Галилей (космический корабль) - Galileo (spacecraft)

Галилео
Картина Галилео-Ио-Юпитер.JPG
Художественная концепция Галилео на Ио с Юпитером на заднем плане; антенна с высоким коэффициентом усиления полностью развернута
ИменаЗонд орбитального аппарата Юпитера
Тип миссииЮпитер орбитальный аппарат
ОператорНАСА
COSPAR ID1989-084B
SATCAT нет.20298
Интернет сайтСолнечная система.nasa.gov/Галилео/
Продолжительность миссии
  • Планируется: 8 лет, 1 месяц, 19 дней
  • На орбите: 7 лет, 9 месяцев, 13 дней.
  • Финал: 13 лет, 11 месяцев, 3 дня
Пройденное расстояние4,631,778,000 км (2,88 миллиарда миль)[1]
Свойства космического корабля
Производитель
Стартовая масса
  • Всего: 2,560 кг (5,640 фунтов)[2]
  • Орбитальный аппарат: 2220 кг (4890 фунтов)[2]
  • Зонд: 340 кг (750 фунтов)[2]
Сухая масса
  • Орбитальный аппарат: 1880 кг (4140 фунтов)[2]
  • Зонд: 340 кг (750 фунтов)[2]
Масса полезной нагрузки
  • Орбитальный аппарат: 118 кг (260 фунтов)[2]
  • Зонд: 30 кг (66 фунтов)[2]
Мощность
  • Орбитальный аппарат: 570 Вт[2]
  • Зонд: 730 ватт-часов[2]
Начало миссии
Дата запуска18 октября 1989 г., 16:53:40 (1989-10-18UTC16: 53: 40) универсальное глобальное время[3]
РакетаКосмический шатл Атлантида
СТС-34 /ВМС
Запустить сайтКеннеди LC-39B
Поступил в сервис8 декабря 1995 г., 01:16 UTCSCET
Конец миссии
УтилизацияКонтролируемый вход на Юпитер
Дата распада21 сентября 2003 г., 18:57:18 (2003-09-21UTC18: 57: 19) УНИВЕРСАЛЬНОЕ ГЛОБАЛЬНОЕ ВРЕМЯ;
21 сентября 2003 г., 19:49:36 (2003-09-21UTC19: 49: 37) универсальное глобальное время
Юпитер орбитальный аппарат
Компонент космического корабляОрбитальный аппарат
Орбитальная вставка8 декабря 1995 г., 01:16 UTC SCET
Юпитер атмосферный зонд
Компонент космического корабляЗонд
Вход в атмосферу7 декабря 1995 г., 22:04 UTC SCET
Место воздействия06 ° 05′N 04 ° 04'з.д. / 6,083 ° с. Ш. 4,067 ° з. / 6.083; -4.067 (Зонд Галилео)
в интерфейсе входа
Миссия Галилео patch.png 

Галилео был американский автомат Космический зонд которые изучили планету Юпитер и его луны, а также несколько других Солнечная система тела. Назван в честь итальянского астронома. Галилео Галилей, он состоял из орбитального аппарата и зонда входа. Он был доставлен на околоземную орбиту 18 августа 1990 г. Космический шатл Атлантида. Галилео прибыл к Юпитеру 7 декабря 1995 г., после гравитационная помощь облеты Венера и земной шар, и стал первым космическим кораблем, вышедшим на орбиту Юпитера. Он запустил первый зонд к Юпитеру, непосредственно измерив его атмосфера. Несмотря на серьезные проблемы с антенной, Галилео добился первого астероид облет, из 951 Гаспра и открыл первый астероид луна, Дактиль, вокруг 243 Ида. В 1994 г. Галилео наблюдаемый Комета Шумейкера – Леви 9 столкновение с Юпитером.

Атмосферный состав Юпитера и аммиак Были зарегистрированы облака, возможно возникшие в результате истечения из нижних слоев атмосферы. Ио с вулканизм и плазма также были зарегистрированы взаимодействия с атмосферой Юпитера. Данные Галилео собраны поддержали теория жидкого океана под ледяной поверхностью Европа, и были признаки аналогичной жидкости-соленая вода слоев под поверхностями Ганимед и Каллисто. Было показано, что Ганимед обладает магнитное поле и космический корабль нашел новые доказательства экзосферы вокруг Европы, Ганимеда и Каллисто. Галилео также обнаружил, что слабость Юпитера кольцевая система состоит из пыли от ударов по четырем маленьким внутренним спутникам. Степень и структура Юпитера магнитосфера также был нанесен на карту.[4]

20 сентября 2003 г., после 14 лет в космосе и 8 лет в системе Юпитера, Галилеос миссия была прекращена, отправив его в атмосферу Юпитера на скорости более 48 километров в секунду (30 миль / с), что исключило возможность загрязнение местных лун с наземными бактериями.

