Het jaar 1986 stond helemaal in het teken van de prachtige komeet Halley. Deze periodieke komeet maakt éénmaal om de 75,3 jaar een omwenteling om de zon en werd in 466 voor Christus al ontdekt door een Griekse schrijver. Aangezien wetenschappers tot 1986 nog niet veel wisten over de samenstelling en de kern van een komeet besloot de Europese ruimtevaartorganisatie ESA een ruimtesonde te bouwen die een bezoek moest brengen aan de komeet Halley.
De Giotto ruimtesonde werd op 2 juli 1985 in de ruimte gebracht en scheerde op 14 maart 1986 op een afstand van minder dan 600 kilometer langs de beroemde komeet. Giotto werd Europa's eerste interplanetaire ruimtesonde en slaagde er uiteindelijk in om als eerste foto's te nemen van de kern van een komeet. Het succes van Giotto kreeg hierna nog een vervolg doordat het ruimtetuig in 1992 een bezoek bracht aan de komeet Grigg-Skjellerup. Dit was de eerste maal dat een ruimtesonde een bezoek bracht aan twee kometen. Op zowel wetenschappelijk alsook op technisch vlak bleek Giotto een groot succes te zijn.
Halley Armada
De 'Halley Armada' is de algemene naam die gegeven wordt aan vijf ruimtetuigen die in 1986 de komeet Halley bestudeerden. Deze groep bestond uit één Europese komeetverkenner (Giotto), twee Frans-Russische ruimtesondes (Vega 1 & Vega 2) en twee Japanse ruimtesondes (Suisei & Sakigake). De Halley Armada zorgde voor een opvallend en nooit nog geëvenaard record in de ruimtevaart aangezien vijf kunstmanen in minder dan tien dagen tijd een bezoek brachten aan een komeet.
Giotto ruimtetuig
Europa's eerste interplanetaire ruimtesonde werd genoemd naar de Italiaanse schilder Giotto di Bondone die voor zijn kunstwerk 'Aanbidding door de wijzen' in 1304 wellicht geïnspireerd werd door de komeet Halley. Giotto had bij zijn lancering een gewicht van 960 kilogram. De cilindervormige kunstmaan had een diameter van 1,85 meter en het ruimtetuig was 1,1 meter hoog. De ruimtesonde bestond uit drie compartimenten: een 'top platform', een 'main platform' en een 'experiment platform'. Het belangrijkste compartiment was het experimenten platform. Hierin werden elf wetenschappelijke instrumenten ondergebracht, ontwikkeld door universiteiten en wetenschappelijke instituten uit Duitsland, Frankrijk, het Verenigd Koninkrijk, Ierland en Zwitserland die ondermeer de samenstelling van de kern van de komeet alsook van de staart moesten bestuderen. De bouw van Giotto was voor ingenieurs en technici een hele uitdaging aangezien de komeetverkenner niet mocht falen door de harde omstandigheden. Om te voorkomen dat de gevoelige apparatuur zou geraakt worden door minuscule brokstukjes van de komee,t werd Giotto voorzien van een berschermend omhulsel gemaakt uit kevlar.
De Giotto komeetverkenner wordt klaargemaakt voor zijn lancering - Foto: ESA
Instrumenten aan boord van Giotto:
- Magnetometer (Duitsland)
- Halley Multicolor Camera ( Duitsland)
- Dust Impact Detection System (UK)
- Rème Plasma Analyser (UK)
- Johnstone Plasma Analyser (UK)
- Particulate Impact Analyser (Duitsland)
- Optical Probe Experiment (Frankrijk)
- Energetic Particles (Ierland)
- Neutral Mass Spectrometer (Duitsland)
- Ion Mass Spectrometer (Zwitserland)
- Giotto Radio Experiment (Duitsland)
Lancering en vlucht
Op 2 juli 1985 vertrok de Giotto komeetverkenner vanop de Europese lanceerbasis in Frans-Guyana. Het ruimtetuig werd in de ruimte gebracht door een Europese Ariane 1 raket. Giotto werd na zijn lancering in een Geostationary Transfer Orbit (GTO) gebracht waarna de Near Earth Phase (NEP) volgde. De reis naar de komeet Halley zou uiteindelijk starten wanneer Giotto zich in de Cruise Phase bevond. Toen Giotto zich in de Geostationay Transfer Orbit om de Aarde bevond, werden verschillende manoeuvres uitgevoerd zodat de ruimtesonde nu 90 maal per minuut om zijn as draaide. Om tot bij de komeet te geraken, werd in het perigeum van de GTO-baan de Apogee Boost Motor tot ontbranding gebracht. Tijdens de hele missie werd het ruimtetuig gecontroleerd en gestuurd vanuit het European Space Operations Centre in het Duitse Darmstadt.
