americká planetární sonda From Wikipedia, the free encyclopedia
Galileo byla americká planetární sonda, určená k průzkumu planety Jupiter, jejího okolí a systému jejích měsíců, především čtyř velkých tzv. Galileových. Sonda byla pojmenována na počest renezančního italského vědce a technika Galilea Galileiho, který objevil čtyři největší měsíce Jupiteru.
| Galileo | |||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
 | |||||||||||||||||||||||
 | |||||||||||||||||||||||
| Pojmenováno po | Galileo Galilei | ||||||||||||||||||||||
| COSPAR | 1989-084B | ||||||||||||||||||||||
| Katalogové číslo | 20298 | ||||||||||||||||||||||
| Start | 18. října 1989 | ||||||||||||||||||||||
| Kosmodrom | Eastern Test Range | ||||||||||||||||||||||
| Nosná raketa | raketoplán Atlantis | ||||||||||||||||||||||
| Stav objektu | zanikl v atmosféře Jupiteru | ||||||||||||||||||||||
| Zánik | Zánik | ||||||||||||||||||||||
| Zánik | 21. září 2003 | ||||||||||||||||||||||
| Provozovatel | USA, NASA-JPL | ||||||||||||||||||||||
| Výrobce | USA, Hughes Aircraft | ||||||||||||||||||||||
| Druh | planetární sonda | ||||||||||||||||||||||
| Hmotnost | vzletová 5712 kg družicová část 2668 kg atmosférická sonda 335 kg | ||||||||||||||||||||||
| Přístroje | |||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||
| Oficiální web | Domovská stránka | ||||||||||||||||||||||
| Některá data mohou pocházet z datové položky. | |||||||||||||||||||||||
Start sondy byl naplánován na 18. října 1989, tehdy sonda vzlétla společně s misí STS-34. K Jupiteru pak úspěšně dorazila 7. prosince 1995. Po následující léta zkoumala Jupiter a jeho měsíce. Ukončena byla až 21. září 2003, kdy vstoupila do atmosféry Jupiteru a shořela.
Sondu postavila firma Hughes Aircraft Corp., Los Angeles, CA (USA), přístrojové vybavení koordinovala NASA Jet Propulsion Laboratory (JPL), Pasadena, CA (USA), která ji též provozovala pro NASA Headquarters, Office of Space Science and Applications (OSSA), Washington, DC (USA) a Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), Köln am Rhein (Německo).
Během vzletu sestávala z družicové části, která později byla navedena na oběžnou dráhu kolem Jupiteru, a malé atmosférické sondy Galileo Atmosphery Probe (označení COSPAR 1989-084E), určené pro přímý průzkum vrchní atmosféry této planety.
Družicovou část tvořila rotací 3,25 až 10,5 obr/min nebo tříose stabilizovaná sonda typu HS-373 o maximální průměru 4,6 m a výšce 9 m. Sestávala ze dvou úseků spojených otočným propojovacím uzlem se servosystémem SBA (Spin-Bearing Assembly), a to:
Na spodní straně stabilizovaného úseku byla usazena kuželovitá atmosférická sonda (popis viz dále). Na bocích přístrojového úseku byla zavěšena tři výklopná ramena. Nejdelší o délce 10,9 m neslo čidla magnetometrů umístěná na jejím konci a v jejím středu a antény detektoru plazmových vln, dvě kratší o délce 5 m pak nesla dva radioizotopové termoelektrické generátory RTG (Radioisotope Thermoelectric Generator) s celkem 25 kg oxidu plutoničitého 238PuO2 pro dodávku elektrické energie (příkon na počátku letu 570 W). Družicová část nesla tyto přístroje:
Přístroje pro studium magnetických polí a korpuskulárního záření byly umístěné na dlouhém výklopném rameni či na jeho základně, byly to:
Systémy sondy byly řízeny palubním počítačem s 16bitovým mikroprocesorem ATAC-16MS. Pro záznam naměřených vědeckých dat sloužila magnetopásková paměť s kapacitou 900 Mbit. Hlavní telemetrický systém pracující v pásmu X (8,422 GHz) měl pracovat přes velkou parabolickou anténu (typická rychlost přenosu od Jupiteru 134 kbit/s). Záložní telemetrický systém pracující v pásmu S (2,297 GHz) využíval dvě všesměrové antény, z nichž jedna byla umístěna na konci centrálního stěžně parabolické antény, druhá na jednom výklopném rameni s RTG. Povelový přijímač pracoval v pásmu S (2,115 GHz). Spojení s atmosférickou sondou se provozovalo v pásmu L. Pro navedení na dráhu kolem Jupiteru sloužil hlavní motor S400 o tahu 400 N na dvousložkové hypergolické kapalné pohonné látky (monomethylhydrazin a oxid dusičitý, celkem 925 kg) skladované ve čtyřech nádržích s přetlakovou dopravou stlačeným héliem. Pro běžné korekce dráhy sloužil systém 12 motorků o tahu 10 N zásobovaných ze stejných nádrží.