Фон

Юпитер самая большая планета в Солнечная система, с массой более чем в два раза превышающей массу всех других планет вместе взятых.[5] Рассмотрение возможности отправки зонда к Юпитеру началось еще в 1959 году, когда Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА) Лаборатория реактивного движения разработали четыре концепции миссии:

  • Полеты в дальний космос будут проходить через межпланетное пространство;
  • Миссии облета будут пролетать мимо планет и могут посещать несколько планет за одну миссию;
  • Миссии орбитальных аппаратов позволят вывести зонд на орбиту вокруг планеты для детального изучения;
  • Планетарные миссии по входу и посадке, которые будут исследовать атмосферу и поверхность.[6]

В 1965 г. Гэри Фландро аспирант, работающий в JPL, отметил, что редкое выравнивание планет в 1978 году позволило бы космическому зонду пролететь мимо всех четырех внешних планет, концепцию, которую он назвал "большое путешествие ".[7] Такое выравнивание происходит только раз в 175 лет.[8] Две миссии к Юпитеру, Пионер 10 и Пионер 11, были одобрены в 1969 году НАСА Исследовательский центр Эймса возложена ответственность за планирование миссий.[9]

Планирование миссий Grand Tour продолжалось: JPL и Эймс намеревались разработать новый космический корабль под названием Thermoelectric Outer Planet Spacecraft (TOPS). Однако бюджетная среда уже не была такой благоприятной, как в начале 1960-х, когда НАСА столкнулось с серьезными сокращениями своих проектов. Не помогло и то обстоятельство, что научное сообщество разделилось по поводу того, какие миссии следует выполнять, и некоторые предпочитали орбитальные аппараты пролетам. Проект Grand Tour был окончательно одобрен в 1972 году, но с бюджетом в 29 миллионов долларов (что эквивалентно 84 миллионам долларов в 2019 году) вместо первоначально запрошенных 100 миллионов долларов (что эквивалентно 290 миллионам долларов в 2019 году).[10]

Пионер 10 был запущен в марте 1972 года и прошел в пределах 200 000 километров (120 000 миль) от Юпитера в декабре 1973 года. Пионер 11, который был запущен в апреле 1973 года и прошел в пределах 34000 километров (21000 миль) от Юпитера в декабре 1974 года, прежде чем отправиться на встречу с Сатурн.[11] За ними последовали более продвинутые Вояджер 1 и Вояджер 2 космические корабли, которые были запущены 5 сентября и 20 августа 1977 года соответственно, и достигли Юпитера в марте и июле 1979 года. Вояджер 2'план миссии, позволяющий ему провести Гранд-тур, который был осуществлен, и в конечном итоге он столкнулся с Уран в январе 1986 г. и Нептун в августе 1989 г.[12]

Планирование

Инициация

После утверждения Вояджер В рамках миссий Научно-консультативная группа НАСА (SAG) по миссиям за пределами Солнечной системы рассмотрела требования к орбитальным аппаратам Юпитера и атмосферным зондам. Он отметил, что технология создания теплозащитного экрана для атмосферного зонда еще не существует, и действительно, оборудование для его испытания в условиях, обнаруженных на Юпитере, будет недоступно до 1980 года. Также были опасения по поводу воздействия излучения на компоненты космического корабля. который будет лучше понят после Пионер 10 и Пионер 11 провели свои облеты. Это указывало на то, что последствия были менее серьезными, чем предполагалось.[13] Руководство НАСА назначило JPL головным центром проекта Jupiter Orbiter Probe (JOP).[14] Джон Р. Казани, руководивший проектами «Маринер» и «Вояджер», стал первым руководителем проекта.[15] JOP будет пятым космическим кораблем, посетившим Юпитер, но первым на орбите, а зонд первым войдет в его атмосферу.[16]

В цехе вертикальной обработки (VPF), Галилео подготовлен к вязке с Инерционный разгонный блок бустер.

