cosmos.wikisort.org - Аппарат

«Галилео» (англ. Galileo) — автоматический космический аппарат (АМС) НАСА, созданный для исследования Юпитера и его спутников. Назван в честь Галилео Галилея, открывшего четыре крупнейших спутника Юпитера в 1610 году.

Галилео
Заказчик	NASA
Оператор	НАСА
Задачи	исследование системы Юпитера
Пролёт	Венера, (951) Гаспра, (243) Ида, Ио
Спутник	Юпитера
Стартовая площадка	мыс Канаверал
Ракета-носитель	Атлантис
Запуск	18 октября 1989 22:23:00 UTC
Сход с орбиты	21 сентября 2003 года[1][2]
COSPAR ID	1989-084B
SCN	20298
Технические характеристики
Масса	2223 кг[3]
Мощность	570-490 Вт[3]
Источники питания	2 РИТЭГ[3]
solarsystem.nasa.gov/…​ (англ.)
Медиафайлы на Викискладе

Аппарат был запущен в 1989 году, в 1995 году вышел на орбиту Юпитера, проработав там до 2003 года[2]. Это был первый аппарат, вышедший на орбиту Юпитера, изучавший планету длительное время, а также сбросивший в её атмосферу спускаемый зонд. Станция передала свыше 30 гигабайт информации, включая 14 тысяч изображений планеты и спутников, а также уникальную информацию об атмосфере Юпитера.

История

Проектирование аппарата началось ещё в 1977 году, когда было принято решение об изучении атмосферы Юпитера с помощью спускаемого аппарата. Целью миссии было изучение атмосферы Юпитера, спутников и их строения, магнитосферы, передача изображений планеты и её спутников и пр.

Предполагалось, что «Галилео» будет выведен на земную орбиту с помощью «Спейс шаттла», а затем разогнан с помощью ускорителя (разгонного блока) «Центавр» в сторону Юпитера. Однако после взрыва шаттла «Челленджер» (1986), доставка разгонного блока «Центавр» на орбиту с помощью «Спейс шаттла» была запрещена. Тем не менее, позже «Галилео» был выведен с помощью шаттла «Атлантис» и разгонного блока IUS.

После длительного анализа была найдена траектория полёта, значительно экономившая топливо и позволявшая обойтись без разгонного блока «Центавр», но значительно увеличивавшая время полёта. Эта траектория, которую назвали VEEGA (Venus-Earth-Earth Gravity Assist), использовала ряд гравитационных манёвров в гравиполях Венеры и Земли.

В результате, аппарат полетел сначала к Венере и два раза прошёл мимо Земли, прежде чем выйти на траекторию к Юпитеру, а длительность полёта до планеты составила почти 6 лет. В результате «Галилео» провёл исследования Венеры и двух астероидов. Из-за изменения первоначальной траектории аппарату потребовалась дополнительная солнцезащита. Кроме того, поскольку вблизи Солнца аппарат должен был быть повёрнут определённым образом, чтобы находиться в тени солнцезащиты, то использование основной антенны было невозможно. Поэтому решено было не раскрывать её, пока аппарат не отойдёт от Солнца на безопасное расстояние, а для поддержания связи была установлена дополнительная антенна (маломощная). Но основная антенна впоследствии так и не раскрылась.

Расходы на основную миссию составили 1,35 млрд долларов, в том числе 892 млн на разработку самого космического аппарата[4]. Суммарные расходы на миссию «Галилео» составили 1,5 млрд долл.

Основные события[2]:

• Аппарат был запущен 18 октября 1989 года с борта космического корабля «Спейс шаттл» «Атлантис» (миссия STS-34). Старт не раз откладывался из-за катастрофы «Челленджера».
• В 1990 году пролетел мимо Венеры, проведя ряд исследований этой планеты.
• В 1991 году вошёл в кольцо астероидов, располагающегося между орбитами Марса и Юпитера[2].
• В июле 1994 года сфотографировал, как комета Шумейкеров — Леви 9 врезается в Юпитер[2][4][5].
• 12 июля 1995 года в 11:07 PM PDT произведено отделение спускаемого зонда от основного космического аппарата[4].
• 7 декабря 1995 года спускаемый зонд вошёл в атмосферу Юпитера.
• 8 декабря 1995 года «Галилео» вышел на орбиту Юпитера[4].

Предполагалось, что после прибытия к Юпитеру «Галилео» проработает два года, переходя с одной орбиты на другую с целью сближения с каждым из крупных спутников. Всего было разработано 11 орбит. В действительности «Галилео» «освоил» гораздо большее число орбит, сделав 35 витков вокруг Юпитера в течение 8 лет.

Основная миссия завершилась 14 декабря 1997 года, за ней последовали расширенные миссии Europa Mission (2 года, 8 орбит, с облетами Каллисто и Ио) и Millennium Mission (1 год, облёты 4 спутников планеты)[1][2].

• 21 сентября 2003 года, после 14 лет полёта и 8 лет исследований системы Юпитера, миссия «Галилео» была завершена[1][2]. Аппарат был послан в атмосферу Юпитера со скоростью около 50 км/с? с целью избежать возможности занесения микроорганизмов с Земли на спутники Юпитера; он расплавился в верхних слоях атмосферы.

