Знаймо

Додати знання

приховати рекламу

Цей текст може містити помилки.

Галілео (КА)


Galileo encounter with Io.gif

План:


Введення

"Галілео" ( англ. Galileo ) - Автоматичний космічний апарат НАСА, створений для дослідження Юпітера і його супутників. Апарат був запущений в 1989 і пропрацював до 2003. Це був перший (і поки єдиний) апарат, що вийшов на орбіту Юпітера, який вивчав планету тривалий час і скинув в її атмосферу спускний зонд. Станція передала понад 30 гігабайт інформації, включаючи 14 000 зображень планети і супутників, а також унікальну інформацію про атмосферу Юпітера. Назва станції пов'язано з тим, що саме Галілео Галілей відкрив чотири супутники Юпітера в 1610.


1. Історія

  • "Галілео" на стадії тестування

  • Запуск "Галілео" з борту "Атлантіса"

Проектування апарату почалося ще в 1977, коли було прийнято рішення про вивчення атмосфери Юпітера за допомогою апарату, що спускається. Метою місії було вивчення атмосфери Юпітера, супутників та їх будови, магнітосфери, передача зображень планети і її супутників і пр.

Передбачалося, що "Галілео" буде виведений на земну орбіту за допомогою " шаттла ", а потім розігнаний за допомогою прискорювача" Кентавр "в бік Юпітера. Однак після загибелі" Челленджера "доставка" Кентавра "на орбіту за допомогою" шатла "була заборонена. Після тривалого аналізу була знайдена траєкторія польоту, значно економлячи паливо і дозволяла обійтися без" Кентавра ". Ця траєкторія, яку назвали VEEGA (Venus-Earth-Earth Gravity Assist) , використовувала тяжіння Венери і Землі для здійснення гравітаційних маневрів.

В результаті, апарат полетів спочатку до Венері і 2 рази пройшов мимо Землі, перш ніж вийти на траєкторію до Юпітера, а тривалість польоту до планети склала майже 6 років. В результаті "Галілео" провів дослідження Венери і двох астероїдів. Через зміни первісної траєкторії апарату потрібна додаткова солнцезащита. Крім того, оскільки поблизу Сонця апарат повинен був бути повернений певним чином, щоб перебувати в тіні сонцезахисту, то використання основної антени було неможливо. Тому вирішено було не розкривати її, поки апарат не відійде від Сонця на безпечну відстань, а для підтримки зв'язку була встановлена ​​додаткова антена (малопотужна). Але основна антена згодом так і не розкрилася.

Сумарні витрати на місію "Галілео" склали 1,5 млрд дол

Основні події:

  • В 1990 пролетів мимо Венери, провівши ряд досліджень цієї планети.
  • Передбачалося, що після прибуття до Юпітера "Галілео" пропрацює два роки, переходячи з однієї орбіти на іншу з метою зближення з кожним з великих супутників. Всього було розроблено 11 орбіт. В дійсності "Галілео" "освоїв" набагато більше число орбіт, зробивши 35 витків навколо Юпітера протягом 8 років.
  • 21 вересня 2003, після 14 років польоту і 8 років досліджень системи Юпітера, місія "Галілео" була завершена. Апарат був посланий в атмосферу Юпітера зі швидкістю близько 50 км / с з метою уникнути можливості занесення мікроорганізмів з Землі на супутники Юпітера. Він розплавився у верхніх шарах атмосфери.

2. Опис апарату

Схема

Апарат заввишки 5 метрів важив 2223 кг, в тому числі 118 кг наукового обладнання, 339 кг - спускний апарат, 925 кг палива. Електроенергетична установка складалася з двох радіоізотопних елементів потужністю близько 500 Вт (сонячні батареї не застосовувалися зважаючи на великий відстані від Сонця).

На апараті було встановлено 4 антени - основна, малопотужна і приймальня для зв'язку з спускаються. Основна антена не розкрилася, і зв'язок із Землею здійснювалася за допомогою малопотужної антени. Швидкість зв'язку склала 160 біт / с замість 134 Кбіт / с. Були розроблені методи стиснення інформації (включаючи обрізання темного космічного фону знімків), проте якість деяких знімків довелося зменшити. Навантаження на основний комп'ютер різко зросла, і частково алгоритми стиснення виконувалися на комп'ютері, відповідальному за систему орієнтації "Галілео". Стрічкове пристрій зберігання інформації мало ємність 900 мегабіт, проте з ним також виникли проблеми.

Енергію для апарату виробляли два радіоізотопні установки загальною потужністю 570 ват (490 ватів при прибутті до Юпітера).

Апарат був оснащений ракетним двигуном тягою в 400 ньютонів (зробленим у ФРН) і 12-ю малими двигунами орієнтації по 10 Н. Гальмування при заході на юпітеріанскую орбіту здійснювалося за допомогою основного двигуна, а переходи з однієї орбіти на іншу, як правило, за допомогою двигунів орієнтації, хоча в двох переходах використовувався і основний двигун.

"Галілео" ніс 11 наукових інструментів, і ще 7 перебували на спусковому зонді.

Апарат був обладнаний камерою, що дає зображення 800х800 пікселів. Камера зроблена за принципом телескопа-рефлектора, працювала за допомогою кремнієвих сенсорів і була обладнана різними фільтрами для зйомки в тому чи іншому діапазоні. Спектральний діапазон камери становив від 0,4 до 1,1 мікрометра (видимий діапазон 0,4-0,7 мкм). Радіаційний захист камери виконувало 1-сантиметрове танталові покриття. Дозвіл камери, встановленої на "Галілео", в 20 разів перевищувало показник камер " Вояджер ", а для деяких знімків - до 1000 разів.

