Hlavním cílem této mise bylo doletět ke kometě Wild 2 a sebrat vzorky prachových částic a par v ohonu komety. Tyto vzorky pocházejí z vnějšku Sluneční soustavy a představují základní látky, z nichž byla kdysi naše soustava utvořena. Po návratu na Zemi budou vzorky podrobeny detailnímu průzkumu. Sonda dále nabrala vzorky mezihvězdného prachu. Další výzkum zahrnoval fotografování jádra komety a předběžný rozbor kometárního prachu.

Po startu (07.02.1999 ve 21:04:15 UT z Cape Canaveral LC17A nosnou raketou Delta 2) byl STARDUST naveden na eliptickou heliocentrickou oběžnou dráhu. Sběr mezihvězdného prachu se uskuteční od října 1999 do března 2000. Po jednom oběhu Slunce se 14.01.2000 využil průlet kolem Země k urychlení sondy na dráhu ke kometě. Další sběr prachu byl proveden mezi květnem a říjnem roku 2002. Druhý oběh kolem Slunce byl u konce v polovině roku 2003, a setkání s kometou Wild 2 proběhlo 2.ledna 2004. Při největším přiblížení proletěla sonda asi 240 km od komety při relativní rychlosti 6.1 km/s a ve vzdálenosti 1.85 AU od Slunce. Během této doby byl otevřen sběrač vzorků. V této době byly také pořízeny obrázky jádra komety s rozlišením až 30 metrů. Pro jistotu byla veškerá vědecká měření v průběhu nejtěsnějšího průletu vysílána na Zemi v reálném čase, zbytek pak ze záznamu. Po průletu se sběrač vzorků zase uzavřel do speciálního pouzdra a STARDUST se vydal zpět na Zemi.

15.01.2006 se návratové pouzdro oddělilo od sondy a úspěšně přistálo na Zemi. Kapsle s hvězdným a kometárním prachem vstoupila do zemské atmosféry rychlostí asi třináct kilometrů za sekundu. Nejdříve ji zbrzdil tepelný štít. Při rychlosti asi jedenapůlkrát větší než rychlost zvuku se ve výšce třicet kilometrů rozvinul pomocný padák a tři kilometry nad zemí hlavní padák. Pouzdro dosedlo rychlostí čtyři a půl metru za sekundu (16 km/h) v americkém státě Utah poblíž Salt Lake City v rozsáhlé, neobydlené oblasti pod vojenskou kontrolou.

Obsahem návratového pouzdra je aerogel o ploše cca 1000 cm², který by měl obsahovat miliony částic z okolí kometárního jádra (jejich nárazy počítalo palubní počítadlo impaktů) a dále by se v aerogelu měla dát rozpoznat mezihvězdná hmota, kterou lapač zachytával během letu v průběhu 150 dní.

Částice mezihvězdné hmoty ovšem v aerogelu zanechávají jen miniaturní stopy, takže musí být zkoumány při velmi velkém zvětšení. Aerogel proto bude detailně vyfotografován automatickým mikroskopem, čímž vznikne více než 1600000 snímků, které musí být detailně prozkoumány. Očekává se, že v celém objemu aerogelu sondy Stardust bude méně než 50 stop po mezihvězdné hmotě. Proto se při zkoumání jednotlivých snímků počítá i s dobrovolníky, kteří se mohou přihlásit na internetu a pomoci při průzkumu snímků (viz. web Stardust@Home). Požadavky na dobrovolníky jsou docela přísné a každý zájemce musí projít výcvikem a testy, uvedenými na webu. První snímky k prozkoumání by měly být dostupné v březnu 2006 a dokončení průzkumu se očekává do října 2006.

Popis sondy

Na těle sondy ve tvaru krychle se nachází vysoce zisková parabolická anténa. Dva dlouhé obdélníkové solární panely jsou připevněny na výsuvných ramenech na protilehlých stranách a dávají sondě energii. Návratové kuželovité pouzdro na vzorky je připevněno na konci čelní stěny. Vlastní sběrač vzorků je normálně ukrytý v pouzdru, pouze během vzorkování se vyklání ven. Pohonná jednotka sondy je umístěna na zádi. Prachový štít chrání jádro sondy a je vybaven zařízením pro měření toku prachu a vibroakustickými senzory, které detekují dopady částic na štít. Sonda je dále vybavena další komunikační anténou, kamerou pro optické navádění a přístrojem pro analýzu částic.

Při sbírání částic se používá aerogel, což je řídká netečná mikroporézní látka založená na oxidu křemičitém, která umožňuje zachytit relativně rychlé částice bez velkých změn jejich fyzikálních a chemických vlastností. Aerogel je na sběrači připevněn v řadách hliníkových buněk. Jedna strana sběrače je vystavena mezihvězdnému prachu, druhá je použita pro shromáždění kometárních vzorků. Částice zanechají v aerogelu stopy, ale jejich množství asi nebude velké, a tak nedojde k záměně vzorků mezihvězdného prachu a kometárních částic. Během sedmileté poutě by měl STARDUST sesbírat přibližně miligram kometárního a mezihvězdného prachu. Po nabrání všech vzorků se aerogel zapečetí a vyšle se v návratovém pouzdru na Zem. Pouzdro obsahuje základní navigační jednotku GPS, tepelný štít pro průlet atmosférou a padák.

Prachový analyzátor na sondě je vlastně hmotnostním spektrometrem, který umožní rozbor vypařených kometárních částic, jež se srazí s nastavenou stříbrnou destičkou. Navigační kamera poslouží jednak k zaměření na jádro komety Wild 2, současně však pořídí jeho fotografie s velkým rozlišením. Posledním přístrojem je detektor umístěný na tzv. Whipplově štítu, který chrání citlivé části sondy při průletu kolem komety Wild 2. Zařízení bude monitorovat počet a velikost prachových částic.

Celou sondu řídí mikroprocesor RAD6000 s pamětí 128 Mbytů. Zhruba dvacet procent zaberou interní programy, zbytek je rezervován pro vědecká měření. Se Zemí STARDUST komunikuje anténou o průměru 0,8 metru.

Kometa Wild 2

Kometa Wild 2 se do centra Sluneční soustavy dostala poměrně nedávno a proto jí ještě Slunce nezbavilo uvolněného prachu. Pochází z oběžné dráhy mezi Jupiterem a Uranem a její dráha byla změněna průletem u Jupitera 10.09.1974. Kometa má přibližně čtyři kilometry v průměru. Komety byly utvořeny ve stejné době jako Sluneční soustava a jsou složeny z primitivních látek z doby vzniku soustavy. Vzorky z ohonu komety proto umožní získat obraz o složení a dynamice ranné Sluneční soustavy. Mezihvězdný prach vniká do Sluneční soustavy ze směru souhvězdí Štíra. Tyto částice jsou menší a mají vyšší rychlost než kometární prach. Fyzikální vlastnosti těchto částic jsou důležité pro zkoumání procesů mimo naši soustavu.