Artistieke impressie van de Giotto ruimtesonde tijdens
zijn scheervlucht langs de komeet Halley - Foto: ESA
Scheervlucht langs Halley
Op 12 maart 1986, op een afstand van 150 miljoen kilometer van de Aarde, detecteerden de instrumenten aan boord van Giotto de eerste waterstofionen. Op dat moment was Giotto nog 7,8 miljoen kilometer verwijderd van de komeet. Ongeveer 22 uur later begaf Giotto zich in de zogenaamde coma (een atmosfeer) van de komeet waar de camera aan boord van het ruimtetuig werd aangeschakeld. Deze camera focuste zich op het helderste object (de kern) van de komeet en stuurde vervolgens de eerste foto's terug naar de Aarde. De eerste 12 000 inslagen van stofdeeltjes in het beschermende omhulsel van de ruimtesonde werden 122 minuten voor de dichtste passage uit de scheervlucht geregistreerd. Toen Giotto zich op een afstand van 1 372 kilometer van de komeet bevond, merkten vluchtleiders en wetenschappers op dat het aantal inslagen op de onbemande sonde sterk toenam als gevolg van een uitstoot van materiaal uit de kern van de komeet.
Gedetailleerde opname van de kern van de komeet Halley
gemaakt door de Giotto ruimtesonde - Foto: ESA
Toen Giotto bijna langs de kern van de komeet Halley vloog, werd het ruimtetuig geraakt door een één gram groot stofdeeltje waardoor Giotto begon te spinnen en de communicatie tijdelijk verbroken werd. Wetenschappers en andere aanwezigen in het vluchtleidingscentrum vreesden het ergste maar toen nieuwe gegevens opnieuw binnenstroomden was het meteen duidelijk dat Giotto deze impact overleefd had. In de volgende 32 minuten slaagde het ruimtetuig erin zich opnieuw te stabiliseren. Uiteindelijk vloog Giotto op een afstand van 596 kilometer langs de kern van de komeet Halley en stuurde hiervan foto's terug naar de Aarde. Het kleine ruimtetuig bleef de volgende 24 uur gegevens terug naar de Aarde sturen en 49 minuten na de scheervlucht werd de laatste impact geregistreerd van stofdeeltjes.
Scheervlucht langs Grigg-Skjellerup
Na de scheervlucht van Giotto langs de komeet Halley werd het ruimtetuig in een zogenaamde 'winterslaap' gebracht waarbij de meeste appartuur en instrumenten aan boord uitgeschakeld werden. De scheervlucht langs Halley had zijn sporen op de missie nagelaten aangezien enkele instrumenten niet meer konden gebruikt worden door inslagen van stofdeeltjes. Op 2 juli 1990 werden commando's naar het ruimtetuig gestuurd, toen Giotto langs de Aarde vloog, om de resterende instrumenten terug aan te zetten en te testen. De scheervlucht langs de Aarde was nodig om Giotto op weg te zetten naar zijn volgende interplanetaire ontmoeting. ESA had besloten om de Giotto-missie te verlengen door het ruimtetuig naar een tweede komeet te sturen. Vijf kometen kwamen hiervoor in aanmerking: Grigg-Skjellerup, Hartley-2, DuToit-Hartley, Tuttle-Giacobini-Kresak en Honda-Mrkos-Pajdusakova. Uiteindelijk werd besloten om Giotto naar Grigg-Skjellerup te sturen aangezien men hiervan de exacte baan wist en de ruimtesonde deze komeet zou kunnen bereiken in minder dan twee jaar. Na een volgende rustige periode werden de nog acht bruikbare instrumenten aan boord van Giotto op 9 juli 1992 opnieuw aangeschakeld aangezien de dag erna de scheervlucht langs de komeet Grigg-Skjellerup op het programma stond. Op een afstand van meer dan 215 miljoen kilometer van de Aarde vloog de Europese ruimtesonde op 10 juli 1992 op een afstand van 200 kilometer uiteindelijk langs de kern van de komeet Grigg-Skjellerup. Dit was de eerste keer in de geschiedenis dat een ruimtetuig zo dicht langs de kern van een komeet vloog. Na de tweede scheervlucht werd Giotto op 23 juli 1992 in een nieuwe 'winterslaap' gebracht. In 1999 maakte Giotto een tweede scheervlucht langs de Aarde maar ditmaal werd het ruimtetuig niet meer uit zijn winterslaap gehaald.
Ontdekkingen
De Europese Giotto ruimtesonde bleek op alle vlakken één groot succes te zijn. Dankzij deze komeetverkenner leerden wetenschappers dat de kern van de komeet Halley een donkere kleur had en dat deze kern 15 kilometer lang en 7 kilometer breed was. Giotto stuurde maar liefst meer dan 2 100 foto's naar de Aarde van de komeet Halley die onderzoekers een schat aan informatie bezorgden. Slechts 10% van het oppervlak van deze komeet bleek actief te zijn en ongeveer 80% van het uitgestoten materiaal van de komeet bestond uit water. Het oppervlak van de komeet bleek zeer grillig te zijn met heuvels en ravijnen en op dit oppervlak werden zeven zogenaamde 'jets' ontdekt die drie ton per seconde aan materiaal de ruimte instuurden. Deze jets zorgden ervoor dat de komeet Halley een bizarre rotatiebeweging aannam. Onderzoekers concludeerden aan de hand van de Giotto-gegevens dat de komeet ongeveer 4,5 miljard jaar oud is en dat deze gedurende al deze tijd nauwelijks van vorm is veranderd. Giotto was het eerste ruimtetuig dat foto's naar de Aarde stuurde van de kern van een komeet en was eveneens het eerste tuig dat gebruik maakte van de zwaartekracht van de Aarde om zijn interplanetair traject te wijzigen.