В то время Эймс и Лаборатория реактивного движения приняли важное решение об использовании Морская программа космический корабль, подобный тому, который использовался для "Вояджера" для орбитального аппарата Юпитера, а не "Пионер". Пионер был стабилизирован вращением космического корабля на 60 об / мин, который давал обзор на 360 градусов и не требовал системы ориентации. В то время как у Mariner была система ориентации с тремя гироскопы и два набора по шесть азот реактивные двигатели. Отношение определялось со ссылкой на Солнце и Канопус, которые контролировались двумя первичными и четырьмя вторичными датчиками. Также был инерциальный эталонный блок и акселерометр. Это позволяло снимать изображения с высоким разрешением, но за эту функциональность пришлось платить за счет увеличения веса. Mariner весил 722 килограмма (1592 фунта) по сравнению с 146 килограммами (322 фунта) у Pioneer.[17]

Космический корабль "Вояджер" был запущен Титан IIIE ракеты с Кентавр разгонная ступень, но потом Титан был списан. В конце 1970-х годов НАСА было сосредоточено на разработке многоразового Космический шатл, что должно было сделать одноразовые ракеты устаревшими.[18] В конце 1975 года НАСА постановило, что все будущие планетарные миссии будут запускаться с помощью космических шаттлов. JOP будет первым, кто это сделает.[19] Космический шаттл должен был иметь услуги космический буксир для запуска полезных нагрузок, требующих чего-то большего, чем низкая околоземная орбита, но это никогда не было одобрено. В ВВС США затем разработал твердотопливный Промежуточный верхний этап (IUS), позже переименованный в Инерционный разгонный блок (с той же аббревиатурой) для этой цели. [14]

IUS не был достаточно мощным, чтобы запустить полезную нагрузку на Юпитер, не прибегая к использованию серии гравитационная рогатка маневрирует вокруг планет, чтобы набрать дополнительную скорость, что большинство инженеров считало неэлегантным и что планетологам из JPL не нравилось, потому что это означало, что миссии потребовались бы месяцы или годы, чтобы достичь Юпитера.[20][21] Более продолжительное время полета означало, что компоненты будут стареть, а бортовой источник питания и топливо будут истощены. Некоторые из опций гравитационной помощи также означали полет ближе к Солнцу, что могло бы вызвать тепловые нагрузки.[22] Тем не менее, IUS был сконструирован по модульному принципу, с двумя ступенями, большая с 9 700 кг (21 400 фунтов) топлива и меньшая с 2 700 кг (6000 фунтов). Этого было достаточно для большинства спутников. Он также может быть сконфигурирован с двумя большими ступенями для запуска нескольких спутников.[23] Конфигурации с тремя ступенями, двумя большими и одной малой, было бы достаточно для планетарной миссии, поэтому НАСА заключило контракт с Боинг для разработки трехступенчатой ​​ВМС.[21]

Было подсчитано, что СОП будет стоить 634 миллиона долларов (что эквивалентно 1837 миллионам долларов в 2019 году), и ему пришлось побороться за Отчетный год Финансирование 1978 года с космическим челноком и Космический телескоп Хаббла. Успешная лоббистская кампания обеспечила финансирование как JOP, так и Хаббла, несмотря на возражения Сенатор Уильям Проксмайр, председатель Подкомитета по ассигнованиям независимых агентств. Конгресс одобрил финансирование орбитального зонда «Юпитер» 12 июля 1977 года, а СОП официально началось 1 октября 1977 года, в начале финансового года.[24] Казани запросил предложения по поводу более вдохновляющего названия для проекта, и большинство голосов досталось "Галилео" после Галилео Галилей, первый человек, увидевший Юпитер в телескоп. Его открытие в 1632 году того, что сейчас известно как Галилеевы луны вращение вокруг Юпитера было важным свидетельством Коперниканская модель Солнечной системы. Также было отмечено, что это имя было именем космический корабль в Звездный путь Телевизионное шоу. Новое название было принято в феврале 1978 года.[25]

Подготовка

Ранние планы предусматривали запуск Космический шатл Колумбия на СТС-23 где-то между 2 и 12 января 1982 г.,[26] это окно запуска, когда Земля, Юпитер и Марс были выровнены таким образом, чтобы позволить использовать Марс для гравитационная рогатка маневр. Для повышения надежности и снижения затрат Галилео Инженеры проекта решили перейти с зонда входа в атмосферу под давлением на вентилируемый. Это добавило к его весу 100 килограммов (220 фунтов). Еще 165 кг (364 фунта) были добавлены в конструктивные изменения для повышения надежности. Это потребует дополнительного топлива в ВМС.[27] Но трехступенчатая IUS была сама по себе больше, примерно на 3200 кг (7000 фунтов).[28]

