Galileo (avaruusalus)

Kokeneet kirjoittajat eivät ole vielä tarkistaneet sivun nykyistä versiota, ja se voi poiketa merkittävästi 19. tammikuuta 2020 tarkistetusta versiosta . tarkastukset vaativat 22 muokkausta .
Galileo
Asiakas NASA
Operaattori NASA
Tehtävät Jupiter -järjestelmän tutkiminen
jänneväli Venus , (951) Gaspra , (243) Ida , Io
Satelliitti Jupiter
laukaisualusta cape canaveral
kantoraketti Atlantis
tuoda markkinoille 18. lokakuuta 1989 22:23:00 UTC
Deorbit 21. syyskuuta 2003 [1] [2]
COSPAR-tunnus 1989-084B
SCN 20298
Tekniset tiedot
Paino 2223 kg [3]
Tehoa 570-490 W [ 3]
Virtalähteet 2 RTG [3]
solarsystem.nasa.gov/… ​(  englanti)
 Mediatiedostot Wikimedia Commonsissa

"Galileo" ( eng.  Galileo ) - NASAn automaattinen avaruusalus (AMS) , joka on luotu tutkimaan Jupiteria ja sen satelliitteja . Nimetty Galileo Galilein mukaan, joka löysi Jupiterin neljä suurinta kuuta vuonna 1610.

Laite laukaistiin vuonna 1989 , vuonna 1995 se saapui Jupiterin kiertoradalle työskennellen siellä vuoteen 2003 [2] . Se oli ensimmäinen Jupiteria kiertävä laite, joka tutki planeettaa pitkään ja pudotti myös laskeutumisluotaimen sen ilmakehään . Asema välitti yli 30 gigatavua tietoa, mukaan lukien 14 tuhatta kuvaa planeettasta ja satelliiteista sekä ainutlaatuista tietoa Jupiterin ilmakehästä.

Historia

Laitteen suunnittelu aloitettiin jo vuonna 1977 , jolloin päätettiin tutkia Jupiterin ilmakehää laskeutumisajoneuvolla . Tehtävän tarkoituksena oli tutkia Jupiterin ilmakehää, satelliitteja ja niiden rakennetta, magnetosfääriä , kuvien siirtoa planeettasta ja sen satelliiteista jne.

Oletettiin, että "Galileo" laukaistaan ​​maan kiertoradalle " avaruussukkulan " avulla ja hajotetaan sitten kiihdytin (ylempi vaihe) " Centaur " avulla kohti Jupiteria. Kuitenkin Challenger-sukkulan räjähdyksen (1986) jälkeen Centauruksen ylemmän vaiheen toimittaminen kiertoradalle avaruussukkulalla kiellettiin. Myöhemmin Galileo laukaistiin kuitenkin Atlantis -sukkulalla ja IUS :n yläasteella .

Pitkän analyysin jälkeen löydettiin lentorata , joka säästää merkittävästi polttoainetta ja mahdollisti ilman Centauruksen ylävaihetta, mutta lisäsi merkittävästi lentoaikaa. Tämä lentorata, nimeltään VEEGA (Venus-Earth-Earth Gravity Assist), käytti sarjaa gravitaatioliikkeitä Venuksen ja Maan gravitaatiokentillä.

Tämän seurauksena laite lensi ensin Venukseen ja ohitti Maan kahdesti ennen kuin meni Jupiteriin, ja lennon kesto planeetalle oli lähes 6 vuotta. Tämän seurauksena Galileo suoritti tutkimusta Venuksesta ja kahdesta asteroidista . Alkuradan muutoksen vuoksi laite tarvitsi lisäsuojaa auringolta. Lisäksi, koska laitetta oli käännettävä tietyllä tavalla lähellä Aurinkoa ollakseen aurinkosuojan varjossa, pääantennin käyttö oli mahdotonta. Siksi päätettiin olla avaamatta sitä ennen kuin laite on siirtynyt pois Auringosta turvalliselle etäisyydelle, ja lisäantenni (pienitehoinen) asennettiin yhteyden ylläpitämiseksi. Mutta pääantenni ei myöhemmin avautunut.