Pro spojení se sondou se využívaly pozemní stanice systému DSN (Deep Space Network). Hlavní řídicí středisko se nacházelo v areálu NASA Jet Propulsion Laboratory (JPL), Pasadena, CA (USA).
Atmosférická sonda měla tvar kužele o maximálním průměru 1,25 m a výšce 0,86 m. Z celkové hmotnosti připadalo 152 kg na ablativní tepelný štít z fenolové pryskyřice, který kryl větší část povrchu. Mohl vydržet krátkodobě teploty až 14 000 °C a izoloval 65× dokonaleji než domácí termoska. Na palubě byly umístěny následující experimenty, jako užitečné zatížení o celkové hmotnosti 28 kg:
Sestupový systém sestával z brzdícího a stabilizačního padáku a nosného padáku z dakronu a kevlaru o průměru 2,5 m. Elektrickou energii dodávaly lithiumsulfonylové akumulátory s celkovou kapacitou 21 Ah, vlastní raketový pohon nebyl instalován. Životnost pouzdra omezovaly:
Přenos dat na mateřskou sondu se uskutečňoval na dvou frekvencích v pásmu L (1,3870 a 1,3871 GHz, rychlost přenosu 256 bit/s). Ultrastabilní oscilátor udržoval konstantní frekvenci signálů, takže z Dopplerova posuvu bylo možné odvodit data o rychlosti větru a směru pohybu pouzdra.
.jpg)
Kompletní sonda vzlétla z kosmodromu Kennedy Space Center na Floridě 18. října 1989 v 16:53:40 světového času (UT) na palubě raketoplánu Atlantis při letu STS-34. Ve 23:15:03 UT téhož dne byla společně s dvoustupňovou urychlovací raketou IUS vypuštěna z nákladového prostoru raketoplánu Atlantis na samostatnou dráhu. V 00:24 UT dne 19. října 1989 byla po devítiminutové práci IUS navedena na meziplanetární dráhu směrem k Venuši.
Vzhledem k nepostačujícímu výkonu IUS bylo totiž nutno použít k přeletu k Jupiteru velmi komplikované dráhy, označované VEEGA (Venus-Earth-Earth Gravity Assist) s postupnými gravitačními manévry u Venuše a dvou u Země.
Dne 10. února 1990 v 05:58:48 UT, pouhých 18 sekund před plánovaným okamžikem, prolétla sonda ve vzdálenosti 21 493 km od středu planety Venuše (přibližně 16 000 km nad jejím povrchem). Chyba zacílení nepřevyšovala 5 km. Gravitačním manévrem se zvýšila rychlost sondy o 3,59 km/s (plán 2,2 km/s). Během průletu bylo pořízeno 81 snímků oblačnosti, které byly zaznamenány do palubní paměti. Tři z nich byly ve velmi zpomaleném módu odvysílány přes všesměrovou anténu ihned. Byly pořízeny též infračervené snímky Venuše přístrojem NIMS. Přístroj PWS detekoval elektromagnetické pulsy pocházející od Venuše.
