Galileo (nave espacial)

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galileo
Cliente NASA
Operador NASA
Tareas exploración del sistema de Júpiter
lapso Venus , (951) Gaspra , (243) Ida , Io
Satélite Júpiter
plataforma de lanzamiento cabo cañaveral
vehículo de lanzamiento Atlántida
lanzar 18 de octubre de 1989 22:23:00 UTC
Desorbitar 21 de septiembre de 2003 [1] [2]
ID COSPAR 1989-084B
SCN 20298
Especificaciones
Peso 2223 kg [3]
Energía 570-490W [ 3]
Fuentes de alimentación 2 RTG [3]
solarsystem.nasa.gov/… (  inglés)
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"Galileo" ( ing.  Galileo ) - Nave espacial automática (AMS) de la NASA , creada para explorar Júpiter y sus satélites . Nombrado en honor a Galileo Galilei , quien descubrió las cuatro lunas más grandes de Júpiter en 1610.

El dispositivo fue lanzado en 1989 , en 1995 entró en la órbita de Júpiter, habiendo trabajado allí hasta 2003 [2] . Fue el primer aparato en orbitar a Júpiter, estudiando el planeta durante mucho tiempo y también lanzando una sonda de descenso a su atmósfera . La estación transmitió más de 30 gigabytes de información, incluidas 14 mil imágenes del planeta y los satélites, así como información única sobre la atmósfera de Júpiter.

Historia

El diseño del aparato comenzó en 1977 , cuando se decidió estudiar la atmósfera de Júpiter utilizando un vehículo de descenso . El objetivo de la misión era estudiar la atmósfera de Júpiter, los satélites y su estructura, la magnetosfera , la transmisión de imágenes del planeta y sus satélites, etc.

Se suponía que "Galileo" se lanzará a la órbita terrestre con la ayuda del " Transbordador espacial ", y luego se dispersará con la ayuda del acelerador (etapa superior) " Centauro " hacia Júpiter. Sin embargo, después de la explosión del transbordador Challenger (1986), se prohibió la puesta en órbita de la etapa superior Centaurus utilizando el transbordador espacial. Sin embargo, Galileo se lanzó más tarde utilizando el transbordador Atlantis y la etapa superior del IUS .

Después de un largo análisis, se encontró una trayectoria de vuelo que ahorró significativamente combustible y permitió prescindir de la etapa superior de Centaurus, pero aumentó significativamente el tiempo de vuelo. Esta trayectoria, llamada VEEGA (Venus-Earth-Earth Gravity Assist), utilizó una serie de maniobras gravitatorias en los campos gravitatorios de Venus y la Tierra.

Como resultado, el dispositivo voló primero a Venus y pasó dos veces por la Tierra antes de entrar en la trayectoria a Júpiter, y la duración del vuelo al planeta fue de casi 6 años. Como resultado, Galileo realizó investigaciones sobre Venus y dos asteroides . Debido al cambio en la trayectoria inicial , el dispositivo necesitaba protección solar adicional. Además, dado que el aparato tenía que girarse de cierta manera cerca del Sol para estar a la sombra de la protección solar, el uso de la antena principal era imposible. Por ello, se decidió no abrirlo hasta que el dispositivo se alejara del Sol a una distancia segura, y se instaló una antena adicional (de baja potencia) para mantener la comunicación. Pero la antena principal posteriormente no se abrió.

El coste de la misión principal ascendió a 1.350 millones de dólares , incluidos 892 millones para el desarrollo de la propia nave espacial [4] . El costo total de la misión Galileo fue de 1.500 millones de dólares.

Eventos principales [2] :

Se suponía que después de llegar a Júpiter, Galileo trabajaría durante dos años, moviéndose de una órbita a otra para poder acercarse a cada uno de los grandes satélites . Se desarrollaron un total de 11 órbitas. De hecho, Galileo "dominó" un número mucho mayor de órbitas, haciendo 35 órbitas alrededor de Júpiter en 8 años.

La misión principal finalizó el 14 de diciembre de 1997 , seguida de las misiones extendidas Misión Europa (2 años, 8 órbitas, con sobrevuelos de Callisto e Io ) y Misión Millennium (1 año, sobrevuelos de 4 satélites del planeta) [1] [ 2] .

Construcción

El aparato, de 5 metros de altura, pesaba 2223 kg, incluidos 118 kg de equipo científico, 339 kg del vehículo de descenso y 925 kg de combustible [3] . La planta de energía eléctrica constaba de dos celdas de radioisótopos con una potencia inicial de unos 570 W (490 watts al llegar a Júpiter) [3] (no se usaban baterías solares debido a la gran distancia del Sol ).

