Galileo (rymdfarkost)

Den aktuella versionen av sidan har ännu inte granskats av erfarna bidragsgivare och kan skilja sig väsentligt från versionen som granskades den 19 januari 2020; kontroller kräver 22 redigeringar .
Galileo
Kund NASA
Operatör NASA
Uppgifter utforskning av Jupitersystemet
spänna Venus , (951) Gaspra , (243) Ida , Io
Satellit Jupiter
startplatta cape canaveral
bärraket Atlantis
lansera 18 oktober 1989 22:23:00 UTC
Deorbit 21 september 2003 [1] [2]
COSPAR ID 1989-084B
SCN 20298
Specifikationer
Vikt 2223 kg [3]
Kraft 570-490W [ 3]
Nätaggregat 2 RTG [3]
solarsystem.nasa.gov/… (  engelska)
 Mediafiler på Wikimedia Commons

"Galileo" ( eng.  Galileo ) - NASA :s automatiska rymdfarkost (AMS) , skapad för att utforska Jupiter och dess satelliter . Uppkallad efter Galileo Galilei , som upptäckte Jupiters fyra största månar 1610.

Enheten lanserades 1989 , gick 1995 in i Jupiters omloppsbana, efter att ha arbetat där fram till 2003 [2] . Det var den första apparaten som kretsade runt Jupiter, studerade planeten under lång tid och släppte även en nedstigningssond i dess atmosfär . Stationen överförde över 30 gigabyte information, inklusive 14 tusen bilder av planeten och satelliter, samt unik information om Jupiters atmosfär.

Historik

Utformningen av apparaten började redan 1977 , när det beslutades att studera Jupiters atmosfär med hjälp av ett nedstigningsfordon . Syftet med uppdraget var att studera Jupiters atmosfär, satelliterna och deras struktur, magnetosfären , överföringen av bilder av planeten och dess satelliter, etc.

Det antogs att "Galileo" kommer att skjutas upp i jordens omloppsbana med hjälp av " rymdfärjan ", och sedan spridas med hjälp av acceleratorn (övre steget) " Centaurus " mot Jupiter. Men efter explosionen av Challenger-färjan (1986) förbjöds leveransen av Centaurus övre steg i omloppsbana med hjälp av rymdfärjan. Emellertid lanserades Galileo senare med skytteln Atlantis och IUS övre scenen .

Efter en lång analys fann man en flygbana som avsevärt sparade bränsle och gjorde det möjligt att klara sig utan Centaurus översteget, men avsevärt ökade flygtiden. Denna bana, som kallas VEEGA (Venus-Earth-Earth Gravity Assist), använde en serie gravitationsmanövrar i gravitationsfälten på Venus och jorden.

Som ett resultat flög enheten först till Venus och passerade jorden två gånger innan den gick in i banan till Jupiter, och varaktigheten av flygningen till planeten var nästan 6 år. Som ett resultat utförde Galileo forskning på Venus och två asteroider . På grund av förändringen i den initiala banan behövde enheten ytterligare solskydd. Dessutom, eftersom apparaten måste vändas på ett visst sätt nära solen för att vara i skuggan av solskydd, var det omöjligt att använda huvudantennen . Därför beslutades det att inte öppna den förrän enheten flyttade bort från solen på ett säkert avstånd, och en extra antenn (låg effekt) installerades för att upprätthålla kommunikationen. Men huvudantennen öppnades senare inte.

Kostnaden för huvuduppdraget uppgick till 1,35 miljarder dollar , inklusive 892 miljoner för utvecklingen av själva rymdfarkosten [4] . Den totala kostnaden för Galileo-uppdraget var 1,5 miljarder dollar.

Huvudhändelser [2] :

Det antogs att Galileo efter ankomsten till Jupiter skulle arbeta i två år, flytta från en bana till en annan för att närma sig var och en av de stora satelliterna . Totalt 11 banor utvecklades. Faktum är att Galileo "bemästrade" ett mycket större antal banor och gjorde 35 banor runt Jupiter inom 8 år.

Huvuduppdraget avslutades den 14 december 1997 , följt av de utökade uppdragen Europa Mission (2 år, 8 banor, med förbiflygningar av Callisto och Io ) och Millennium Mission (1 år, förbiflygningar av 4 satelliter på planeten) [1] [ 2] .

Konstruktion

Apparaten, 5 meter hög, vägde 2223 kg, inklusive 118 kg vetenskaplig utrustning, 339 kg nedstigningsfordon och 925 kg bränsle [3] . Elkraftverket bestod av två radioisotopceller med en initial effekt på cirka 570 W (490 watt vid ankomst till Jupiter) [3] (solbatterier användes inte på grund av det stora avståndet från solen ).

