sistema de propulsao de
monopropelene
a
hidrazina
.
A Stardust possui um processador RAD 6000 de 32-bits que executa todo o processamento da sonda, de seus subsistemas, incluindo a capsula de retorno. Possui uma memoria de 128
Mbytes
para armazenar dados e fornecer espaco para o processamento. Embora apenas use apenas 20% da memoria, o restante do espaco e utilizado para processar dados dos instrumentos cientificos e guardarem dados que serao enviados para a Terra. Estao previstos o envio de cerca de 600
Mb
(megabits) de imagens feitas pela camera de navegacao, 100 Mb de dados coletados pelo instrumento Comet Interstellar Dust Analyzer (CIDA) e 16 Mb pelo Dust Flux Monitor (DFM).
O sistema primario de comunicacoes entre a Rede de Antenas de Espaco Profundo (
Deep Space Network
) e a sonda e feito atraves de ondas de
raio-X
, o mesmo tipo de
transponder
desenvolvido para a
sonda Cassini
, com um amplificador de 15
watts
e uma antena parabolica de
alto-ganho
de 0,6 metros.
Possui ainda uma antena de
medio ganho
, destinada apenas a transmitir dados e tres antenas de
baixo ganho
, destinadas apenas a receberem dados.
Duas antenas fixas foram de imediato ativadas apos o lancamento. Elas tem 6,6 metros quadrados de area. Alimentam uma bateria de
niquel-hidrogenio
(NiH2) de 16
amperes-hora
.
O controle de temperatura utiliza meios passivos e de persianas, para controlar a temperatura das baterias e do amplificador da antena. Coberturas termicas alem do sistema de multiplas camadas sao utilizadas para controlar a temperatura em outros pontos da sonda. Quando necessario, sao ativados os radiadores para drenarem o excesso de calor.
A estrutura da sonda Stardust consiste em uma avancado composto de liga leve na forma de uma caixa retangular, com dimensoes aproximadas de 1,7 metro por 0,66 metros de lado. Caixa constituida de fibra de grafite com modulos de aluminio no seu corpo principal. Tem uma massa de 380
quilogramas
incluindo o
propelente
.
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(
Dezembro de 2009
)
|
A sonda Stardust efetuara
tres orbitas
em torno do Sol (loop) que levarao sete anos para completar, desde o seu lancamento ate o seu retorno a Terra.
Sua trajetoria foi otimizada para atingir a quatro objetivos.
- Primeiro
- Para conseguir interceptar o cometa Wild 2, com a velocidade mais baixa possivel.
- Segundo
? Para conseguir maximizar o tempo de coleta da poeira interestrelar.
- Terceiro
? Para minimizar a quantidade de energia (combustivel) utilizada para escapar da gravidade da Terra.
- Quarto
? Para retornar a Terra na velocidade mais baixa possivel.
Primeira volta.
Na
primeira volta
(loop), a sonda Stardust inicia a captura de particulas do cometa Wild 2 (CIDA-1) mesmo que ele nao esteja la, pois se pretende capturar as particulas deixadas por outras passagens do cometa. Mais a frente se encerra esta captura, mas se inicia outra captura. A da
poeira interestelar
(ISP-1). (L+084d significa: Lancamento + 84 dias apos o lancamento.)
Nesta primeira volta serao efetuadas tres correcoes de trajetoria (TCM).
A sonda Stardust levara cerca de 708 dias para completar a volta inicial:
Glossario dos mapas
- CIDA Cometary and Interstellar Dust Analyzer (Successor to PIA)
- EGA Earth Gravity Assist
- DSM Deep Space Maneuve
- ISP Interstellar Particle
- TCM Trajectory Correction Maneuve
Segunda volta.
Na
segunda volta
temos uma segunda coleta de particulas do cometa (CIDA-2), mas ainda nao havera o encontro com o cometa Wild 2. Tambem havera uma segunda coleta de poeira interestelar (ISP-2). Havera entao o encontro do
cometa Annefrank
em
2 de novembro
de
2002
onde se tentara coletar particulas deste cometa. Devido a grande distancia que o cometa estara, cerca de 3 000 quilometros, as fotografias do cometa nao serao muito nitidas, mas este encontro servira para testar e ajustar os equipamentos para o esperado encontro com o cometa Wild 2.
Nesta volta existirao duas correcoes de trajetoria (TCM) e a duracao da volta sera algo em torno de 918 dias.
Terceira volta.
Na
terceira volta
em torno da Terra, ai sim teremos finalmente o encontro da sonda Stardust (CIDA-3) com o cometa Wild 2. Vao existir diversas correcoes de trajetoria, inclusive a que vai lancar a capsula com o material coletado de volta a Terra. Nao sera feito a coleta de poeira interestelar, sendo que a capsula sera lacrada depois de finalizada a coleta do Wild 2. Esta volta devera durar cerca de 908 dias, com o pouso da capsula prevista para 2 de janeiro.
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(
Dezembro de 2009
)
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Encontro da sonda com o Wild 2.