Dne 8. prosince 1990 ve 20:34:34 UT sonda prolétla v minimální vzdálenosti 938 km (plán 949 km) kolem Země. Chyba v čase průletu byla přibližně 0,5 s. Gravitačním manévrem byla zvýšena o 5,2 km/s heliocentrická rychlost sondy. Přístroje PWS detekovaly radiační pásy Země, NIMS pozoroval oblaka v atmosféře a UVS stav ozónové vrstvy v oblasti jižního pólu.
Dne 11. dubna 1991 byl na sondu vyslán povel k rozevření velké parabolické antény. Telemetrická data však ukázala, že tři až pět z 18 žeber z grafitového laminátu zůstalo přichyceno k centrální tyči. To znamenalo omezení přenosové kapacity sondy a redukci především obrazových dat.
Dne 29. října 1991 ve 22:36:40 UT sonda proletěla ve vzdálenosti 1 600 km od planetky (951) Gaspra, přičemž dosažená přesnost navigace byla lepší než 5 km a 1,5 s. Podařilo se pořídit celkem 150 fotografií, které byly uloženy do palubní paměti a byly později vyslány při přiblížení k Zemi v prosinci 1992. Ze snímků vyplynulo, že planetka má nepravidelný tvar o rozměrech 18×10×9 km a dobu rotace 7 h. Detektor mikrometeoroidů DDS nezaregistroval v okolí planetky zvýšení počtu prachových částic očekávané podle některých teorií. Tepelná setrvačnost povrchu stanovená z měření spektrometrem NIMS [=Near-Infrared Mapping Spectrometer] potvrdila přítomnost slabé, asi 1 m silné vrstvy regolitu. Největší z asi 600 pozorovaných kráterů má průměr 1,5 km. Magnetometr během průletu kolem planetky zaregistroval malé změny meziplanetárního magnetického pole.
Dne 8. prosince 1992 v 15:09 UT sonda prolétla nad jižní částí Atlantského oceánu ve vzdálenosti jen 304 km od zemského povrchu. Tímto manévrem byla zvýšena její rychlost o 3,7 km/s (výsledná heliocentrická rychlost 38,99 km/s) a bylo tak zajištěno, že sonda dosáhne planety Jupiter. Průlet byl mimořádně přesný (odchylka jen 0,7 km), takže se podařilo ušetřit značné množství pohonných látek. Průletu bylo využito k vědeckému výzkumu Země, při kterém se uplatnila jak kamera SSI (70 snímků jihoamerických And a Kordiller mělo rozlišení až 10 m), tak spektrometr NIMS pro studium horních vrstev atmosféry. Nad Antarktidou byla zjištěna stratosférická oblaka s ledovými krystalky o rozměrech kolem 20 μm, katalyzující zřejmě destrukci ozónové vrstvy. Také pozorování spektrometrem UVS byla cenná pro studium problematiky ozónové díry.
Dne 28. srpna 1993 v 16:52 UT sonda prolétla ve vzdálenosti 2 410 km (navigační odchylka pouhých 40 km, 4 s) od planetky (243) Ida relativní rychlostí 12,4 km/s. Podle získaných údajů má rozměry 56×54×21 km a periodu rotace 4 h 38 min. Celkem bylo získáno asi 150 snímků. Spektrometr NIMS potvrdil přítomnost vrstvy regolitu a skutečnost, že planetka je složena z více různých objektů. V únoru 1994 byl na snímcích identifikován malý satelit této planetky, předběžně označený 1993 (243) 1[1] a později pojmenovaný Dactyl.[2] Má vejčitý tvar o rozměru 1,6×1,4×1,2 km a byl zaznamenán ve vzdálenosti kolem 90 km od mateřského tělesa. Detailní snímek s rozlišením 39 m, pořízený 4 min před průletem a vyslaný na Zemi 8. června 1994 na něm ukazuje desítky kráterů větších než 80 m (maximální průměr 300 m). Zajímavé bylo rovněž zjištění, že meziplanetární magnetické pole bylo v okolí planetky porušené, podobně jako u planetky (951) Gaspra.