Päätehtävän kustannukset olivat 1,35 miljardia dollaria , mukaan lukien 892 miljoonaa itse avaruusaluksen kehittämiseen [4] . Galileo-operaation kokonaiskustannukset olivat 1,5 miljardia dollaria.

Päätapahtumat [2] :

Oletettiin, että Jupiteriin saapumisen jälkeen Galileo työskenteli kaksi vuotta siirtyen kiertoradalta toiselle lähestyäkseen jokaista suurta satelliittia . Yhteensä kehitettiin 11 kiertorataa. Itse asiassa Galileo "hallitsi" paljon suuremman määrän kiertoratoja tehden 35 kiertoa Jupiterin ympäri 8 vuodessa.

Päätehtävä päättyi 14. joulukuuta 1997 , jota seurasivat laajennetut tehtävät Europa Mission (2 vuotta, 8 kiertorataa, Calliston ja Ion ohitukset ) ja Millennium Mission (1 vuosi, planeetan neljän satelliitin ohitukset) [1] [ 2] .

Rakentaminen

5 metriä korkea laite painoi 2223 kg, sisältäen 118 kg tieteellisiä laitteita, 339 kg laskeutumisajoneuvoa ja 925 kg polttoainetta [3] . Sähkövoimalaitos koostui kahdesta radioisotooppikennosta, joiden alkuteho oli noin 570 W (490 wattia Jupiteriin saapuessaan) [3] (aurinkoakkuja ei käytetty suuren etäisyyden vuoksi Auringosta ).

Laitteeseen asennettiin 4 antennia - pääantenni, pienitehoinen (matalataajuus), vastaanottoantenni kommunikointia varten laskeutumisajoneuvon kanssa ja plasma-aaltoantenni (tieteellisenä instrumenttina) [3] . Pääantenni ei avautunut, ja kommunikointi maan kanssa tehtiin pienitehoisella antennilla [2] . Tietoliikennenopeus oli 160 bit/s 134 Kbit/s sijaan [4] . Tietojen pakkausmenetelmiä kehitettiin (mukaan lukien kuvien tumman avaruuden taustan leikkaaminen), mutta joidenkin kuvien laatua jouduttiin heikentämään. Päätietokoneen kuormitus kasvoi dramaattisesti, ja osa pakkausalgoritmeista suoritettiin Galileo-asennonohjausjärjestelmästä vastaavassa tietokoneessa [4] . Nauhatallennuslaitteen kapasiteetti oli 900 megabittiä, mutta siinä oli myös ongelmia.

Laite oli varustettu 400 newtonin työntövoiman rakettimoottorilla (valmistettu Saksassa ) ja 12 pienellä 10 N:n suuntamoottorilla . Jupiterian kiertoradalle tullessa hidastus suoritettiin pääkoneella ja siirtymiset kiertoradalta toiselle. sääntö, suuntamoottoreiden avulla, vaikka pääkonetta käytettiin myös kahdessa siirtymässä.

Tieteelliset instrumentit

Galileolla oli 11 tieteellistä instrumenttia, ja seitsemän muuta oli laskeutumisluotaimessa [1] .

Laite oli varustettu kameralla , joka tuottaa 800x800 pikselin kuvia [3] . Kamera tehtiin heijastavan teleskoopin periaatteella , työskenteli piiantureiden kanssa ja se oli varustettu erilaisilla suodattimilla tietyllä alueella kuvaamiseen. Kameran spektrialue oli 400-1100 nm (näkyvä alue 400-700 nm). Kammion säteilysuojaus toteutettiin 1 cm:n tantaalipinnoitteella . Galileoon asennetun kameran resoluutio oli 20 kertaa korkeampi kuin Voyagersin kameroiden [ tarkenna ] , joidenkin kuvien kohdalla jopa 1000 kertaa.

Spektrometri lähi-infrapuna-alueen kartoitukseen ( NIMS - Near-Infrared Mapping Spectrometer) mahdollisti korkearesoluutioisen kuvan saamiseksi infrapuna - alueella. Sen avulla oli mahdollista laatia "lämpötilakartat ", tehdä johtopäätöksiä Jupiterin kuiiden pinnan kemiallisesta koostumuksesta ja määrittää myös planeetan ilmakehän lämpö- ja kemialliset ominaisuudet , mukaan lukien sisäkerrokset. NIMS:n tallentamien aaltojen alue vaihteli välillä 700-5200 nm.