Модель Галилео на вершине Кентавр G Prime верхняя ступень в Музей авиации и космонавтики Сан-Диего

Подъем Галилео и IUS потребует использования специальной облегченной версии Внешний бак Space Shuttle, то Орбитальный аппарат космического челнока лишены всего несущественного оборудования, а Главные двигатели космического корабля (SSME) работает на полную мощность - 109 процентов от номинального уровня мощности.[21] Работа на этом уровне мощности потребовала разработки более сложной системы охлаждения двигателя.[29] К 1980 году из-за задержек с программой космических шаттлов дата запуска Галилео назад в 1984 год.[30] Хотя в 1984 году марсианская рогатка все еще была возможна, этого уже было недостаточно.[31]

НАСА решило разделить Галилео на два отдельных космических корабля, атмосферный зонд и орбитальный аппарат "Юпитер", который был запущен в феврале 1984 г., а зонд - месяцем позже. Когда зонд прибудет, орбитальный аппарат будет на орбите вокруг Юпитера, что позволит ему выполнять свою роль ретранслятора. Разделение двух космических кораблей потребовало второй миссии и создания второго носителя для зонда, что, по оценкам, стоило дополнительно 50 миллионов долларов (что эквивалентно 145 миллионам долларов в 2019 году), но НАСА надеялось, что сможет компенсировать часть этих затрат за счет отдельных Завершающие торги на двоих. Проблема заключалась в том, что, хотя атмосферный зонд был достаточно легким для запуска с двухступенчатым ВМС, орбитальный аппарат Юпитера был слишком тяжелым для этого, даже с помощью гравитации с Марса, поэтому трехступенчатый ВМС все еще требовался.[32][31]

К концу 1980 года цена на IUS выросла до 506 миллионов долларов (что эквивалентно 1466 миллионам долларов в 2019 году).[23] ВВС США могли покрыть этот перерасход (и действительно ожидали, что это может стоить намного больше), но НАСА столкнулось с предложением в 179 миллионов долларов (что эквивалентно 519 миллионам долларов в 2019 году) на разработку трехступенчатой ​​версии.[21] что составило 100 миллионов долларов (что эквивалентно 290 миллионам долларов в 2019 году, на которые он заложил бюджет.[33] На пресс-конференции 15 января 1981 г. Администратор НАСА Роберт А. Фрош объявили, что НАСА прекращает поддержку трехступенчатой ​​ВМС и Кентавр G Prime верхняя ступень, потому что «нет другой альтернативной верхней ступени с разумным графиком или сопоставимой стоимостью».[34]

Centaur имел много преимуществ по сравнению с IUS. Главное было то, что он был намного мощнее. Зонд и орбитальный аппарат могут быть рекомбинированы, и зонд может быть доставлен прямо к Юпитеру за два года полета.[21][20] Во-вторых, несмотря на это, он был более мягким, чем ВМС, потому что создавал тягу медленнее, что сводило к минимуму вероятность повреждения полезной нагрузки. В-третьих, в отличие от твердотопливных ракет, которые сгорали полностью после воспламенения, «Кентавр» можно было выключить и снова включить. Это дало ему гибкость, что увеличивало шансы на успешную миссию, и позволяло использовать такие возможности, как облеты астероидов. Centaur был проверен и надежен, тогда как IUS еще не летал. Единственное беспокойство было о безопасности; твердотопливные ракеты считались более безопасными, чем жидкотопливные, особенно с жидким водородом.[21][20] Инженеры НАСА подсчитали, что разработка дополнительных функций безопасности может занять до пяти лет и стоить до 100 миллионов долларов (что эквивалентно 290 миллионам долларов в 2019 году.[33][32]