Ve dnech 17. až 22. července 1994 se sonda, v té době vzdálená 238 mil. km od Jupiteru, podílela na snímkování pádu komety Shoemaker-Levy 9 do atmosféry Jupiteru společně s pozemními observatořemi a kosmickým dalekohledem HST.
Dne 13. července 1995 v 05:30 UT se od mateřské sondy oddělilo atmosférické pouzdro. V té době byla sonda na cestě 2 240 dní a nacházela se 82,5 mil. km od Jupiteru a 664 mil. km od Země.
Dne 7. prosince 1995 v 17:45:44 UT sonda prolétla ve vzdálenosti 892 km od povrchu měsíce Io. Šlo o kritický okamžik celé výpravy, protože gravitační manévr u tohoto měsíce byl nutný pro zbrzdění asi o pětinu potřebné změny rychlosti (175 m/s). Velmi záleželo na přesnosti průletu, protože při větší vzdálenosti by bylo zapotřebí příliš velké množství pohonných látek, které by při pozdější činnosti družicového modulu chybělo. Výsledek byl perfektní. Ve 21:53 UT sonda prolétla perijovem dráhy ve vzdálenosti 214 570 km nad horní hranicí oblačnosti Jupiteru, 285 590 km od středu planety. Ve 22:06 UT sonda přijala první signály z atmosférického pouzdra. Signál, předaný dále, letěl k Zemi 52 min.
Dne 7. prosince 1995 ve 22:04:05 UT vstoupila atmosférická sonda do atmosféry rychlostí 47 km/s nad terminátorem v rovníkové oblasti Jupiteru (6,57° s. š., 4,94° z. d.) pod úhlem 8,6° k horizontále (úhel o 1,5° menší by vedl k odrazu do prostoru, o 1,5° větší k předčasnému shoření).
Během první minuty dosáhlo přetížení asi 230 G a tepelný štít se rozžhavil na 14 000 °C. Během další minuty rychlost poklesla asi na 0,5 km/s, tj. pod hranici místní rychlosti zvuku. Maximální dynamické zatížení dosáhlo 5×105 N/m2, tepelné 42 kW/cm2. Odtavilo se 85 kg ablativního ochranného štítu z fenolových pryskyřic. Začátek měření byl o 53 s opožděn a začal na úrovni atmosférického tlaku 350 hPa místo 100 hPa. Ve 22:06 UT byl v hloubce asi 40 km uvolněn nejprve brzdicí a stabilizační padák a několik sekund poté i nosný padák. Pak se oddělil ohořelý tepelný štít, vyklopilo se rameno s nefelometrem a 3 minuty po vstupu do atmosféry se pouzdro zvolna kolébalo na padáku a zahájilo vysílání směrem k družicové části, nacházející se v té době ve výšce 215 000 km. Za místního večerního soumraku prolétalo hnědou mlhou, než se ponořilo do bílých oblaků ztuhlého čpavku. Konečně ve 22:58 UT byl na Zemi přijat s napětím očekávaný signál potvrzující zahájení vysílání atmosférického pouzdra. Kolem 22:45 UT se již sonda nacházela v hloubce kolem 80 km (okolní tlak asi 0,8 MPa), kde teplota dosahovala 37 °C a o deset minut později již v hloubce asi 95 km, svíráno tlakem 1 MPa.
Ve 23:04 UT atmosférická sonda ukončila vysílání. Maximální hloubka, kam se mohlo pouzdro dostat, byla 163 km, kde byla teplota asi 193 °C a tlak 3 MPa. Ve skutečnosti pouzdro vysílalo 57,6 minut, tzn. dosáhlo úrovně teploty 152 °C a tlaku 2,3 MPa, což odpovídalo hloubce kolem 130 km. Kolem 23:49 UT podle odhadů zanikl padák.
