Giotto fue unamisión espacial robótica europea de la Agencia Espacial Europea . La nave espacial sobrevoló y estudió el cometa Halley y, al hacerlo, se convirtió en la primera nave espacial en realizar observaciones cercanas de un cometa. El 13 de marzo de 1986, la nave espacial logró acercarse al núcleo de Halley a una distancia de 596 kilómetros. Recibió su nombre en honor al pintor del Renacimiento italiano temprano Giotto di Bondone . Había observado el cometa Halley en 1301 y se inspiró para representarlo como la estrella de Belén en su pintura Adoración de los Magos en la Capilla de los Scrovegni .
Originalmente se había planeado una sonda estadounidense que acompañaría a Giotto , pero esto fracasó debido a los recortes presupuestarios de la NASA . Había planes para tener equipo de observación a bordo de un transbordador espacial en órbita terrestre baja en la época del paso de Giotto , pero a su vez fracasaron con el desastre del Challenger .
El plan se convirtió entonces en una armada cooperativa de cinco sondas espaciales, entre ellas Giotto , dos del programa Vega de la Unión Soviética y dos de Japón: las sondas Sakigake y Suisei . La idea era que las sondas japonesas y la sonda estadounidense preexistente International Cometary Explorer hicieran mediciones de larga distancia, seguidas por la sonda rusa Vegas, que localizaría el núcleo, y la información resultante enviada de vuelta permitiría a Giotto apuntar con precisión muy cerca del núcleo. Debido a que Giotto pasaría muy cerca del núcleo, la ESA estaba convencida de que no sobreviviría al encuentro debido a que la nave espacial colisionaría a muy alta velocidad con las numerosas partículas de polvo del cometa. El grupo coordinado de sondas se conoció como la Armada Halley .
La nave espacial cilíndrica tenía 1,85 m de diámetro y tres plataformas internas. Se derivaba del satélite de investigación GEOS construido por British Aerospace en Filton, Bristol, y modificado con la adición de un escudo antipolvo ( escudo Whipple ) según lo propuesto por Fred Whipple . El escudo comprendía una lámina delgada (1 mm) de aluminio separada por un espacio y una lámina más gruesa (12 mm) de Kevlar . [3] La posterior nave espacial Stardust utilizaría un escudo Whipple similar. Giotto también tenía una antena de 1,51 m de diámetro que utilizaba para comunicarse con la Tierra . [3] Una maqueta de la nave espacial se encuentra en el hangar de Bristol Aero Collection, en Filton , Bristol , Inglaterra . [ cita requerida ]
Giotto tenía 10 instrumentos científicos. [4] [5]
La misión recibió el visto bueno de la ESA en 1980 y fue lanzada en un cohete Ariane 1 (vuelo V14) el 2 de julio de 1985 desde Kourou, Guayana Francesa . La nave fue controlada desde las instalaciones ESOC de la Agencia Espacial Europea en Darmstadt (entonces Alemania Occidental) inicialmente en Órbita de Transferencia Geoestacionaria (GTO) y luego en la Fase Cercana a la Tierra (NEP) antes de la Fase de Crucero más larga hasta el encuentro. Mientras estaba en GTO se llevaron a cabo una serie de maniobras de giro y aceleración (a 90 RPM ) en preparación para el encendido del Motor de Impulso de Apogeo (ABM), aunque a diferencia de las circularizaciones de órbita para la órbita geoestacionaria , el ABM para Giotto se encendió en el perigeo . La determinación y el control de la actitud utilizaron pulsos solares y datos del sensor IR de la Tierra en la telemetría para determinar la orientación de la nave espacial.
La sonda soviética Vega 1 comenzó a enviar imágenes del Halley el 4 de marzo de 1986, las primeras de su núcleo, y realizó su sobrevuelo el 6 de marzo, seguida por la Vega 2, que realizó su sobrevuelo el 9 de marzo. El máximo acercamiento de la Vega 1 al Halley fue de 8.889 km.
Giotto pasó con éxito el Halley el 14 de marzo de 1986 a 596 km de distancia y, sorprendentemente, sobrevivió a pesar de ser golpeado por algunas pequeñas partículas. Un impacto lo hizo girar fuera de su eje de giro estabilizado, de modo que su antena ya no siempre apuntaba a la Tierra y su protector contra el polvo ya no protegía sus instrumentos. Después de 32 minutos, Giotto se estabilizó nuevamente y continuó recopilando datos científicos.
Otro impacto destruyó la Cámara Multicolor Halley, pero no antes de que tomara fotografías del núcleo en su punto más cercano.
La trayectoria de Giotto fue ajustada para un sobrevuelo de la Tierra y sus instrumentos científicos se apagaron el 15 de marzo de 1986 a las 02:00 UTC.
Se le ordenó a Giotto despertarse el 2 de julio de 1990, cuando sobrevoló la Tierra para lanzarse hacia su siguiente encuentro cometario.
El 10 de julio de 1992, la sonda pasó junto al cometa Grigg-Skjellerup , al que se acercó a unos 200 km. Después, el 23 de julio de 1992, Giotto se apagó de nuevo.
En 1999, Giotto realizó otro sobrevuelo de la Tierra, pero no fue reactivado.
Las imágenes mostraron que el núcleo del Halley era un cuerpo oscuro con forma de cacahuete, de 15 km de largo y entre 7 y 10 km de ancho. Solo el 10% de la superficie estaba activa, y se observaron al menos tres chorros de desgasificación en el lado iluminado por el Sol. Los análisis mostraron que el cometa se formó hace 4.500 millones de años a partir de sustancias volátiles (principalmente hielo) que se habían condensado en partículas de polvo interestelar. Había permanecido prácticamente inalterado desde su formación.
Volumen medido de material expulsado por el Halley:
Giotto descubrió que el núcleo de Halley era oscuro, lo que sugería una espesa capa de polvo. [6]
La superficie del núcleo era rugosa y porosa, y la densidad de todo el núcleo era tan baja como 0,3 g/cm 3 . [6] El equipo de Sagdeev estimó una densidad de 0,6 g/cm 3 , [7] pero SJ Peale advirtió que todas las estimaciones tenían barras de error demasiado grandes para ser informativas. [8]
Se encontró que la cantidad de material expulsado era de tres toneladas por segundo [9] para siete chorros, y estos causaron que el cometa se tambaleara durante largos períodos de tiempo. [6]
El polvo expulsado era en su mayoría del tamaño de partículas de humo de cigarrillo, con masas que iban desde 10 g hasta 0,4 g. (Véase Órdenes de magnitud (masa) .) La masa de la partícula que impactó a Giotto y la hizo girar no se midió, pero a partir de sus efectos (probablemente también desprendió un trozo de Giotto [9] ) se ha estimado que la masa se encuentra entre 0,1 g y 1 g. [6]
Se observaron dos tipos de polvo: uno con carbono, hidrógeno, nitrógeno y oxígeno; el otro con calcio, hierro, magnesio, silicio y sodio. [6]
La proporción de abundancias de los elementos ligeros del cometa, excluido el nitrógeno (es decir, hidrógeno, carbono, oxígeno), era la misma que la del Sol. La implicación es que los componentes del Halley están entre los más primitivos del Sistema Solar.
Los instrumentos del espectrómetro de masas de plasma y de iones mostraron que el Halley tiene una superficie rica en carbono.