Спектрометр для картування в ближній інфрачервоній області (NIMS) дозволяв отримувати картинку високого дозволу в інфрачервоному діапазоні. З його допомогою можна було складати "температурні карти", робити висновки про хімічний склад поверхні супутників Юпітера, а також визначати теплові та хімічні характеристики атмосфери планети, включаючи внутрішні шари. Діапазон хвиль, що реєструються NIMS, становив від 0,7 до 5,2 мкм.

Фотополяриметром був покликаний вимірювати інтенсивність і поляризацію світла, відбитого / розсіяного від Юпітера і поверхні його супутників. Прилад одночасно виконував функції поляриметра, фотометра і радіометра. За допомогою фотополяриметра робилися оцінки, що стосуються як складу і структури атмосфери, так і потоків теплового і відбитого випромінювання. Поляриметр реєстрував електромагнітні хвилі довжиною до 110 мкм.

Ультрафіолетовий спектрометр працював в діапазоні хвиль від 54 до 128 нанометрів, а додатковий ультрафіолетовий спектрометр - від 113 до 438 нанометрів. За допомогою цих приладів визначалися характеристики атмосферних газів, полярних сяйв, атмосферних свічень і іонізованої плазми навколо Юпітера і Іо. Крім того, ультрафіолетові спектрометри дозволяли визначати фізичний стан речовин на поверхні супутників: іній, лід, пескообразная субстанція і т. п.

Ряд приладів (детектор частинок високих енергій і ін) використовувався, головним чином, для вивчення плазми, що входить в магнітосферу Юпітера. Детектор пилових частинок реєстрував частки масою від 10 -7 до 10 -16 грама в космічному просторі і на орбіті Юпітера. Проводилися також небесномеханіческіе і радіоексперіменти (по проходженню сигналу через іоносферу і атмосферу).

Спусковий апарат, масою 339 кг і розміром близько метра, був обладнаний парашутної системою, радіопередавачем для зв'язку з "Галілео" та сім'ю науковими приладами. На ньому не було приймальної антени і власних двигунів. В комплект приладів входили:

  • прилад для визначення структури атмосфери (вимірювання температури, тиску і щільності протягом спуску);
  • мас-спектрометр (визначення хімічного складу атмосфери);
  • нефелометр (вивчення структури хмар і характеру складових їх частинок);
  • прилад для реєстрації блискавок, вимірювання радіоеміссій та реєстрації заряджених частинок;
  • прилад для точного вимірювання частки гелію в атмосфері;
  • прилад для реєстрації потоків випромінювання та енергії в атмосфері;
  • використання радіопередавача для вимірювання швидкості вітру по доплеровскому ефекту.

3. Наукові дослідження

Мозаїчне зображення астероїда Гаспра
Астероїд Іда з супутником Дактиль

Перебуваючи в поясі астероїдів, "Галілео" зблизився з астероїдом Гаспра і послав на Землю перші знімки, зроблені з близької відстані. Близько року тому "Галілео" пройшов повз астероїда Іда і виявив у нього супутник, названий дактилем.

В 1994 на поверхню Юпітера впала комета Шумейкера - Леві. Галілео зміг спостерігати процес з близької відстані.

У грудні 1995 спускний апарат увійшов в атмосферу Юпітера. Зонд пропрацював в атмосфері приблизно протягом години, опустившись на глибину 130 км. Згідно вимірам, зовнішній рівень облікової характеризувався тиском в 1,6 атмосфери і температурою -80 С; на глибині 130 км - 24 атмосфери, +150 C. Щільність хмар виявилася нижче очікуваної, передбачуваний шар хмар з водяної пари був відсутній.

"Галілео" докладно дослідив динаміку атмосфери Юпітера та інші параметри планети. Зокрема, він виявив, що атмосфера Юпітера має "мокрі" і "сухі" області. У деяких "сухих плямах" зміст водяної пари було в 100 разів менше, ніж в атмосфері в цілому. Ці "сухі плями" могли збільшуватися і зменшуватися, проте вони постійно опинялися на одних і тих же місцях, що говорить про системність циркуляції атмосфери Юпітера. "Галілео" зареєстрував численні грози з блискавками в 1000 разів могутніше земних. Передав безліч знімків Великого Червоного Плями - гігантського шторму (розміром перевищує діаметр Землі), який спостерігають вже 300 років. "Галілео" також виявив "гарячі плями" вздовж екватора. Мабуть, у цих місцях шар зовнішніх хмар тонкий, і можна бачити більш гарячі внутрішні області.

Завдяки даними "Галілео" були побудовані більш точні моделі процесів, що відбуваються в атмосфері Юпітера.

Велике значення мали дослідження супутників Юпітера. За час свого перебування на орбіті Юпітера "Галілео" проходив рекордно близько до супутників Юпітера: Европа - 201 км ( 16 грудня 1997), Каллісто - 138 км ( 25 травня 2001), Іо - 102 км ( 17 січня 2002), Амальтея 160 км ( 5 листопада 2002).

Було отримано безліч нових даних і докладні знімки поверхні супутників. Було встановлено, що Іо володіє власним магнітним полем, підтверджена теорія про наявність океану рідкої води під поверхнею Європи, висловлені гіпотези про наявність рідкої води в надрах Ганімеда і Каллісто. Також були визначені незвичайні характеристики Амальтеї.

Знімки супутників Юпітера, зроблені "Галілео"

Цей текст може містити помилки.

Схожі роботи | скачати

Схожі роботи:
Галілео
Галілей, Галілео
Галілео (супутникова система навігації)
© Усі права захищені
написати до нас
Рейтинг@Mail.ru