Technici odhadli, že asi v 00:30 UT následujícího dne zanikly části atmosférické sondy vyrobené z hliníkových slitin, později i kostra z titanových slitin a nejpozději kolem 07:00 UT pouzdro definitivně přestalo existovat.
Bezprostředně poté začal manévr JOI (Jupiter Orbit Insertion), který se uskutečnil podle předem přijatých instrukcí a kterým mateřská sonda přešla na oběžnou dráhu kolem planety Jupiter. Dne 8. prosince 1995 od 00:27 do 01:16 UT byl zapojen hlavní motor sondy, který zajistil navedení na oběžnou dráhu kolem Jupiteru snížením rychlosti o 644,4 m/s. Sonda se po manévru JOI pohybovala po velmi protáhlé eliptické oběžné dráze se sklonem 5,30° k rovníku planety, s dobou oběhu 198,62 dne. Výška perijova činila 211 489 km a apojova 19 276 188 km. Během zákrytu sondy za planetou se pod dohledem stanice DSN u Madridu, vybavené pro přesné měření frekvence nosné vlny (pětitisícekrát za sekundu) uskutečnila sondáž Jupiterovy atmosféry (profil teploty a tlaku) průchodem rádiových signálů sondy. Nepřesnost v určení středu pásma nosné vlny o šířce 2,5 kHz byla pouhých 37 Hz.
V následujícím období 1996 až 2000 sonda kroužila kolem planety Jupiter po velmi výstředné dráze, přičemž opakovaně uskutečňovala blízké průlety kolem galileovských měsíců Io, Ganymed, Europa a Callisto, které podrobně zkoumala. Průlety byly využívány současně ke gravitačním manévrům, které zajišťovaly postupnou návštěvu dalších měsíců s minimální spotřebou pohonných látek. Vzhledem k dobré činnosti systémů sondy a velkému množství získávaných dat byla mise sondy mnohokrát prodlužována, naposledy koncem dubna 2001.
Celkem vykonala 34 oběhů kolem Jupiteru a během této doby sedmkrát navštívila měsíc Io, osmkrát Callisto, osmkrát Ganymed a dokonce jedenáctkrát měsíc Europa.
V roce 2002 se zásoby pohonných látek sondy téměř vyčerpaly. Současně se začaly množit poruchy palubního počítače, způsobené dlouhodobým působením pronikavé radiace v radiačních pásech Jupiteru, kterými sonda opakovaně prolétala, a proto bylo rozhodnuto sondu zlikvidovat jejím cíleným navedením do atmosféry planety, aby se zabránilo jejímu náhodnému pádu na měsíc Europa vzhledem k možnosti jeho kontaminace pozemskými mikroorganismy, což by zkomplikovalo budoucí hledání stop tamního předpokládaného života. Sebevražedného manévru bylo využito k souběžnému průzkumu měsíce Amalthea, který dříve nebyl navštíven, protože se pohybuje v oblasti s velmi vysokou úrovní radiace.
Průlet kolem měsíce Amalthea se uskutečnil 5. listopadu 2002 ve vzdálenosti 160 km. Během průletu sondy kolem měsíce hvězdné čidlo zaznamenalo 9 záblesků, které byly interpretovány jako možný odraz světla od 7 malých objektů, pohybujících se v blízkosti Amalthey.
Po dalším oběhu kolem planety, během něhož se sonda od ní vzdálila až na 26,4 mil. km, sonda 21. září 2003 v 18:57 UT vstoupila rychlostí 48,26 km/s do atmosféry Jupiteru a shořela. Od svého startu do zániku urazila dráhu 4 631 778 000 km.
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Every time you click a link to Wikipedia, Wiktionary or Wikiquote in your browser's search results, it will show the modern Wikiwand interface.
Wikiwand extension is a five stars, simple, with minimum permission required to keep your browsing private, safe and transparent.