Конструкция

Аппарат высотой 5 метров весил 2223 кг, в том числе 118 кг научного оборудования, 339 кг — спускаемый аппарат, 925 кг топлива[3]. Электроэнергетическая установка состояла из двух радиоизотопных элементов начальной мощностью около 570 Вт (490 ватт при прибытии к Юпитеру)[3] (солнечные батареи не применялись ввиду большого расстояния от Солнца).

На аппарате было установлено 4 антенны — основная, маломощная (низкочастотная), приёмная для связи со спускаемым аппаратом и плазменно-волновая (в качестве научного инструмента)[3]. Основная антенна не раскрылась, и связь с Землёй осуществлялась с помощью маломощной антенны[2]. Скорость связи составила 160 бит/с вместо 134 Кбит/с[4]. Были разработаны методы сжатия информации (включая обрезание тёмного космического фона снимков), однако качество некоторых снимков пришлось уменьшить. Нагрузка на основной компьютер резко возросла, и частично алгоритмы сжатия выполнялись на компьютере, ответственном за систему ориентации «Галилео»[4]. Ленточное устройство хранения информации имело ёмкость 900 мегабит, однако с ним также возникли проблемы.

Аппарат был оснащён ракетным двигателем тягой в 400 ньютонов (сделанным в ФРГ) и 12 малыми двигателями ориентации по 10 Н. Торможение при заходе на юпитерианскую орбиту осуществлялось с помощью основного двигателя, а переходы с одной орбиты на другую, как правило, с помощью двигателей ориентации, хотя в двух переходах использовался и основной двигатель.

Научные приборы

«Галилео» нёс 11 научных приборов, и ещё семь находились на спускаемом зонде[1].

Аппарат был оборудован фотокамерой, дающей изображения 800х800 пикселей[3]. Камера сделана по принципу телескопа-рефлектора, работала с помощью кремниевых сенсоров и была оборудована различными фильтрами для съёмки в том или ином диапазоне. Спектральный диапазон камеры составлял от 400 до 1100 нанометров (видимый диапазон 400—700 нм). Радиационную защиту камеры выполняло 1-сантиметровое танталовое покрытие. Разрешение камеры, установленной на «Галилео», в 20 раз превышало показатель камер «Вояджеров»^{[уточнить]}, для некоторых снимков — до 1000 раз.

Спектрометр для картирования в ближней инфракрасной области (NIMS - Near-Infrared Mapping Spectrometer) позволял получать картинку высокого разрешения в инфракрасном диапазоне. С его помощью можно было составлять «температурные карты», делать выводы о химическом составе поверхности спутников Юпитера, а также определять тепловые и химические характеристики атмосферы планеты, включая внутренние слои. Диапазон волн, регистрируемых NIMS, составлял от 700 до 5 200 нм.

Фотополяриметр был призван измерять интенсивность и поляризацию света, отражённого/рассеянного от Юпитера и поверхности его спутников. Прибор одновременно выполнял функции поляриметра, фотометра и радиометра. С помощью фотополяриметра делались оценки, касающиеся как состава и структуры атмосферы, так и потоков теплового и отражённого излучения. Поляриметр регистрировал электромагнитные волны длиной до 110 нм.

Ультрафиолетовый спектрометр работал в диапазоне волн от 54 до 128 нанометров, а дополнительный ультрафиолетовый спектрометр — от 113 до 438 нанометров. С помощью этих приборов определялись характеристики атмосферных газов, полярных сияний, атмосферных свечений и ионизированной плазмы вокруг Юпитера и Ио. Кроме того, ультрафиолетовые спектрометры позволяли определять физическое состояние веществ на поверхности спутников: иней, лёд, пескообразная субстанция и т. п.

Ряд приборов (детектор частиц высоких энергий и др.) использовался, главным образом, для изучения плазмы, входящей в магнитосферу Юпитера. Детектор пылевых частиц регистрировал частицы массой от 10⁻⁷ до 10⁻¹⁶ грамма в космическом пространстве и на орбите Юпитера. Проводились также небесномеханические и радиоэксперименты (по прохождению радиосигнала через ионосферу и атмосферу).

Спускаемый аппарат

Спускаемый аппарат массой 339 кг и размером около метра был оборудован парашютной системой, радиопередатчиком для связи с «Галилео» и семью научными приборами. На нём не было приёмной антенны и собственных двигателей[3]. Литий-серная батарея обеспечивала до 730 Вт·ч энергии[4].

В комплект научных приборов общей массой 30 кг[4] входили:

• прибор для определения структуры атмосферы (измерение температуры, давления и плотности в течение спуска);
• масс-спектрометр (определение химического состава атмосферы);
• нефелометр (изучение структуры облаков и характера составляющих их частиц);
• прибор для регистрации молний, измерения радиоэмиссий и регистрации заряженных частиц;
• прибор для точного измерения доли гелия в атмосфере;
• прибор для регистрации потоков излучения и энергии в атмосфере;
• использование радиопередатчика для измерения скорости ветра по доплеровскому эффекту.