В феврале 1981 года Лаборатория реактивного движения узнала, что Управление управления и бюджета (OMB) планировал значительное сокращение бюджета НАСА и рассматривал возможность отмены Галилео. От отмены его спасло вмешательство ВВС США. JPL имела значительный опыт работы с автономными космическими кораблями.[35] Это было необходимо для зондов дальнего космоса, так как сигнал с Земли достигает Юпитера от 35 до 52 минут.[36] ВВС США были заинтересованы в предоставлении этой возможности своим спутникам, чтобы они могли определять свое положение с помощью бортовых систем, а не полагаться на них. наземные станции, которые не были «закалены» против ядерных атак,[37] и могли предпринимать уклончивые действия перед лицом противоспутникового оружия.[38] Его также интересовало, каким образом JPL проектировалась Галилео выдерживать интенсивное излучение магнитосфера Юпитера. 6 февраля 1981 г. Стром Турмонд, то Временный президент Сената написал прямо на Дэвид Стокман, директор OMB, утверждая, что Галилео был жизненно важен для защиты нации.[37]

Космонавтов Джон М. Фабиан и Дэвид М. Уокер позировать перед моделью Шаттл-Кентавр с Галилео в середине 1985 г.

В декабре 1984 года Казани предложил добавить пролет астероида. 29 Амфитрита к Галилео миссия. Строя курс к Юпитеру, инженеры стремились избежать астероидов. В то время о них было мало что известно, и предполагалось, что они могут быть окружены частицами пыли. Пролет сквозь облако пыли может повредить оптику космического корабля и, возможно, сам космический корабль. В целях безопасности JPL хотела избежать астероидов не менее чем на 10 000 километров (6200 миль). Большинство астероидов в непосредственной близости от траектории полета как 1219 Бритта и 1972 И Син были всего несколько километров в диаметре и не представляли особой ценности при наблюдении с безопасного расстояния, но 29 Amphitrite был одним из самых больших астероидов, и пролет даже на высоте 10 000 километров (6200 миль) мог иметь большое научное значение. Этот пролет задержит прибытие космического корабля на орбиту Юпитера с 29 августа по 10 декабря 1988 г., а расход топлива уменьшит количество орбит Юпитера с одиннадцати до десяти. Ожидалось, что это добавит от 20 до 25 миллионов долларов (что эквивалентно 42-53 миллионам долларов в 2019 году) к стоимости Галилео проект. Облет 29 Amphitrite был одобрен администратором НАСА Джеймс М. Беггс 6 декабря 1984 г.[39][40]

В ходе тестирования в системе металлических деталей обнаружено загрязнение. контактные кольца и щетки, используемые для передачи электрических сигналов вокруг космического корабля, и они были возвращены для повторного изготовления. Проблема была прослежена до хлорфторуглерод используется для очистки деталей после пайки. Он был абсорбирован, а затем выпущен в вакуумную среду. Он смешивался с мусором, образовавшимся при износе щеток, и вызывал периодические проблемы с передачей электрического сигнала. Также были обнаружены проблемы с производительностью запоминающих устройств в среде электромагнитного излучения. Компоненты были заменены, но затем читать беспокоить Возникла проблема, при которой чтение из одной ячейки памяти мешало чтению из соседних. Было установлено, что это было вызвано изменениями, сделанными, чтобы сделать компоненты менее чувствительными к электромагнитному излучению. Каждый компонент пришлось удалить, повторно протестировать и заменить. Все компоненты и запасные части космического корабля прошли как минимум 2000 часов испытаний. Предполагалось, что космический корабль прослужит не менее пяти лет - достаточно, чтобы достичь Юпитера и выполнить свою миссию. 19 декабря 1985 г. вылетел из реактивного движения в г. Пасадена, Калифорния, на первом этапе своего пути поездка в Космический центр Кеннеди в Флорида.[41]

В Галилео миссия была запланирована на СТС-61-Г 20 мая 1986 г., используя Космический шатл Атлантида. Экипаж был назначен в мае 1985 года. Руководить миссией должен был Дэвид М. Уокер, с Рональд Дж. Грабе как пилот, и Джеймс «Бык» Ван Хофтен и Джон М. Фабиан в качестве специалисты миссии;[42][43] Норман Тагард заменил Фабиана в сентябре 1985 года.[44] Миссия заключалась в том, чтобы вылететь на очень низкую орбиту, всего 170 километров (92 морских миль), что было лучшим, что мог сделать космический шаттл с полностью заправленным топливом «Кентавр» на борту.[45]

