Galileo (űrhajó)

"Galileo" ( eng.  Galileo ) – a NASA automatikus űrhajója (AMS) , amelyet a Jupiter és műholdjainak felfedezésére hoztak létre . Galileo Galilei után nevezték el , aki 1610-ben fedezte fel a Jupiter négy legnagyobb holdját .

Az eszköz 1989 -ben indult, 1995 -ben lépett a Jupiter pályájára, 2003 -ig dolgozott ott [2] . Ez volt az első olyan készülék, amely a Jupiter körül keringett, hosszú ideig tanulmányozta a bolygót, és egy leszállószondát is ejtett a légkörébe . Az állomás több mint 30 gigabájtnyi információt továbbított, köztük 14 ezer képet a bolygóról és a műholdakról, valamint egyedi információkat a Jupiter légköréről.

Történelem

• Galileo a tesztelési szakaszban

• Galileo IUS felső fokozattal az Atlantis rakterében

A készülék tervezése még 1977 -ben kezdődött , amikor elhatározták, hogy egy leszálló jármű segítségével tanulmányozzák a Jupiter légkörét . A küldetés célja a Jupiter légkörének, a műholdaknak és szerkezetüknek, a magnetoszférának , a bolygóról és műholdjairól készült képek továbbításának stb.

Feltételezték, hogy a "Galileo"-t az " űrrepülőgép " segítségével földi pályára bocsátják , majd a " Centaur " gyorsító (felső fokozat) segítségével szétszórják a Jupiter felé. A Challenger-sikló felrobbanása (1986) után azonban megtiltották a Centaurus felső fokozatának űrrepülőgéppel történő pályára állítását. A Galileót azonban később az Atlantis sikló és az IUS felső szakasza segítségével indították útjára .

Hosszas elemzés után olyan repülési pályát találtak , amely jelentősen megtakarította az üzemanyagot, és lehetővé tette a Centaurus felső fokozat nélkülözését, de jelentősen megnövelte a repülési időt. Ez a VEEGA (Venus-Earth-Earth Gravity Assist) nevű pálya gravitációs manőverek sorozatát alkalmazta a Vénusz és a Föld gravitációs mezőiben.

Ennek eredményeként az eszköz először a Vénuszra repült, és kétszer is elhaladt a Föld mellett, mielőtt a Jupiter felé tartó pályára lépett volna, és a bolygóra való repülés időtartama csaknem 6 év volt. Ennek eredményeként Galileo kutatást végzett a Vénuszon és két aszteroidán . A kezdeti pályamódosítás miatt a készüléknek további fényvédelemre volt szüksége. Ezen túlmenően, mivel a készüléket bizonyos módon a Nap közelében el kellett fordítani, hogy a napvédelem árnyékában legyen, a főantenna használata lehetetlen volt. Ezért úgy döntöttek, hogy addig nem nyitják ki, amíg az eszköz biztonságos távolságra el nem távolodik a Naptól, és egy további (alacsony teljesítményű) antennát szereltek fel a kommunikáció fenntartására. De a fő antenna később nem nyílt ki.

A fő küldetés költsége 1,35 milliárd dollár volt , ebből 892 millió volt magának az űrhajónak a fejlesztése [4] . A Galileo küldetés összköltsége 1,5 milliárd dollár volt.

Fő események [2] :

• Az eszközt 1989. október 18-án indították útjára az Atlantis űrsiklóról ( STS -34 küldetés ). Az indítás többször is késett a Challenger katasztrófája miatt .
• 1990 -ben elrepült a Vénusz mellett, és egy sor tanulmányt végzett erről a bolygóról.
• 1991 -ben belépett az aszteroidagyűrűbe , amely a Mars és a Jupiter pályája között található [2] .
• 1994 júliusában lefényképezte a Shoemaker-Levy 9 üstököst , amint a Jupiterbe csapódik [2] [4] [5] .
• 1995. július 12- én, PDT 23:07- kor a leszálló szonda elvált a fő űrhajótól [4] .
• 1995. december 7- én a leszálló szonda belépett a Jupiter légkörébe .
• 1995. december 8- án "Galileo" a Jupiter pályájára lépett [4] .

