Galileo (sonda kosmiczna)

Galileo Orbiter
	; Galileo jest przygotowywany do startu
Identyfikator NSSDC	1989-084B
Cel misji	Badanie planety Jowisz i jej księżyców galilejskich
operator	NASA
Wyrzutnia	Prom kosmiczny Atlantis
budowa
Masa startowa	2223 kg
Przebieg misji
Data rozpoczęcia	18 października 1989
Data końcowa	21 września 2003
	;
	;

Emblemat misji

Sonda zostaje wystrzelona z otwartej ładowni promu kosmicznego ( STS-34 )

Schemat sondy Galileo

Schemat ze szczegółowym opisem sondy Galileo

Sonda-córka Galileo podczas przygotowań do startu

Schemat sondy potomnej

Chronologiczna sekwencja wydarzeń po zanurzeniu sondy potomnej w atmosferze Jowisza

Sonda córka zrzuca osłonę termiczną (wrażenie artysty)

Sonda kosmiczna Galileo został uruchomiony przez NASA w dniu 18 października 1989 roku do badania Jowisza i jego księżyce. Sonda wzięła swoją nazwę od włoskiego wynalazcy i naukowca Galileo Galilei , który jako pierwszy opisał galilejskie księżyce Jowisza .

misja

Przed tą misją planeta Jowisz nie była przez długi czas nieprzerwanie obserwowana przez sondę kosmiczną. Cztery sondy kosmiczne przeleciały obok niego wcześniej ( Pioneer 10 i 11 oraz Voyager 1 i 2 ), ale podczas przelotu mogły dostarczyć jedynie krótkie zdjęcia. W przeciwieństwie do tego Galileo okrążył Jowisza na stałe jako orbiter , aby obserwować zarówno samą planetę, jak i jej księżyce .

Przed przybyciem odłączono sondę pochodną, która przeniknęła do atmosfery Jowisza i dostarczyła różnych danych dotyczących temperatury , ciśnienia , prędkości wiatru i składu chemicznego. Sonda macierzysta służyła jako stacja przekaźnikowa do wysyłania informacji na ziemię .

zaczynać

Według wstępnych planów z 1977 r. Galileo ma ruszyć już w styczniu 1981 r. Różne opóźnienia w pierwotnym statku startowym promu kosmicznego , niepewność finansowa i wreszcie katastrofa Challengera doprowadziły do kilkuletnich opóźnień i zmian sondy i toru lotu. Pierwotnie Galileo miał zostać wyniesiony w kosmos w maju 1986 roku w ramach anulowanej misji STS-61-G . Ale 18 października 1989 r. Wreszcie nadszedł czas. Prom kosmiczny Atlantis przyniósł Galileo na orbicie na STS-34 misji , w których została ona rozpoczęta. Aby opuścić orbitę okołoziemską, na Galileo zamontowano solidny górny stopień IUS , który służył również jako stopień napędowy dla ciężkich satelitów i sond kosmicznych w innych misjach wahadłowców kosmicznych. Przed rozpoczęciem jej podróż do Jowisza, Galileo przeprowadzono trzy swing-przez manewrów zyskać na sile przez ruchu orbitalnym planety Wenus i Ziemi. W lutym 1990 Galileo przeleciał obok Wenus 16 000 km dalej, na początku grudnia tego samego roku minął ziemię po raz pierwszy i dwa lata później ponownie. W międzyczasie była w stanie wysłać do stacji naziemnej spektakularne zdjęcia Wenus i Ziemi oraz jej księżyca . Filtry kolorów umożliwiły uzyskanie wielokolorowych obrazów.

W drodze na Jowisza Galileo minął asteroidę Gaspra w 1991 roku, oddaloną o zaledwie 1600 km, oraz Idę w 1993 roku, podczas której wykonano szczegółowe zdjęcia ciał niebieskich. W tym drugim przypadku po raz pierwszy odkryto księżyc asteroidy . Odcinek o wielkości 1–2 km nazwano „ Daktylem ”.