4 antenner installerades på apparaten - huvudantennen med låg effekt (låg frekvens), mottagande antenn för kommunikation med nedstigningsfordonet och plasmavågsantennen (som ett vetenskapligt instrument) [3] . Huvudantennen öppnades inte, och kommunikationen med jorden utfördes med en lågeffektsantenn [2] . Kommunikationshastigheten var 160 bit/s istället för 134 Kbit/s [4] . Informationskomprimeringsmetoder utvecklades (inklusive att klippa bort bakgrunden i mörka utrymmen på bilder), men kvaliteten på vissa bilder måste minskas. Belastningen på huvuddatorn ökade dramatiskt, och en del av kompressionsalgoritmerna exekverades på den dator som ansvarade för Galileos attitydkontrollsystem [4] . Bandlagringsenheten hade en kapacitet på 900 megabit, men den hade också problem.

Enheten var utrustad med en raketmotor på 400 newton (tillverkad i Tyskland ) och 12 små orienteringsmotorer på vardera 10 N. Retardation vid inträde i Jupiterian-banan utfördes med hjälp av huvudmotorn, och övergångar från en bana till en annan, som en regel, med hjälp av orienteringsmotorer , även om huvudmotorn också användes i två övergångar.

Vetenskapliga instrument

Galileo bar 11 vetenskapliga instrument, och ytterligare sju var på nedstigningssonden [1] .

Enheten var utrustad med en kamera som producerar bilder på 800x800 pixlar [3] . Kameran gjordes på principen om ett reflekterande teleskop , arbetade med kiselsensorer och var utrustad med olika filter för att fotografera inom ett visst område. Kamerans spektralområde sträckte sig från 400 till 1100 nm (synligt område 400–700 nm). Strålningsskärmning av kammaren tillhandahölls av en 1 cm tantalbeläggning . Upplösningen för kameran installerad på Galileo var 20 gånger högre än den för kamerorna i Voyagers [ specificera ] , för vissa bilder - upp till 1000 gånger.

Spektrometer för kartläggning i det nära infraröda området ( NIMS - Near-Infrared Mapping Spectrometer) gjorde det möjligt att få en högupplöst bild i det infraröda området. Med dess hjälp var det möjligt att upprätta "temperaturkartor " , dra slutsatser om den kemiska sammansättningen av ytan på Jupiters månar och även bestämma de termiska och kemiska egenskaperna hos planetens atmosfär , inklusive de inre lagren. Omfånget av vågor som registrerats av NIMS varierade från 700 till 5200 nm.

Fotopolarimetern designades för att mäta intensiteten och polariseringen av ljus som reflekteras/spritts från Jupiter och ytan på dess satelliter. Instrumentet utförde samtidigt funktionerna för en polarimeter , en fotometer och en radiometer. Med hjälp av en fotopolarimeter gjordes uppskattningar av både atmosfärens sammansättning och struktur , och flöden av termisk och reflekterad strålning. Polarimetern registrerade elektromagnetiska vågor upp till 110 nm långa.

Den ultravioletta spektrometern fungerade i våglängdsområdet från 54 till 128 nanometer, och den extra ultravioletta spektrometern - från 113 till 438 nanometer. Dessa instrument användes för att karakterisera atmosfäriska gaser, norrsken , atmosfäriska glöd och joniserad plasma runt Jupiter och Io. Dessutom gjorde ultravioletta spektrometrar det möjligt att bestämma det fysiska tillståndet för ämnen på ytan av satelliter: frost, is, sandig substans, etc.

Ett antal instrument (högenergipartikeldetektor, etc.) användes främst för att studera plasman som kommer in i Jupiters magnetosfär . Dammpartikeldetektorn registrerade partiklar som vägde från 10 −7 till 10 −16 gram i yttre rymden och i Jupiters omloppsbana. Himmelska mekaniska experiment och radioexperiment utfördes också (vid passage av en radiosignal genom jonosfären och atmosfären).

Landningsfordon

Nedstigningsfordonet, som vägde 339 kg och cirka en meter stort, var utrustat med ett fallskärmssystem , en radiosändare för kommunikation med Galileo och sju vetenskapliga instrument. Den hade ingen mottagande antenn och sina egna motorer [3] . Litium-svavelbatteriet gav upp till 730 Wh energi [4] .

Uppsättningen av vetenskapliga instrument med en total massa på 30 kg [4] inkluderade:

Vetenskaplig forskning

Medan han var i asteroidbältet närmade sig Galileo asteroiden Gaspra och skickade de första närbilderna tillbaka till jorden. Ungefär ett år senare passerade Galileo asteroiden Ida och upptäckte dess satellit, som heter Dactyl.