Se instalaron 4 antenas en el aparato: la antena receptora principal de baja potencia (baja frecuencia) para la comunicación con el vehículo de descenso y la antena de onda de plasma (como instrumento científico) [3] . La antena principal no se abría y la comunicación con la Tierra se realizaba mediante una antena de baja potencia [2] . La velocidad de comunicación era de 160 bit/s en lugar de 134 Kbit/s [4] . Se desarrollaron métodos de compresión de información (incluido el corte del fondo del espacio oscuro de las imágenes), pero hubo que reducir la calidad de algunas imágenes. La carga en la computadora principal aumentó dramáticamente y parte de los algoritmos de compresión se ejecutaron en la computadora responsable del sistema de control de actitud de Galileo [4] . El dispositivo de almacenamiento en cinta tenía una capacidad de 900 megabits, pero también tenía problemas.

El dispositivo estaba equipado con un motor cohete de empuje de 400 newton (fabricado en Alemania ) y 12 pequeños motores de orientación de 10 N cada uno.La desaceleración al entrar en la órbita de Júpiter se realizaba utilizando el motor principal, y las transiciones de una órbita a otra, como un regla, con la ayuda de motores de orientación, aunque el motor principal también se utilizó en dos transiciones.

Instrumentos científicos

Galileo llevaba 11 instrumentos científicos y siete más estaban en la sonda de descenso [1] .

El dispositivo estaba equipado con una cámara que produce imágenes de 800x800 píxeles [3] . La cámara se hizo sobre el principio de un telescopio reflector , trabajaba con sensores de silicio y estaba equipada con varios filtros para disparar en un rango particular. El rango espectral de la cámara varió de 400 a 1100 nm (rango visible de 400 a 700 nm). El blindaje contra la radiación de la cámara fue proporcionado por un revestimiento de tantalio de 1 cm. La resolución de la cámara instalada en el Galileo era 20 veces mayor que la de las cámaras de las Voyagers [ especificar ] , para algunas imágenes - hasta 1000 veces.

El espectrómetro para el mapeo en la región del infrarrojo cercano ( NIMS - Near-Infrared Mapping Spectrometer) hizo posible obtener una imagen de alta resolución en el rango infrarrojo . Con su ayuda, fue posible elaborar " mapas de temperatura ", sacar conclusiones sobre la composición química de la superficie de los satélites de Júpiter y también determinar las características térmicas y químicas de la atmósfera del planeta , incluidas las capas internas. El rango de ondas registradas por NIMS osciló entre 700 y 5200 nm.

El fotopolarímetro fue diseñado para medir la intensidad y la polarización de la luz reflejada/dispersada por Júpiter y la superficie de sus satélites. El instrumento realizaba simultáneamente las funciones de un polarímetro , un fotómetro y un radiómetro. Con la ayuda de un fotopolarímetro se realizaron estimaciones tanto de la composición y estructura de la atmósfera , como de los flujos de radiación térmica y reflejada. El polarímetro registró ondas electromagnéticas de hasta 110 nm de largo.

El espectrómetro ultravioleta operaba en el rango de longitud de onda de 54 a 128 nanómetros, y el espectrómetro ultravioleta adicional, de 113 a 438 nanómetros. Estos instrumentos se utilizaron para caracterizar los gases atmosféricos, las auroras , los resplandores atmosféricos y el plasma ionizado alrededor de Júpiter e Io. Además, los espectrómetros ultravioleta permitieron determinar el estado físico de las sustancias en la superficie de los satélites: escarcha, hielo, sustancia arenosa, etc.

Se utilizaron varios instrumentos (detector de partículas de alta energía, etc.) principalmente para estudiar el plasma que entra en la magnetosfera de Júpiter . El detector de partículas de polvo registró partículas con un peso de 10 −7 a 10 −16 gramos en el espacio exterior y en la órbita de Júpiter. También se realizaron experimentos de mecánica celeste y de radio (sobre el paso de una señal de radio a través de la ionosfera y la atmósfera).

Vehículo de aterrizaje

El vehículo de descenso, con un peso de 339 kg y un tamaño aproximado de un metro, estaba equipado con un sistema de paracaídas , un transmisor de radio para comunicarse con Galileo y siete instrumentos científicos. No tenía antena receptora ni motores propios [3] . La batería de litio-azufre proporcionaba hasta 730 Wh de energía [4] .

El conjunto de instrumentos científicos con una masa total de 30 kg [4] incluía:

Investigación científica

Mientras estaba en el cinturón de asteroides, Galileo se acercó al asteroide Gaspra y envió las primeras imágenes de cerca a la Tierra. Aproximadamente un año después, Galileo pasó junto al asteroide Ida y descubrió su satélite, llamado Dactyl.

