У этого термина существуют и другие значения, см.
Галилео
.
≪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.
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.
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
[6]
.
Суммарные расходы на миссию ≪Галилео≫ составили 1,5 млрд долл.
Основные события
[2]
:
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.
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
[6]
.
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≫
[6]
.
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.
≪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
≫
[
]
, 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 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
[6]
.
В комплект научных приборов общей массой 30 кг
[6]
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
.
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)
[8]
,
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
.
Аппарату была посвящена песня
Пола Мадзолини
≪Tears for Galileo≫,
а также группы NaviBand ? Галилео (Два человека)
[
источник не указан 1100 дней
]
.
Исследование Юпитера космическими аппаратами
|
---|
С пролётной траектории
| |
---|
С орбиты
| |
---|
Спускаемые зонды
| |
---|
Будущие миссии
| |
---|
Отменённые миссии
| |
---|
См. также
| |
---|
|
---|
Пролётные
| |
---|
С орбиты
| |
---|
Спускаемые
| |
---|
Разрабатываемые
| |
---|
Исследованные
астероиды
| |
---|
Жирным
обозначены действующие АМС
|
|
---|
Исследования других планет
| |
---|
Списки
| |
---|
Объекты на других планетах
| |
---|