Comet Shoemaker-Levy 9 träffade Jupiter i juli 1994 . Islagspunkterna för fragmenten var på Jupiters södra halvklot, på halvklotet mittemot jorden, så nedslagsögonblicken observerades visuellt endast av rymdfarkosten Galileo, som var på ett avstånd av 1,6 AU . e. från Jupiter.

I december 1995 gick landaren in i Jupiters atmosfär . Sonden arbetade i atmosfären i ungefär en timme och gick ner till ett djup av 130 km. Enligt mätningar kännetecknades molnens yttre nivå av ett tryck på 1,6 atmosfärer och en temperatur på -80 ° C; på ett djup av 130 km - 24 atmosfärer, +150 °C. Molndensiteten var lägre än förväntat och det förväntade molnskiktet av vattenånga saknades.

Galileo studerade i detalj dynamiken i Jupiters atmosfär och andra parametrar på planeten. I synnerhet fann han att Jupiters atmosfär har "våta" och "torra" regioner. I vissa "torra fläckar" var innehållet av vattenånga 100 gånger mindre än i atmosfären som helhet. Dessa "torra fläckar" kunde öka och minska, men de hamnade hela tiden på samma ställen, vilket tyder på den systemiska cirkulationen av Jupiters atmosfär. "Galileo" registrerade många åskväder med blixtar 1000 gånger kraftigare än jorden. Han överförde många bilder av den stora röda fläcken  - en gigantisk storm (större än jordens diameter), som har observerats i mer än 300 år. Galileo hittade också "hot spots" längs ekvatorn. Tydligen är lagret av yttre moln på dessa platser tunt och varmare inre områden kan ses.

Tack vare Galileo-data byggdes mer exakta modeller av de processer som sker i Jupiters atmosfär.

Av stor betydelse var studierna av Jupiters satelliter . Under sin vistelse i Jupiters bana passerade Galileo rekord nära Jupiters månar: Europa  - 201 km ( 16 december 1997) [6] , Callisto  - 138 km ( 25 maj 2001 ), Io  - 102 km ( 17 januari 2002 ) , Amalthea 160 km ( 5 november 2002) [1] [2] .

Mycket ny data och detaljerade bilder av satelliternas yta erhölls. Man fann att Io har sitt eget magnetfält , teorin om närvaron av ett hav av flytande vatten under Europas yta bekräftades , hypoteser gjordes om närvaron av flytande vatten i Ganymedes och Callistos djup . Ovanliga egenskaper hos Amalthea har också identifierats .

Bilder på Jupiters månar tagna av Galileo

I populärkulturen

Enheten ägnades åt låten "Tears for Galileo" av Paul Mazzolini , såväl som NaviBand-gruppen - Galileo (Två personer) .

Se även

Anteckningar

  1. ↑ 1 2 3 4 5 Galileo uppdrag till Jupiter  . NASA fakta . JPL. Hämtad 11 december 2015. Arkiverad från originalet 10 juli 2012.
  2. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Galileo slut på uppdrag (Press Kit  ) . JPL (15 september 2003). Tillträdesdatum: 11 december 2015. Arkiverad från originalet 5 mars 2016.
  3. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 Galileo Telecommunications . DESCANSO Design and Performance Summary Series . JPL (juli 2002). Hämtad 11 december 2015. Arkiverad från originalet 20 september 2020.
  4. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 Galileo Juptier Ankomst (Press Kit  ) . JPL (december 1995). Tillträdesdatum: 11 december 2015. Arkiverad från originalet 4 mars 2016.
  5. ↑ Galileo Bildgalleri: Comet Shoemaker-Levy 9  (engelska)  (nedlänk) . NASA SSE. Tillträdesdatum: 11 december 2015. Arkiverad från originalet den 26 november 2015.
  6. ↑ Europaaffisch  (engelska)  (otillgänglig länk) . Galileo vid Jupiter 6. NASA JPL (1999). - "Närmaste infart till Europa 201 km den 16 december 1997". Tillträdesdatum: 11 december 2015. Arkiverad från originalet den 8 mars 2016.

Litteratur

Länkar

  Gå till Wikidata-objektet  Ordböcker och uppslagsverk
I bibliografiska kataloger
 Jupiterutforskning med rymdskepp
Från en flygande bana
Från omloppsbana
Landningssonder
Framtida uppdrag
Inställda uppdrag
se även
 Utforskning av asteroider med automatiska interplanetära stationer
Flygande
Från omloppsbana
Landers
Tagit fram
Utforskade
asteroider
Aktiva AMC:er är markerade med fet stil
 Rymdutforskning av solsystemet
Utforskning av andra planeter
Listor
Objekt på andra planeter