Повторное рассмотрение

28 января 1986 г. Космический шатл Претендент взлетел на СТС-51-Л миссия. В результате отказа твердотопливного ракетного ускорителя за 73 секунды полета космический корабль разорвался на части, в результате чего погибли все семь членов экипажа.[46] В Космический шатл Претендент катастрофа была самой страшной космической катастрофой Америки до того времени.[47] Немедленное влияние на Галилео Проект заключался в том, что майская дата запуска не может быть уложена, потому что космические шаттлы были остановлены, пока причина катастрофы была расследована. Когда они снова полетели, Галилео придется конкурировать с высоким приоритетом Министерство обороны запускает, спутник слежения и ретрансляции данных системы и космического телескопа Хаббла. К апрелю 1986 года ожидалось, что космические шаттлы не будут летать не раньше июля 1987 года, и Галилео не мог быть запущен до декабря 1987 года.[48]

Анимация Галилеос траектория с 19 октября 1989 г. по 30 сентября 2003 г.
  Галилео ·    Юпитер ·   земной шар ·   Венера ·   951 Гаспра ·   243 Ида

В Комиссия Роджерса передал отчет 6 июня 1986 г.[48] Это критически относилось к протоколам безопасности НАСА и управлению рисками.[49] В частности, отмечена опасность этапа Centaur-G.[50] 19 июня 1986 г. администратор НАСА Джеймс К. Флетчер закрыл проект "Шаттл-Кентавр".[51] Это было лишь частично из-за возросшего неприятия риска руководством НАСА после Претендент катастрофа; Руководство НАСА также рассмотрело вопрос о деньгах и людях, необходимых для возобновления полета космического корабля "Шаттл", и решило, что ресурсов для решения сохраняющихся проблем с "Шаттлом-Кентавром" также недостаточно.[52] Изменения в космическом шаттле оказались более обширными, чем предполагалось, и в апреле 1987 года Лаборатория реактивного движения была проинформирована, что Галилео не мог быть запущен до октября 1989 г.[53] В Галилео космический корабль был отправлен обратно в Лабораторию реактивного движения.[54]

Казалось, что без Кентавра не будет никаких средств доставить космический корабль к Юпитеру, и какое-то время казалось, что его следующая поездка будет к Юпитеру. Смитсоновский институт.[55] Стоимость поддержания его готовности к полету в космос оценивалась от 40 до 50 миллионов долларов в год (что эквивалентно от 81 до 101 миллиона долларов в 2019 году), а оценочная стоимость всего проекта взлетела до 1,4 миллиарда долларов (что эквивалентно 3 миллиардам долларов США). 2019).[56]

В JPL Галилео Роберт Митчелл, руководитель проекта миссии и руководитель навигационной группы, собрал команду, в которую вошли Деннис Бирнс, Луи Д'Амарио, Роджер Диль и он сам, чтобы посмотреть, смогут ли они найти траекторию, Галилео к Юпитеру с использованием только двухступенчатой ​​ВМС. Роджер Дил придумал использовать серию гравитационных рогаток, чтобы обеспечить дополнительную скорость, необходимую для достижения Юпитера. Это потребует Галилео пролететь мимо Венеры, а затем дважды мимо Земли. Это было названо траекторией Венера-Земля-Земля для гравитации (VEEGA).[57]

Причина, по которой никто не подумал об этом раньше, заключалась в том, что вторая встреча с Землей не дала космическому кораблю дополнительной энергии. Диль понял, что в этом нет необходимости; вторая встреча с Землей просто изменила бы ее направление, чтобы направить ее на Юпитер.[57] Помимо увеличения времени полета до шести лет, траектория VEEGA имела дополнительный недостаток с точки зрения Сеть дальнего космоса НАСА (DSN): Галилео прибудет к Юпитеру, когда он будет на максимальном расстоянии от Земли, а максимальная дальность означает минимальную мощность сигнала. Кроме того, у него будет южное склонение -23 градуса вместо северного склонения +18 градусов, поэтому главной станцией слежения будет Комплекс связи в дальнем космосе Канберры в Австралии,[58] с двумя 34-метровыми и одной 70-метровой антеннами. Это было дополнено 64-метровой антенной на Обсерватория Паркса.[59]

Галилео готовится к выпуску из Космический шатл Атлантида. В Инерционный разгонный блок (белый) прилагается.