A coleta de material do cometa se iniciou em
31 de Dezembro
de
2003
e foi ate
2 de Janeiro
de
2004
¸ apos a sua maxima aproximacao com o nucleo do cometa. Estas particulas estarao viajando a uma velocidade seis vezes superior a de um tiro de
rifle
. Terminado este encontro, n viagem de volta a
Terra
a sonda devera percorrer cerca de 1,14 bilhoes de quilometros.
"Nossos dados indicaram que nos voamos atraves de bolhas de particulas do cometa que empurravam a sonda em pelo menos 10 vezes, ate que a primeira camada de nosso escudo apresentou uma brecha. Ficamos felizes em ter mais algumas camadas de seguranca em nosso escudo". Disse o gerente do projeto Stardust, Tom Duxbury do
Jet Propulsion Laboratory
da
NASA
.
A sonda Stardust entrou no envoltorio do cometa, uma vasta e nuvem de poeira e gas que envolve o nucleo do cometa em 31 de Dezembro de 2003. Uma tarefa necessaria, mas ao mesmo tempo perigosa para a integridade da sonda espacial, que aparentemente nada sofreu com esta acao.
Coletor de aerogel e o canister.
"Esperavamos-nos que houvesse um aumento constante no numero de particulas a medida que se aproxima-se do nucleo do cometa e entao ocorreu uma reducao", disse o cientistas Dr. Don Brownlee da
University of Washington
¸ coordenador chefe das investigacoes sobre o Stardust. "Ao inves disso¸ nossos dados indicaram que voamos por meio de uma nuvem de particulas e em seguida quase nada e entao voamos novamente no meio de outra nuvem de particulas".
A sonda Stardust escavou a nuvem de particulas que se movia a uma velocidade de 6.1 quilometros por segundo, quase que instantaneamente os instrumentos de bordo a analisaram e armazenaram estas particulas para uma analise posterior e mais profunda na Terra. Durante esta fase de captura a sonda efetuou diversas fotos do nucleo do cometa, que estava situado a uma distancia de 5 quilometros.
"Nossa camera de navegacao foi feita para auxiliar a navegacao e nao para fins cientificos", disse Ray Newburn, o chefe da equipe do Stardust. "Mas estas sao as melhores imagens feitas deste cometa e uma quantidade incrivel de informacoes chegaram destas 72 fotos do cometa. Nao apenas nos fizemos imagens dos jatos de material saindo do cometa, mas pela primeira vez na historia, pudemos ver a sua localizacao e a sua origem na superficie do cometa"
No dia 2 de Janeiro¸ poucos minutos depois de sua maxima aproximacao com o cometa Wild 2¸ a Stardust apontou a sua antena de
alto ganho
para a Terra e iniciou a transmissao de mais de 30 horas de observacoes deste cometa.
Seis horas mais tarde a grade do coletor foi retraida e lacrada e somente sera novamente aberta numa sala limpa no
Centro Espacial Johnson
¸ isso no inicio de janeiro de 2006.
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Dezembro de 2009
)
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Diagrama da reentrada do capsula na atmosfera.
A capsula que contem o material coletado (Sample Return Capsule = SCR) devera entrar diretamente na atmosfera da Terra. Quatro horas apos sua separacao da sonda Stardust, a capsula devera atingir a
atmosfera
terrestre. A capsula devera pousar dentro de uma area de 84 km por 30 km, bem dentro de um campo de treinamento e de testes do
estado norte-americano
de
Utah
.
Inicialmente um para-quedas piloto devera se abrir quando a velocidade estiver mais reduzida pelo atrito da capsula com a atmosfera. Quando a capsula estiver a cerca de 3 000 metros de altitude, um segundo para-quedas mais reforcado devera se abrir. Entao se iniciara uma transmissao de UHF que agira como farol, para que a sonda possa ser rastreada por radares durante a sua descida.
Apos o pouso, a capsula devera ser recuperada por meio de um helicoptero ou por meio de veiculos da equipe de terra e transportada para uma sala limpa, para a retirada das amostras do canister, que serao levadas ao
Centro Espacial Johnson
.
A missao
Stardust
e a quarta missao do programa de exploracao espacial da NASA denominado de
Programa Discovery
, um programa cientifico que estabeleceu metas para o desenvolvimento de missoes de baixo custo para a pesquisa espacial.
Em
15 de Janeiro
de
2006
a sonda Stardust obteve sucesso ao chegar na atmosfera terrestre, a capsula contendo amostras do cometa e de poeira estelar.
A capsula de 45 kg pousou as 3 horas e 10 minutos, hora local, no deserto do Estado de
Utah
, no noroeste dos
Estados Unidos
.
Quando a capsula se encontrava a 105 000
pes
, um pequeno
para-quedas
se abriu e estabilizou a capsula. Quando foi atingido a altitude de 10 000 pes, o para-quedas principal se abriu e permitiu um pouso suave no deserto. Devido a escuridao da
noite
foram utilizados
cameras
infravermelhas
para monitorar a descida da capsula.
|
|---|
| Sondas espaciais ativas
| |
|---|
Missoes concluidas e a concluir apos 2000
(por ano de conclusao)
| |
|---|
Missoes para Asteroides
|
|---|
| Sobrevoo
| | |
|---|
| Orbitadores
| |
|---|
| Pousadores
| |
|---|
| Futuro
| |
|---|
Negrito italico:
Missoes ativas
|