El cometa Shoemaker-Levy 9 chocó con Júpiter en julio de 1994 . Los puntos de impacto de los fragmentos se encontraban en el hemisferio sur de Júpiter, en el hemisferio opuesto a la Tierra, por lo que los momentos de impacto fueron observados visualmente solo por la nave espacial Galileo, que se encontraba a una distancia de 1,6 UA . E. de Júpiter.

En diciembre de 1995, el módulo de aterrizaje entró en la atmósfera de Júpiter . La sonda trabajó en la atmósfera durante aproximadamente una hora, descendiendo a una profundidad de 130 km. Según las mediciones, el nivel exterior de las nubes se caracterizó por una presión de 1,6 atmósferas y una temperatura de -80 °C; a una profundidad de 130 km - 24 atmósferas, +150 °C. La densidad de nubes fue más baja de lo esperado y la capa de nubes de vapor de agua esperada estaba ausente.

Galileo estudió en detalle la dinámica de la atmósfera de Júpiter y otros parámetros del planeta. En particular, descubrió que la atmósfera de Júpiter tiene regiones "húmedas" y "secas". En algunos "puntos secos" el contenido de vapor de agua era 100 veces menor que en la atmósfera en su conjunto. Estos "puntos secos" podían aumentar y disminuir, pero terminaban constantemente en los mismos lugares, lo que indica la circulación sistémica de la atmósfera de Júpiter. "Galileo" registró numerosas tormentas eléctricas con rayos 1000 veces más poderosos que la tierra. Transmitió muchas imágenes de la Gran Mancha Roja , una tormenta  gigante (más grande que el diámetro de la Tierra), que se ha observado durante más de 300 años. Galileo también encontró "puntos calientes" a lo largo del ecuador. Aparentemente, en estos lugares la capa de nubes exteriores es delgada y se pueden ver regiones internas más calientes.

Gracias a los datos de Galileo, se construyeron modelos más precisos de los procesos que ocurren en la atmósfera de Júpiter.

De gran importancia fueron los estudios de los satélites de Júpiter . Durante su permanencia en la órbita de Júpiter, Galileo pasó récord cerca de las lunas de Júpiter: Europa  - 201 km ( 16 de diciembre de 1997) [6] , Calisto  - 138 km ( 25 de mayo de 2001 ), Io  - 102 km ( 17 de enero de 2002 ) , Amaltea 160 km ( 5 de noviembre de 2002) [1] [2] .

Se obtuvieron muchos datos nuevos e imágenes detalladas de la superficie de los satélites. Se comprobó que Io tiene su propio campo magnético , se confirmó la teoría de la presencia de un océano de agua líquida bajo la superficie de Europa , se formularon hipótesis sobre la presencia de agua líquida en las profundidades de Ganímedes y Calisto . También se han identificado características inusuales de Amalthea .

Imágenes de las lunas de Júpiter tomadas por Galileo

En la cultura popular

El dispositivo fue dedicado a la canción "Tears for Galileo" de Paul Mazzolini , así como al grupo NaviBand - Galileo (Dos personas) .

Véase también

Notas

  1. ↑ 1 2 3 4 5 Misión Galileo a Júpiter  . Datos de la NASA . JPL. Consultado el 11 de diciembre de 2015. Archivado desde el original el 10 de julio de 2012.
  2. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Final de la misión de Galileo (carpeta de prensa  ) . JPL (15 de septiembre de 2003). Fecha de acceso: 11 de diciembre de 2015. Archivado desde el original el 5 de marzo de 2016.
  3. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 Galileo Telecomunicaciones . DESCANSO Serie de Resumen de Diseño y Desempeño . JPL (julio de 2002). Consultado el 11 de diciembre de 2015. Archivado desde el original el 20 de septiembre de 2020.
  4. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 Llegada de Galileo Juptier (carpeta de prensa  ) . JPL (diciembre de 1995). Fecha de acceso: 11 de diciembre de 2015. Archivado desde el original el 4 de marzo de 2016.
  5. ↑ Galería de imágenes de Galileo: cometa Shoemaker-Levy 9  (inglés)  (enlace descendente) . SSE de la NASA. Fecha de acceso: 11 de diciembre de 2015. Archivado desde el original el 26 de noviembre de 2015.
  6. ↑ Europa Poster  (inglés)  (enlace inaccesible) . Galileo en Júpiter 6. NASA JPL (1999). - "Aproximación máxima a Europa 201 km el 16 de diciembre de 1997". Fecha de acceso: 11 de diciembre de 2015. Archivado desde el original el 8 de marzo de 2016.

Literatura

Enlaces

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