Первоначально считалось, что траектория VEEGA требует запуска в ноябре, но Д'Амарио и Бирнс подсчитали, что коррекция среднего курса между Венерой и Землей позволит также запустить запуск в октябре.[60] такой обходной путь означал, что Галилео для достижения Юпитера потребуется шестьдесят месяцев вместо тридцати, но он туда доберется.[55] Было рассмотрено использование ВВС США Титан IV система запуска с разгонным блоком Centaur G Prime.[61] Некоторое время он использовался в качестве резервной копии, но в ноябре 1988 года ВВС США сообщили НАСА, что не могут предоставить Титан IV вовремя для возможности запуска в мае 1991 года из-за отставания в выполнении высокоприоритетных миссий Министерства обороны.[62] Тем не менее, ВВС США поставили ИУС-19, который изначально предназначался для миссии Министерства обороны, для использования Галилео миссия.[63]

В качестве даты запуска Галилео приблизился, антиядерные группы обеспокоены тем, что они считают неприемлемым риском для общественной безопасности со стороны плутоний в Галилеос радиоизотопные термоэлектрические генераторы (РИТЭГи) и модули источников тепла общего назначения (GPHS) обратились в суд с ходатайством о запрете Галилеос запуск.[64] РИТЭГи были необходимы для зондов дальнего космоса, потому что они должны были летать на расстояния от Солнца, что делало использование солнечной энергии непрактичным.[65] Они использовались в течение многих лет в исследовании планет без каких-либо неудач: министерство обороны Экспериментальные спутники Линкольна 8/9 было на 7 процентов больше плутония на борту, чем Галилео, а два Вояджер космический корабль каждая несла 80 процентов плутония.[66] К 1989 году плутоний использовался в 22 космических кораблях.[67]

Активисты вспомнили о катастрофе Советский союз ядерный Космос 954 спутник в Канаде в 1978 г., а Претендент катастрофа, хотя она не связана с ядерным топливом, повысила осведомленность общественности об отказах космических кораблей. Ни один РИТЭГ никогда не совершал неорбитального перелета мимо Земли с близкого расстояния и с большой скоростью, как Галилеос Траектория VEEGA требовала этого.Это создало новую модальность отказа миссии, которая, вероятно, повлекла за собой рассредоточение Галилеос плутоний в атмосфере Земли. Ученый Карл Саган, решительный сторонник Галилео Миссия признала, что «в этом аргументе нет ничего абсурдного».[65]

Перед Претендент После катастрофы Лаборатория реактивного движения провела ударные испытания РИТЭГов, которые показали, что они могут выдерживать давление в 14 000 килопаскалей (2000 фунтов на квадратный дюйм) без сбоев, чего было бы достаточно, чтобы выдержать взрыв на стартовой площадке. Возможность добавления дополнительной защиты была рассмотрена, но отвергнута, главным образом потому, что это добавило бы неприемлемое количество лишнего веса.[68] После Претендент катастрофы, НАСА заказало исследование возможных последствий, если такое событие произойдет с Галилео на борту. Ангус МакРональд, инженер JPL, пришел к выводу, что то, что произойдет, будет зависеть от высоты, на которой космический шаттл развалился. Если ГалилеоКомбинация IUS упала с орбитального аппарата на высоте 27 000 метров (90 000 футов), РИТЭГи упали бы на Землю, не плавясь, и упали бы в Атлантический океан примерно в 240 километрах (150 миль) от побережья Флориды. С другой стороны, если орбитальный аппарат развалится на высоте 98700 метров (323800 футов), он будет двигаться со скоростью 2425 метров в секунду (7957 футов / с), и корпуса RTG и модули GPHS расплавятся перед падением в Атлантику 640 километров (400 миль) от побережья Флориды. [69][70] НАСА пришло к выводу, что вероятность такой катастрофы составляла 1 из 2500, хотя антиядерные группы полагали, что она может достигать 1 из 430.[64][71] Риск для человека составляет 1 из 100 миллионов, что примерно на два порядка меньше, чем опасность быть убитым молнией.[72] Перспектива непреднамеренного повторного входа в атмосферу во время маневров VEEGA оценивалась менее чем в один случай на два миллиона.[66] но в результате аварии могло быть выделено до 11 568 кюри (428 000 ГБк).[73]