Feltételezték, hogy a Jupiterhez érkezés után a Galileo két évig fog dolgozni, egyik pályáról a másikra mozogva, hogy megközelítse az egyes nagy műholdakat . Összesen 11 pályát fejlesztettek ki. Valójában a Galileo sokkal nagyobb számú pályát "elsajátított", és 8 éven belül 35 pályát tett meg a Jupiter körül.

A fő küldetés 1997. december 14-én ért véget , majd a meghosszabbított Europa Mission (2 év, 8 pálya, Callisto és Io átrepülésével ) és Millenium Mission ( 1 év, a bolygó 4 műholdjának elrepülése) következett. 2] .

• 2003. szeptember 21- én 14 év repülés és 8 év Jupiter-rendszer feltárása után a Galileo küldetés befejeződött [1] [2] . Az eszközt körülbelül 50 km / s sebességgel küldték a Jupiter légkörébe ? annak elkerülése érdekében, hogy mikroorganizmusok kerüljenek a Földről a Jupiter műholdjaiba; a felső légkörben megolvadt .

Építkezés

Az 5 méter magas készülék tömege 2223 kg, ebből 118 kg tudományos felszerelés, 339 kg ereszkedő jármű és 925 kg üzemanyag [3] . Az elektromos erőmű két radioizotópos cellából állt, amelyek kezdeti teljesítménye körülbelül 570 W (a Jupiterbe érkezéskor 490 watt) [3] (a Naptól való nagy távolság miatt nem használtak napelemeket ).

A készülékre 4 antennát szereltek fel - a fő, kis teljesítményű (alacsony frekvenciájú), vevőantennát a leszálló járművel való kommunikációhoz és plazmahullámú antennát (tudományos műszerként) [3] . A főantenna nem nyílt ki, a Földdel való kommunikációt kis teljesítményű antenna segítségével folytatták [2] . A kommunikációs sebesség 134 Kbit/s helyett 160 bit/s volt [4] . Információtömörítési módszereket fejlesztettek ki (beleértve a képek sötét térhátterének levágását is), de egyes képek minőségét csökkenteni kellett. A fő számítógép terhelése drámaian megnőtt, és a tömörítési algoritmusok egy részét a Galileo attitűdvezérlő rendszerért felelős számítógépen hajtották végre [4] . A szalagos tároló 900 megabites kapacitású volt, de ezzel is akadtak gondok.

A készüléket 400 newton tolóerős rakétamotorral ( Németországban gyártott ) és 12 kis , egyenként 10 N-os orientációs hajtóművel szerelték fel. A Jupiteri pályára való belépéskor a lassítást a főhajtómű segítségével, az egyik pályáról a másikra való átmenetet pedig a főhajtómű segítségével hajtották végre. szabály, orientációs motorok segítségével, bár a főmotort két átmenetben is használták.

Tudományos műszerek

A Galileo 11 tudományos műszert vitt magával, és további hét volt a leszállószondán [1] .

A készüléket kamerával szerelték fel, amely 800x800 pixeles képeket készít [3] . A fényképezőgép a tükröződő teleszkóp elvén készült , szilícium-érzékelőkkel dolgozott, és különféle szűrőkkel volt felszerelve egy adott tartományban történő fényképezéshez. A kamera spektrális tartománya 400-1100 nm (látható tartomány 400-700 nm) volt. A kamra sugárzásárnyékolását 1 cm-es tantál bevonat biztosította. A Galileóra telepített kamera felbontása 20-szor nagyobb volt, mint a Voyagerek kameráé [ adja meg ] , egyes képek esetében akár 1000-szer is.

A közeli infravörös régió térképezésére szolgáló spektrométer ( NIMS - Near-Infrared Mapping Spectrometer) lehetővé tette az infravörös tartományban nagy felbontású kép készítését. Segítségével " hőmérséklettérképeket " lehetett készíteni , következtetéseket levonni a Jupiter műholdak felszínének kémiai összetételéről, valamint meghatározni a bolygó légkörének termikus és kémiai jellemzőit , beleértve a belső rétegeket is. A NIMS által rögzített hullámok tartománya 700 és 5200 nm között volt.