Szewc Levy 9 Impact

Rok później Galileusz był świadkiem dramatycznego wydarzenia. Kometa Shoemaker-Levy 9 uderzyła w Jowisza, który jest nadal 238.000.000 km od hotelu. Pomimo odległości Galileo był w stanie uchwycić wyjątkowe obrazy bezpośrednich uderzeń, które miały miejsce po drugiej stronie. Na samej Ziemi skutki można było zaobserwować dopiero po tym, jak planeta nadal się obracała. Gdyby Galileo nie został wysłany na Jowisza trzy lata później w wyniku katastrofy Challengera , sonda byłaby w stanie śledzić uderzenie komety z bliskiej odległości na orbicie Jowisza.

Problemy

Kiedy stacja naziemna przekazała przez radio polecenie rozłożenia dużej anteny parabolicznej o długości 4,80 m w połowie kwietnia 1991 r. , Można było ją otworzyć tylko częściowo. Oznaczało to, że nie podawano już możliwości transmisji danych z prędkością większą niż 130 kbit / s. Próbowałeś rozwoju kilka tysięcy razy, ale na próżno. Sondę przeprogramowano następnie w taki sposób, aby odebrane dane były czasowo przechowywane w komputerze centralnym oraz na napędzie taśmowym, a następnie wysyłane na ziemię porcjami przez znacznie słabszą okrągłą antenę . Ponieważ jednak pozwoliło to tylko na bardzo niską szybkość transmisji, do sondy przesłano nowe oprogramowanie - w tym algorytmy kompresji danych . Umożliwiło to przesłanie znacznej ilości danych naukowych pomimo awarii anteny parabolicznej. Były też inne problemy: mechanizm przewijania taśm magnetycznych często się zacinał, ale zawsze można było uruchomić taśmę.

Początek eksploracji

W odległości 82 milionów km od Jowisza sonda-córka oddzieliła się od statku matki w lipcu 1995 roku. Ich podróż dobiegła końca 7 grudnia 1995 roku. Przy prędkości 170 000 km / h sonda potomna zanurzyła się w atmosferę Jowisza pod kątem około 9 °. W ciągu zaledwie dwóch minut prędkość została wyhamowana do około 0,9 Macha, a wyhamowanie sondy sięgało 230 g . Około 2/3 materiału ablacyjnej osłony cieplnej ( włókno węglowe / żywica fenolowa ) zostało usunięte, przez co wystawiono go na działanie temperatur do 14 000 K. Otóż przy ciśnieniu dynamicznym 6 kPa pierwszy spadochron hamujący otworzył się i ściągnął zdmuchniętą tylną owiewkę z kieszenią spadochronu głównego. Osłona termiczna została zrzucona i rozpoczęto pomiary. Na głębokości 50 km poniżej poziomu zerowego (zdefiniowanego przy ciśnieniu 1 bara) można było zmierzyć prędkość wiatru powyżej 500 km / h. Wiatry te występowały nie tylko w płaszczyźnie poziomej, występowały również silne prądy opadające i turbulencje w pionie. I chociaż sonda spadła w „strefę dobrej pogody”, w której nefelometr (miernik mgły) zarejestrował pogodę .

Kontakt radiowy zerwał się około godziny po wejściu na głębokość 160 km. W ostatnich kilku sekundach sonda zarejestrowała ciśnienie 22 bar (należy zbadać co najmniej do 10 bar) i temperaturę 152 ° C.

W międzyczasie sonda macierzysta skierowała się na eliptyczną orbitę Jowisza po 50 minutach zapłonu głównego silnika. Punkt najbliżej Jowisza (Perijovum) miał 185 000 km, a najdalszy (Apojovum) 19,3 mln km. Apojovum przeleciał przez niego w marcu 1996 roku; następnie perijovum zostało podniesione do 786 000 km z 24-minutowym ponownym zapłonem, aby zapobiec zagrożeniu sondy przez cząsteczki wyrzucane z wulkanów na Io . Pozostałe orbity zostały przeprowadzone na różnych orbitach, aby lepiej obserwować księżyce Jowisza .

Odkrywanie księżyców; Spalił się na Jowiszu w 2003 roku

Po awarii głównej anteny należało zrezygnować z pierwotnie planowanej stałej obserwacji pogody na Jowiszu. Zostało to przyjęte przez Kosmiczny Teleskop Hubble'a i Galileo zaobserwował również tylko te formacje chmur, które uznano za szczególnie interesujące.