Fotopolarimetri on suunniteltu mittaamaan Jupiterista ja sen satelliittien pinnalta heijastuneen/sironneen valon voimakkuutta ja polarisaatiota . Laite suoritti samanaikaisesti polarimetrin , fotometrin ja radiometrin toimintoja. Fotopolarimetrin avulla tehtiin arvioita sekä ilmakehän koostumuksesta ja rakenteesta että lämpö- ja heijastuneen säteilyn virroista. Polarimetri tallensi sähkömagneettisia aaltoja, joiden pituus oli jopa 110 nm.

Ultraviolettispektrometri toimi aallonpituusalueella 54 - 128 nanometriä ja ylimääräinen ultraviolettispektrometri - 113 - 438 nanometriä. Näitä instrumentteja käytettiin Jupiterin ja Ion ympärillä olevien ilmakehän kaasujen, revontulien , ilmakehän hehkujen ja ionisoidun plasman karakterisointiin. Lisäksi ultraviolettispektrometrit mahdollistivat aineiden fysikaalisen tilan määrittämisen satelliittien pinnalla: huurre, jää, hiekkainen aine jne.

Useita instrumentteja (suurienerginen hiukkasdetektori jne.) käytettiin pääasiassa Jupiterin magnetosfääriin tulevan plasman tutkimiseen. Pölyhiukkasilmaisin rekisteröi 10–7–10–16 gramman painoisia hiukkasia ulkoavaruudessa ja Jupiterin kiertoradalla . Myös taivaallisia mekaanisia ja radiokokeita suoritettiin (radiosignaalin kulkemisesta ionosfäärin ja ilmakehän läpi).

Laskeutuva ajoneuvo

339 kg painava ja noin metrin kokoinen laskeutumisajoneuvo oli varustettu laskuvarjojärjestelmällä , radiolähettimellä viestintää varten Galileon kanssa ja seitsemällä tieteellisellä instrumentilla. Sillä ei ollut vastaanottoantennia eikä omia moottoreita [3] . Litium-rikkiakku tuotti jopa 730 Wh energiaa [4] .

Tieteellisten instrumenttien sarja, joiden kokonaismassa oli 30 kg [4] , sisälsi:

Tieteellinen tutkimus

Asteroidivyöhykkeellä ollessaan Galileo lähestyi Gaspraa ja lähetti ensimmäiset lähikuvat takaisin Maahan. Noin vuotta myöhemmin Galileo ohitti asteroidin Ida ja löysi sen satelliitin nimeltä Dactyl.

Komeetta Shoemaker-Levy 9 osui Jupiteriin heinäkuussa 1994 . Sirpaleiden törmäyspisteet olivat Jupiterin eteläisellä pallonpuoliskolla, maapalloa vastakkaisella pallonpuoliskolla, joten törmäyshetket havaittiin visuaalisesti vain Galileo-avaruusaluksella, joka oli 1,6 AU:n etäisyydellä . esim. Jupiterista.

Joulukuussa 1995 laskeutuja astui Jupiterin ilmakehään . Luotain työskenteli ilmakehässä noin tunnin ajan laskeutuen 130 kilometrin syvyyteen. Mittausten mukaan pilvien ulkotasolle oli ominaista 1,6 ilmakehän paine ja -80 °C lämpötila; 130 km syvyydessä - 24 ilmakehää, +150 °C. Pilvien tiheys oli odotettua pienempi, ja odotettu vesihöyrypilvikerros puuttui.

Galileo tutki yksityiskohtaisesti Jupiterin ilmakehän dynamiikkaa ja muita planeetan parametreja. Erityisesti hän havaitsi, että Jupiterin ilmakehässä on "märkiä" ja "kuivia" alueita. Joissakin "kuivissa paikoissa" vesihöyrypitoisuus oli 100 kertaa pienempi kuin ilmakehässä kokonaisuudessaan. Nämä "kuivat paikat" saattoivat kasvaa ja pienentyä, mutta ne päätyivät jatkuvasti samoihin paikkoihin, mikä viittaa Jupiterin ilmakehän systeemiseen kiertoon. "Galileo" rekisteröi lukuisia ukkosmyrskyjä , joissa salama oli 1000 kertaa voimakkaampi kuin maapallo. Hän välitti monia kuvia Suuresta punaisesta pisteestä  - jättiläismyrskystä (suurempi kuin maan halkaisija), jota on havaittu yli 300 vuotta. Galileo löysi myös "kuumia kohtia" päiväntasaajalta. Ilmeisesti näissä paikoissa ulompi pilvikerros on ohut ja kuumempia sisäalueita näkyy.