A fotopolarimétert a Jupiterről és a műholdak felszínéről visszavert/szórt fény intenzitásának és polarizációjának mérésére tervezték . A műszer egyszerre látta el a polariméter , a fotométer és a radiométer funkcióit. Egy fotopolariméter segítségével becslések készültek mind a légkör összetételére és szerkezetére, mind a termikus és visszavert sugárzásáramra vonatkozóan. A polariméter akár 110 nm hosszúságú elektromágneses hullámokat is rögzített.

Az ultraibolya spektrométer 54 és 128 nanométer közötti hullámhossz tartományban működött, a kiegészítő ultraibolya spektrométer pedig 113 és 438 nanométer között. Ezeket a műszereket használták a Jupiter és az Io körüli légköri gázok, aurórák , légköri izzások és ionizált plazmák jellemzésére. Ezenkívül az ultraibolya spektrométerek lehetővé tették a műholdak felületén lévő anyagok fizikai állapotának meghatározását: fagy, jég, homokos anyag stb.

Számos műszert (nagy energiájú részecskedetektor stb.) elsősorban a Jupiter magnetoszférájába kerülő plazma vizsgálatára használtak. A porrészecske-detektor 10–7–10–16 gramm tömegű részecskéket regisztrált a világűrben és a Jupiter pályáján. Égi mechanikai és rádiókísérleteket is végeztek (rádiójel ionoszférán és légkörön való áthaladásáról).

Leszálló jármű

A 339 kg tömegű és körülbelül egy méteres ereszkedő járművet ejtőernyős rendszerrel , a Galileóval való kommunikációt szolgáló rádióadóval és hét tudományos műszerrel szerelték fel. Nem volt vevőantennája és saját motorjai [3] . A lítium-kén akkumulátor akár 730 Wh energiát szolgáltatott [4] .

A 30 kg össztömegű tudományos műszerkészlet [4] a következőket tartalmazza:

• a légkör szerkezetének meghatározására szolgáló eszköz (hőmérséklet, nyomás és sűrűség mérése süllyedés közben);
• tömegspektrométer (a légkör kémiai összetételének meghatározása);
• nefelométer (a felhők szerkezetének és az őket alkotó részecskéik természetének vizsgálata);
• villámlás rögzítésére, rádiósugárzás mérésére és töltött részecskék észlelésére szolgáló eszköz;
• készülék a hélium légköri arányának pontos mérésére;
• a légkörben lévő sugárzás és energiaáramok rögzítésére szolgáló eszköz;
• rádióadó segítségével a szélsebesség mérésére a Doppler-effektus alapján .

Tudományos kutatás

Míg az aszteroidaövben tartózkodott, Galileo megközelítette a Gaspra aszteroidát, és visszaküldte az első közeli képeket a Földre. Körülbelül egy évvel később a Galileo elhaladt az Ida aszteroida mellett , és felfedezte a Dactyl nevű műholdját.

A Shoemaker-Levy 9 üstökös 1994 júliusában érte el a Jupitert . A töredékek becsapódási pontjai a Jupiter déli féltekén, a Földdel ellentétes féltekén voltak, így a becsapódási pillanatokat vizuálisan csak a Galileo űrszonda figyelte meg, amely 1,6 AU távolságra volt . például a Jupiterből.

1995 decemberében a leszállóegység belépett a Jupiter légkörébe . A szonda körülbelül egy órán át dolgozott a légkörben, 130 km-es mélységig ereszkedett le. A mérések szerint a felhők külső szintjét 1,6 atmoszféra nyomás és -80 °C hőmérséklet jellemezte; 130 km mélységben - 24 atmoszféra, +150 °C. A felhősűrűség kisebb volt a vártnál, és hiányzott a várt vízpára felhőréteg.