Научные исследования

Находясь в поясе астероидов, «Галилео» сблизился с астероидом Гаспра и послал на Землю первые снимки, сделанные с близкого расстояния. Около года спустя «Галилео» прошёл мимо астероида Ида и обнаружил у него спутник, названный Дактилем.

В июле 1994 года на поверхность Юпитера упала комета Шумейкеров — Леви 9. Точки падения фрагментов находились в южном полушарии Юпитера, на противоположном по отношению к Земле полушарии, поэтому сами моменты падения визуально наблюдались только аппаратом «Галилео», находившимся на расстоянии 1,6 а. е. от Юпитера.

В декабре 1995 года спускаемый аппарат вошёл в атмосферу Юпитера. Зонд проработал в атмосфере примерно в течение часа, опустившись на глубину 130 км. Согласно измерениям, внешний уровень облаков характеризовался давлением в 1,6 атмосферы и температурой −80° С; на глубине 130 км — 24 атмосферы, +150 °C. Плотность облаков оказалась ниже ожидавшейся, предполагаемый слой облаков из водяного пара отсутствовал.

«Галилео» подробно исследовал динамику атмосферы Юпитера и другие параметры планеты. В частности, он обнаружил, что атмосфера Юпитера имеет «мокрые» и «сухие» области. В некоторых «сухих пятнах» содержание водяного пара было в 100 раз меньше, чем в атмосфере в целом. Эти «сухие пятна» могли увеличиваться и уменьшаться, однако они постоянно оказывались на одних и тех же местах, что говорит о системности циркуляции атмосферы Юпитера. «Галилео» зарегистрировал многочисленные грозы с молниями в 1000 раз мощнее земных. Передал множество снимков Большого Красного Пятна — гигантского шторма (размером превышающего диаметр Земли), который наблюдают уже более 300 лет. «Галилео» также обнаружил «горячие пятна» вдоль экватора. По-видимому, в этих местах слой внешних облаков тонок, и можно видеть более горячие внутренние области.

Благодаря данным «Галилео» были построены более точные модели процессов, происходящих в атмосфере Юпитера.

Большое значение имели исследования спутников Юпитера. За время своего пребывания на орбите Юпитера «Галилео» проходил рекордно близко к спутникам Юпитера: Европа — 201 км (16 декабря 1997)[6], Каллисто — 138 км (25 мая 2001), Ио — 102 км (17 января 2002), Амальтея 160 км (5 ноября 2002)[1][2].

Было получено множество новых данных и подробные снимки поверхности спутников. Было установлено, что Ио обладает собственным магнитным полем, подтверждена теория о наличии океана жидкой воды под поверхностью Европы, высказаны гипотезы о наличии жидкой воды в недрах Ганимеда и Каллисто. Также были определены необычные характеристики Амальтеи.

Снимки спутников Юпитера, сделанные «Галилео»

В массовой культуре

Аппарату была посвящена песня Пола Мадзолини «Tears for Galileo», а также группы NaviBand – Галилео (Два человека)^{[источник не указан 545 дней]}.

См. также

• Список первых посадок на небесные тела
• Юнона (космический аппарат)

Примечания

Литература

• Michael Meltzer. Mission to Jupiter: A history of the Galileo Project (англ.). NASA SP-2007-4231. NASA History Division (2007). Дата обращения: 11 декабря 2015.

Ссылки

• Galileo Legacy Site Архивная копия от 10 декабря 2015 на Wayback Machine - Страница миссии «Галилео» на сайте НАСА  (англ.)
• MISSION TO JUPITER. Galileo - Страница миссии «Галилео» на сайте JPL  (англ.)
• Межпланетная станция Galileo / Проект "Исследование Солнечной системы"
• Жизнь и смерть «Галилео» // "Земля и Вселенная" №3, 2004

Для улучшения этой статьи желательно: Проставить сноски, внести более точные указания на источники.

На других языках

---

[de] Galileo (Raumsonde)

Die Raumsonde Galileo wurde am 18. Oktober 1989 von der NASA gestartet, um den Jupiter und seine Monde zu untersuchen. Ihren Namen hat die Sonde von dem italienischen Erfinder und Naturwissenschaftler Galileo Galilei, der die galileischen Jupitermonde als erster beschrieb.

---

[es] Galileo (sonda espacial)

La misión espacial Galileo fue una misión de la agencia espacial NASA al planeta Júpiter que constaba de un orbitador y de una sonda. La misión fue lanzada el 18 de octubre de 1989. La sonda penetró en la atmósfera de Júpiter el 7 de diciembre de 1995, sumergiéndose unos 200 kilómetros en el interior de la atmósfera hasta ser destruida por las altas presiones y temperaturas pero transmitiendo importantes datos de composición química y actividad meteorológica de Júpiter.[1] El orbitador permaneció operativo recopilando datos científicos de la atmósfera de Júpiter, su campo magnético, sistema de anillos y de los principales satélites, como Ío y Europa, hasta el fin de la misión en el 2003. Entre los principales descubrimientos científicos de la misión se encuentran los resultados sobre el océano subsuperficial de Europa.

---

- [ru] Галилео (космический аппарат)

---

---