Galileo-tietojen ansiosta rakennettiin tarkempia malleja Jupiterin ilmakehässä tapahtuvista prosesseista.

Erittäin tärkeitä olivat Jupiterin satelliittien tutkimukset . Oleskellessaan Jupiterin kiertoradalla Galileo ylitti ennätyksen lähellä Jupiterin kuita: Europa  - 201 km ( 16. joulukuuta 1997 ) [6] , Callisto  - 138 km ( 25. toukokuuta 2001 ), Io  - 102 km ( 17. tammikuuta 2002 ) , Amalthea 160 km ( 5. marraskuuta 2002) [1] [2] .

Satelliittien pinnasta saatiin paljon uutta tietoa ja yksityiskohtaisia ​​kuvia. Havaittiin, että Iolla on oma magneettikenttä , teoria nestemäisen veden valtameren läsnäolosta Europan pinnan alla vahvistettiin , tehtiin hypoteeseja nestemäisen veden esiintymisestä Ganymeden ja Calliston syvyyksissä . Amalthean epätavallisia ominaisuuksia on myös tunnistettu .

Galileon ottamia kuvia Jupiterin kuista

Populaarikulttuurissa

Laite oli omistettu Paul Mazzolinin kappaleelle "Tears for Galileo" sekä NaviBand-ryhmälle - Galileo (Kaksi henkilöä) .

Katso myös

Muistiinpanot

  1. ↑ 1 2 3 4 5 Galileo- tehtävä Jupiteriin  . NASA Faktat . JPL. Haettu 11. joulukuuta 2015. Arkistoitu alkuperäisestä 10. heinäkuuta 2012.
  2. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Galileo End of Mission (Press Kit  ) . JPL (15. syyskuuta 2003). Käyttöpäivä: 11. joulukuuta 2015. Arkistoitu alkuperäisestä 5. maaliskuuta 2016.
  3. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 Galileo Telecommunications . DESCANSO Suunnittelun ja suorituskyvyn yhteenvetosarja . JPL (heinäkuu 2002). Haettu 11. joulukuuta 2015. Arkistoitu alkuperäisestä 20. syyskuuta 2020.
  4. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 Galileo Juptierin saapuminen (Press Kit  ) . JPL (joulukuu 1995). Käyttöpäivä: 11. joulukuuta 2015. Arkistoitu alkuperäisestä 4. maaliskuuta 2016.
  5. ↑ Galileo-kuvagalleria: Comet Shoemaker-Levy 9  (englanniksi)  (downlink) . NASA SSE. Käyttöpäivä: 11. joulukuuta 2015. Arkistoitu alkuperäisestä 26. marraskuuta 2015.
  6. ↑ Europa-juliste  (englanniksi)  (linkki ei ole käytettävissä) . Galileo Jupiter 6:ssa. NASA JPL (1999). - "Lähin lähestyminen Europaan 201 km 16. joulukuuta 1997". Käyttöpäivä: 11. joulukuuta 2015. Arkistoitu alkuperäisestä 8. maaliskuuta 2016.

Kirjallisuus

Linkit

  Siirry Wikidata-kohteeseen  Sanakirjat ja tietosanakirjat
Bibliografisissa luetteloissa
 Jupiterin tutkimus avaruusaluksilla
Lentoradalta
kiertoradalta
Laskeutumisluotaimet
Tulevat tehtävät
Peruutetut tehtävät
Katso myös
  Asteroidien tutkiminen automaattisilla planeettojenvälisillä asemilla
Lentäminen
kiertoradalta
Landers
Kehitetty
Tutkitut
asteroidit
Aktiiviset AMC:t on merkitty lihavoidulla
  Aurinkokunnan avaruustutkimus
Muiden planeettojen tutkiminen
Luettelot
Esineet muilla planeetoilla