Giotto был европейской автоматической миссией космического корабля Европейского космического агентства . Космический корабль пролетел мимо и изучил комету Галлея и таким образом стал первым космическим аппаратом, который провел близкие наблюдения за кометой. 13 марта 1986 года космическому аппарату удалось приблизиться к ядру Галлея на расстояние 596 километров. Он был назван в честь раннего итальянского художника эпохи Возрождения Джотто ди Бондоне . Он наблюдал комету Галлея в 1301 году и был вдохновлен изобразить ее как Вифлеемскую звезду на своей картине «Поклонение волхвов в капелле Скровеньи» .
Первоначально планировалось, что зонд-партнер США будет сопровождать Джотто , но это не удалось из-за сокращения бюджета в NASA . Планировалось разместить наблюдательное оборудование на борту космического челнока на низкой околоземной орбите во время пролета Джотто , но они, в свою очередь , провалились из-за катастрофы Челленджера .
Затем план превратился в совместную армаду из пяти космических зондов, включая Джотто , два из советской программы Вега и два из Японии: зонды Сакигаке и Суйсэй . Идея заключалась в том, чтобы японские зонды и уже существующий американский зонд International Cometary Explorer провели измерения на больших расстояниях, за которыми последовал бы российский Vegas, который должен был обнаружить ядро, а полученная информация, отправленная обратно, позволила бы Джотто точно нацелиться очень близко к ядру. Поскольку Джотто должен был пройти так близко к ядру, ЕКА было в основном убеждено, что он не выживет из-за столкновения космического корабля на очень высокой скорости с многочисленными частицами пыли от кометы. Скоординированная группа зондов стала известна как Армада Галлея .
Цилиндрический космический корабль имел диаметр 1,85 м и имел три внутренние платформы. Он был создан на основе исследовательского спутника GEOS, построенного British Aerospace в Филтоне, Бристоль, и модифицирован путем добавления пылевого экрана ( щит Уиппла ), предложенного Фредом Уипплом . Щит состоял из тонкого (1 мм) алюминиевого листа, разделенного пространством, и более толстого (12 мм) листа кевлара . [3] Более поздний космический корабль Stardust использовал аналогичный экран Уиппла. У Джотто также была антенна диаметром 1,51 м, которую он использовал для связи с Землей . [3] Макет космического корабля находится в ангаре Bristol Aero Collection в Филтоне , Бристоль , Англия . [ требуется ссылка ]
У Джотто было 10 научных инструментов. [4] [5]
Миссия получила добро от ЕКА в 1980 году и была запущена на ракете Ariane 1 (рейс V14) 2 июля 1985 года с космодрома Куру, Французская Гвиана . Управление аппаратом осуществлялось с объектов Европейского космического агентства ESOC в Дармштадте (тогда Западная Германия) сначала на геостационарной переходной орбите (GTO), затем в околоземной фазе (NEP) перед более длительной фазой крейсерского полета до встречи. Во время GTO было выполнено несколько маневров поворота и раскрутки (до 90 об/мин ) в рамках подготовки к запуску двигателя Apogee Boost (ABM), хотя в отличие от круговых орбитальных перемещений для геостационарной орбиты , ABM для Джотто был запущен в перигее . Определение положения и управление использовали данные солнечного импульса и ИК-датчика Земли в телеметрии для определения ориентации космического корабля.
Советская Вега-1 начала передавать изображения кометы Галлея 4 марта 1986 года, и впервые в истории — изображения ее ядра, и совершила пролет 6 марта, за ней последовала Вега-2, совершившая свой пролет 9 марта. Ближайшее сближение Веги-1 с кометой Галлея составило 8 889 км.
Джотто успешно пролетел мимо Галлея 14 марта 1986 года на расстоянии 596 км и, как ни странно, выжил, несмотря на попадание в него мелких частиц. В результате одного удара он сорвался со своей стабилизированной оси вращения, так что его антенна больше не всегда была направлена на Землю, а пылевой экран больше не защищал его приборы. Через 32 минуты Джотто снова стабилизировался и продолжил собирать научные данные.
Еще один удар уничтожил многоцветную камеру Галлея, но перед этим она успела сделать фотографии ядра при максимальном сближении.
Траектория « Джотто » была скорректирована для пролета мимо Земли, а его научные приборы были выключены 15 марта 1986 года в 02:00 UTC.
Джотто получил приказ проснуться 2 июля 1990 года, когда он пролетал мимо Земли, чтобы направить ракету на следующую встречу с кометой.
Затем зонд пролетел мимо кометы Григга-Шеллерупа 10 июля 1992 года, приблизившись к ней на расстояние около 200 км. После этого Джотто был снова выключен 23 июля 1992 года.
В 1999 году «Джотто» совершил еще один пролет мимо Земли, но его не возобновили.
На снимках ядро кометы Галлея представляло собой темное тело в форме арахиса длиной 15 км и шириной от 7 до 10 км. Только 10% поверхности были активны, и на освещенной солнцем стороне было видно по крайней мере три струи газовыделения. Анализ показал, что комета образовалась 4,5 миллиарда лет назад из летучих веществ (в основном льда), которые конденсировались на межзвездных частицах пыли. Она оставалась практически неизменной с момента своего образования.
Измеренный объем материала, выброшенного кометой Галлея:
Джотто обнаружил, что ядро кометы Галлея было темным, что предполагало наличие толстого слоя пыли. [6]
Поверхность ядра была шероховатой и пористой, а плотность всего ядра составляла всего 0,3 г/см 3 . [6] Группа Сагдеева оценила плотность в 0,6 г/см 3 , [7] но С. Дж. Пил предупредил, что все оценки имеют слишком большие погрешности, чтобы быть информативными. [8]
Было установлено, что количество выброшенного материала составило три тонны в секунду [9] для семи струй, и они заставили комету колебаться в течение длительных периодов времени. [6]
Выброшенная пыль в основном имела размер частиц сигаретного дыма, с массой от 10 г до 0,4 г. (См. Порядки величины (массы) .) Масса частицы, которая ударила Джотто и заставила его вращаться, не была измерена, но по ее воздействию — она также, вероятно, отколола кусок Джотто [9] — ее масса была оценена в пределах от 0,1 г до 1 г. [6]
Было обнаружено два вида пыли: одна с углеродом, водородом, азотом и кислородом; другая с кальцием, железом, магнием, кремнием и натрием. [6]
Соотношение обилия легких элементов кометы, за исключением азота (т.е. водорода, углерода, кислорода), было таким же, как у Солнца. Подразумевается, что компоненты кометы Галлея являются одними из самых примитивных в Солнечной системе.
Приборы плазменной и ионной масс-спектрометрии показали, что поверхность Галлея богата углеродом.
