Galileo

Galileo

Теория

Пролет Вояджеров мимо Юпитера и Сатурна дал нам гигантский обьем информации об

этих планетах-гигант. После анализа этой информации возникла необходимость получения новых данных, причем желательно в динамике. Такую работу мог проделать только аппараты на орбите этих газовых гигантов. Так родилось два проекта - Galileo и Cassini. Однако с выведением АМС на постоянную орбиту вокруг Юпитера или Сатурна возникает одна проблема - как известно станция подходит к обьекту исследования со скоростью , большей скорости убегания. Для того что б выйти на круговую орбиту (ну на самом деле хотя бы сильно элиптическую) надо погасить избыток скорости , обычно это около 10% от начальной скорости. Когда речь идет о Марсе или Венере, с их скоростями убегания 10.3 и 5 км/с, погасить 0,5-1 км/с не очень большая проблема. Но вот Юпитер с его 61 км/с и Сатурн с 37 км/с и соответсвенные 4-6 км/с которые придется сбросить орбитерам этих планет - это уже затруднительно. Это требует увеличения массы топлива, а поскольку желательно нести как можно больше инструментов - поднимает массу аппарата до многих тонн. (стартовая масса "Галилео":3881 кг, "Касини":5860 кг) Такие массы невозможно сразу разогнать к их целям назначения. Значит нужны гравитационные маневры. Для Galileo был выбран вариант разгона типа Венера-Земля-Земля.

АМС с РБ IUS была запущенна 18 Октября 1989 года во время миссии STS-34 c шаттла Atlantis.

На плане вверху видно даты пролетов планет и 2 встречи с астеройдами - Гаспра (Окт.1991), и Ида (Авг.1993).

Техника

Аппарат:Орбитер, стабилизация закруткой секции, (остальная часть не закручена),

система ориентации на (монометил гидразине/АТ), включает 12 10Н двигателей ориентации, 1 400H основной двигатель. Массы:сухая 2,223 kg, полная 2881 kg, включая 995 кг топлива и 119 кг научных инструментов

Подробное техничекое описание "Галилео"

Связь через 2 точечные S-band антенны примерно по 80 bps (160 bps всего вниз) и

через одну 4.8 метра HGA... если б она раскрылась, downlink был бы 120 kbps. Однако 1991.04.11 остронаправленная антенна из проволочной сетки диаметром 4.8 м. не сумела полностью развернуться, что стало катастрофой научных планов. Однако до прилета еще оставалось 4 года, за это время инженеры сумели поднять скорость связи до 160 bps и был разработан план, благодаря которому более 70% научной программы удалось сохранить (а благодаря миссии самого "Галилео" продлению и увеличить в 2 раза).

Энергоснабжение от 2-х радиоизотопных генераторов, 570 Вт в начале, 420 сейчас.

Научная нагрузна

• Near-Infrared Mapping Spectrometer (NIMS) - для изучения метеорологии Юпитера и
особенностей строения поверхностей Юпитерианских спутников.
• Ultraviolet Spectrometer (UVS) - изучение верхних слоев атмосферв Ю. гроз,
полярных сияний колец, извержений вулканов на и ИО, исследования атмосфер спутников Юпитер
• Solid-State Imager (SSI) - видовая камера 800х800 CCD, для памятных фоток на
фоне Юпитера :) :)
• Photopolarimeter (PPR) с кучей задач,
• Magnetometers (MAG) - т.е. их несколько,
обнаружили магнитное поле Ганимеда.
• Dust Detection Experiment (DDE) - распределение пыли вокруг Юпитера,
• Plasma Investigation (PLS) - Изучение плазмы, хм.
• Energetic Particle Detector (EPD) - прежде всего изучения взаимодействия
солнечного ветра и космических лучей с магнитным полем Юпитера
• Plasma Wave Investigation (PWS) - изучение плазменых волн

Galileo Probe

О Galileo Probe надо сказать отдельно - как никак это первый аппарат в атмосфере

Юпитера за последние 100 млн. лет .

Этот зонд полной массой 339 кг имел короткую и тяжелую жизнь . Отделившись от

Galileo 13 Июля 1995 года, когда до Юпитера оставалось 81.6 Млн км он вошел в его атмосферу 7 октября того же года, причем примерно за 15 минут точка входа была сфоторгафированна Hubble Space Telescope.

При входе в атмосферу со скоростью 47.5 км/с аппрат испытывал прегрузки до 228 g(!) и температуру на ТЗП до 14.000 К.

Вход начался на высоте 450 км от т.н. нулевого уровня (уровня с давлением 1 бар)

Через 2.86 минуты зонд затормзился и был выброшен вытяжной парашют, еще через 2

секунды - основной. Высота на тот момент составляла 23 км, давление 0.4 Бар, температура -145 С. через 3 менуты посли начала торможения был сброшен тепловой щит - и начались первые в истории человечества прямые измерения параметров Юпетиреанской атмосферы...

у меня лично дух захватывает, когда я представляю.... бесконечная холодная

планета... бесконечная по ширине, с неизмеримыми глубинами... Процессы царящие на большой глубине... Мощнейшие грозы, магнитные поля... Мда, что-то я в лирику ударился.

Так, вот продолжим, еще через 40 сек. сигнал с зонда был пойман Galileo... А

зонд падал, и уже через 2.6 минуты (время 6.4, давление 1 Бар, высота 0, температура -107 С) достиг "нулевого" уровня. Еще через некоторое время (9.6 мин. 1.6 Бар, -16 км, -80 С) зонд прошел через основной уровень облаков и ветров. Вся научная аппаратура продолжала работать. На 22.5 минуте Зонд должен был пройти через уровень водяных облаков(22.5 мин, 5 Бар, -56 км, 0 С), однако там они обнаружены не были... еще через пол-часа на Galileo Probe начали отказывать приборы, а в точке (61.4 мин, 22 Бар, -146 км, 153 С) сигнал исчез.

Самое время рассказать о самом аппарате

Он представляет собой некую "кастрюлю"(сам зонд) вложеную в ТЗП (конус спереди и сферическая крышка сзади). Конструкция расчитана на экстремальные нагрузки при входе (см выше). Энергоснабжение - одна батарейка на 18 А.-ч. Связь с орбитером через одну S-band всенаправленную антенну на скорости 128 bps. Этим кстати и обьясняется отсутствие видовых камер (маловато 128 bps для передачи снимков).

Зонд несет достаточно обширную научную нагрузку массой 30 кг(полная масса 339

кг, вес СА 121 кг)

• Atmosphere Structure Experiment - измерение давления, температуры, акселерометр для исследования верхних слоев атмосферы и для определения положения аппарата, исследования ветров.
• Probe Mass Spectrometer - ну это, понятно , определение химического состава атмосферы на всем протяжении.
• Helium Abundance Detector - определение соотношения гелия/водород с точностью 0.0015%
• Probe Nephelometer - исследования облаков, их состава, формы и распределения частиц.
• Net Flux Radiometer - измерение потоков потоков лучистой энергии, их соотношения сверху и снизу, изучение внутренних потоков тепла на Юпитере.
• Lightning and Energetic Particles - исследования в области взаимодействия заряженных частиц с атмосфрой Юпа, полярных сияний, радиошумов и гроз.

Немного попозже добавлю ссылки... кому не терпится:

Galileo