Zamiast tego głównym zadaniem sondy była obserwacja czterech księżyców Galileusza . Dowody na wody Oceanu pod skorupą lodu w Europie zostało zapewnione, a także stref ciekłej wody w tunikach Ganimedesa i Kallisto i wulkanów na Io. Zarówno Io, które jest stale ugniatane przez siły pływowe Jowisza, jak i największy księżyc w naszym Układzie Słonecznym , Ganimedes, mają żelazne jądro; Co zaskakujące, Ganimedes ma silne pole magnetyczne .

Część misji na Jowiszu była pierwotnie planowana tylko na 23 miesiące do grudnia 1997 r., Ale została następnie w sumie trzykrotnie przedłużona, ponieważ sprzęt i napęd były nadal sprawne i można było oczekiwać dobrych wyników. Głównym celem dwóch pierwszych rozszerzeń misji był księżyc Europa, podczas gdy w ostatniej części misji odważono się na dwa przeloty do Io wewnątrz układu Jowisza - zdominowanego przez niebezpieczne promieniowanie. Kiedy Cassini-Huygens użył Jowisza do przyspieszenia wahadłowego w drodze do Saturna pod koniec 2000 roku , dokonano interesujących pomiarów równoległych.

W dniu 21 września 2003 r. Galileo został skierowany do atmosfery Jowisza i tam spalony, ponieważ sonda nie mogła być później sterowana z powodu braku paliwa i awarii elektroniki z powodu wysokiej dawki promieniowania otrzymanej od Jowisza w ciągu ostatnich kilku ostatnich kilku lat. lat. Istniało ryzyko, że Galileo może spaść na księżyc Europa i zanieczyścić ją drobnoustrojami lądowymi. Utrudniłoby to przyszłe misje badania śladów życia na księżycach Jowisza.

Specyfikacja techniczna

Masa początkowa orbiter 2223 kg, sonda potomna 339 kg
Łącznie 18 instrumentów naukowych (15 z USA, 3 z Niemiec) do badania promieniowania UV , pól magnetycznych i cząstek naładowanych elektrycznie
System kamer o rozdzielczości od 20 do 1000 razy większej niż w poprzednich misjach Voyager 1 i 2

Wyniki

Wykrywanie ciekłej słonej wody pod powierzchnią trzech księżyców Jowisza: Europy, Ganimedesa i Kallisto
Dowody na silną aktywność wulkaniczną na Io, która jest sto razy silniejsza niż na Ziemi
pierwszy przelot asteroidy ( (951) Gaspra 29 października 1991)
Odkrycie Daktyla , towarzysza asteroidy Ida
Pomiar pola magnetycznego na Ganimedesie
pierwsze bezpośrednie pomiary na Jowiszu (hel, struktura, spektrometria mas, promieniowanie słoneczne i cieplne, chmury (rozpraszanie cząstek), błyski światła i fale radiowe z błysków ) przez wchodzącą sondę-córkę

Zobacz też

Lista sond kosmicznych

linki internetowe

Commons : Galileo - zbiór zdjęć, filmów i plików audio

puchnąć

Bernd Leitenberger: Galileo
FU Berlin: Recordings of the Galileo Mission ( Memento z 10.07.2013 w Internet Archive ) - galeria zdjęć z dziedziny planetologii i teledetekcji
NASA: Eksploracja Układu Słonecznego: Galileo. (Język angielski)
Raumfahrer.net: Do widzenia Galileo
Raumfahrer.net: Galileo: Powrót do korzeni
NASA: Michael Meltzer: Mission to Jowiter: A History of the Galileo Project. (PDF; 573 kB)

Indywidualne dowody

↑ Przelot Galileo nad Księżycem (1990). Pobrano 8 marca 2021 r .
↑ Galileo Probe w katalogu głównym NSSDCA , dostęp 6 listopada 2017 r. (W języku angielskim).
↑ Przybycie Galileusza Jowisza. NASA Jet Propulsion Laboratory (PDF), dostęp: 24 stycznia 2019 r

[1] Przelot Galileo nad Księżycem (1990). Pobrano 8 marca 2021 r .

[2] Galileo Probe w katalogu głównym NSSDCA , dostęp 6 listopada 2017 r. (W języku angielskim).

[3] Przybycie Galileusza Jowisza. NASA Jet Propulsion Laboratory (PDF), dostęp: 24 stycznia 2019 r

Languages