Galileo részletesen tanulmányozta a Jupiter légkörének dinamikáját és a bolygó egyéb paramétereit. Különösen azt találta, hogy a Jupiter légkörének "nedves" és "száraz" régiói vannak. Egyes "száraz helyeken" a vízgőz tartalma százszor kevesebb volt, mint a légkör egészében. Ezek a "száraz foltok" növekedhettek és csökkenhettek, de folyamatosan ugyanazokra a helyekre kerültek, ami a Jupiter légkörének szisztémás keringését jelzi. A „Galileo” számos zivatart regisztrált , amelyekben a villámok 1000-szer erősebbek voltak, mint a Föld. Sok képet közvetített a Nagy Vörös Foltról  - egy óriási (a Föld átmérőjénél nagyobb) viharról , amelyet több mint 300 éve figyeltek meg. Galilei az Egyenlítő mentén is "forró pontokat" talált. Úgy tűnik, ezeken a helyeken vékony a külső felhőréteg, és melegebb belső vidékek láthatók.

A Galileo adatoknak köszönhetően pontosabb modellek készültek a Jupiter légkörében zajló folyamatokról.

Nagy jelentősége volt a Jupiter műholdjainak tanulmányozásának . A Jupiter pályáján való tartózkodása alatt a Galilei rekordot ért el a Jupiter holdjaihoz közel: Európa  - 201 km ( 1997. december 16. ) [6] , Callisto  - 138 km ( 2001. május 25. ), Io  - 102 km ( 2002. január 17. ) , Amalthea 160 km ( 2002. november 5. ) [1] [2] .

A műholdak felszínéről sok új adatot és részletes képet kaptunk. Megállapítást nyert, hogy az Iónak saját mágneses tere van, az Európa felszíne alatt folyékony víz óceánjának jelenlétére vonatkozó elmélet megerősítést nyert , hipotéziseket fogalmaztak meg a folyékony víz jelenlétéről a Ganümédesz és a Kallistó mélyén . Az Amalthea szokatlan tulajdonságait is azonosították .

A populáris kultúrában

Az eszközt Paul Mazzolini "Tears for Galileo" című dalának , valamint a NaviBand - Galileo (Két ember) csoportnak szentelték. .

Lásd még

• Az első égitestekre való leszállások listája
• Juno (űrhajó)

Jegyzetek

1. ↑ 1 2 3 4 5 Galileo küldetés a Jupiterbe  . NASA tények . JPL. Letöltve: 2015. december 11. Az eredetiből archiválva : 2012. július 10.
2. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A Galileo küldetésének vége (Sajtókészlet  ) . JPL (2003. szeptember 15.). Hozzáférés időpontja: 2015. december 11. Az eredetiből archiválva : 2016. március 5.
3. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 Galileo Telecommunications . DESCANSO Tervezés és teljesítmény összefoglaló sorozat . JPL (2002. július). Letöltve: 2015. december 11. Az eredetiből archiválva : 2020. szeptember 20. (határozatlan)
4. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 Galileo Juptier érkezése (Sajtókészlet  ) . JPL (1995. december). Hozzáférés dátuma: 2015. december 11. Az eredetiből archiválva : 2016. március 4.
5. ↑ Galileo Képgaléria: Comet Shoemaker-Levy 9  (angol)  (downlink) . NASA SSE. Hozzáférés dátuma: 2015. december 11. Az eredetiből archiválva : 2015. november 26.
6. ↑ Európa Plakát  (angol)  (elérhetetlen link) . Galileo a Jupiter 6-nál. NASA JPL (1999). - "Legközelebbi megközelítés az Európa 201 km-hez 1997. december 16-án". Hozzáférés dátuma: 2015. december 11. Az eredetiből archiválva : 2016. március 8.

Irodalom

• Michael Meltzer. Mission to Jupiter: A Galileo Project története  (angolul) . NASA SP-2007-4231 . NASA Történeti Osztály (2007). Letöltve: 2015. december 11.

Linkek

• Galileo Legacy Site archiválva 2015. december 10-én a Wayback Machine -en – a NASA   Galileo Mission oldala
• KÜLDETÉS JUPITERRE. Galileo – A Galileo küldetésének oldala a JPL  honlapján
• Galileo bolygóközi állomás / Naprendszer-kutatási projekt
• "Galileo" élete és halála // "Föld és Univerzum" 3. szám, 2004

Szótárak és enciklopédiák	Nagy katalán Nagy norvég Nagy orosz Britannica (online)
Bibliográfiai katalógusokban	GND : 4292796-1