Миссия

Запуск

Запуск СТС-34 с Галилео на борту

Миссия по запуску Галилео был теперь назначен СТС-34 и запланировано на 12 октября 1989 года на космическом корабле "Шаттл". Атлантида. Экипаж был назначен в ноябре 1988 года. Дональд Э. Уильямс, с Майкл Дж. Маккалли как пилот, так и специалисты миссии Шеннон В. Люсид, Франклин Р. Чанг Диас и Эллен С. Бейкер.[74] Остальная часть их миссии включала наблюдения за истощение озонового слоя;[75] Галилео позже также изучит это.[76] Космический корабль был доставлен в Космический центр Кеннеди конвоем высокоскоростных грузовиков, который покинул лабораторию реактивного движения посреди ночи. Были опасения, что космический корабль может быть угнан антиядерными активистами или террористами, поэтому маршрут держался в секрете от водителей, которые ехали всю ночь и следующий день и останавливались только для еды и топлива.[77]

Попытки в последнюю минуту остановить запуск трех экологических групп были отклонены Автодром округа Колумбия. Согласно совпадающему мнению, председатель Верховного суда Патрисия Уолд написал, что, хотя юридическая проблема не была легкомысленный, не было доказательств того, что НАСА действовало ненадлежащим образом при составлении экологической оценки миссии, поэтому апелляция была отклонена по техническим причинам. 16 октября восемь протестующих были арестованы за проникновение в Космический центр Кеннеди; трое были заключены в тюрьму, а остальные пятеро отпущены.[78]

Запуск дважды откладывался; сначала из-за неисправного контроллера главного двигателя, что вынудило перенос сроков на 17 октября, а затем из-за ненастной погоды, что потребовало переноса на следующий день,[75] но это не было проблемой, поскольку окно запуска продлилось до 21 ноября.[78] Атлантида наконец стартовал в 16:53:40 универсальное глобальное время 18 октября и пошел в 343 километра; 213 миль (185 миль) на орбите.[75] Галилео был успешно развернут в 00:15 UTC 19 октября.[48] После ожога ВМС Галилео космический корабль принял свою конфигурацию для одиночного полета и отделился от IUS в 01:06:53 UTC 19 октября.[79] Запуск прошел идеально, и Галилео вскоре направился к Венере со скоростью более 14 000 км / ч (9 000 миль в час).[80] Атлантида благополучно вернулся на Землю 23 октября.[75]

Встреча с Венерой

Встреча с Венера 9 февраля был в виду Канберра и DSN Мадридские комплексы связи в дальнем космосе.[81] Галилео пролетел в 05:58:48 UTC 10 февраля 1990 г. на дальности 16106 км (10 008 миль).[79] Допплер данные, собранные DSN, позволили JPL проверить, что гравитационный маневр был успешным, и космический корабль получил ожидаемое увеличение скорости на 2,2 км / с (1,4 миль / с). К сожалению, через три часа после пролета станция слежения в Голдстоун пришлось закрыть из-за сильного ветра.[81]

Фиолетовый снимок Венеры, сделанный в феврале 1990 г. Галилеос система твердотельной визуализации (SSI)

Поскольку Венера была гораздо ближе к Солнцу, чем предполагалось использовать космический корабль, были приняты все меры, чтобы избежать теплового повреждения. В частности, X-диапазон антенна с высоким коэффициентом усиления (HGA) не развертывали, а держали сложенным, как зонтик, и направленным в сторону от Солнца, чтобы оно было в тени и прохладно. Это означало, что два маленьких S-диапазон Вместо этого пришлось использовать антенны с низким коэффициентом усиления (LGA).[82] У них была максимальная пропускная способность 1200 бит в секунду (бит / с) по сравнению с 134 кбит / с, ожидаемыми от HGA. По мере того, как космический аппарат удалялся от Земли, это также требовало использования антенн DSN на 70 метров (230 футов) в ущерб другим пользователям, которые имели более низкий приоритет, чем Галилео. Даже в этом случае скорость телеметрии по нисходящей линии связи упала до 40 бит / с в течение нескольких дней после пролета Венеры, а к марту она упала до всего 10 бит / с.[81][83]

Венера была в центре внимания многих автоматических облетов, зондов, аэростатов и посадочных аппаратов, в последнее время Магеллан космический корабль и Галилео не был разработан с учетом Венеры. Тем не менее, были полезные наблюдения, которые он мог сделать, так как он нес некоторые инструменты, которые никогда не летали на космических кораблях к Венере, например, картографический спектрометр в ближнем инфракрасном диапазоне (NIMS).[83] Телескопические наблюдения Венеры показали, что есть определенные части инфракрасного спектра, которые парниковые газы в атмосфере Венеры не блокировались, что делало их прозрачными на этих длинах волн. Это позволяло NIMS как просматривать облака, так и получать карты экваториальных и средних широт ночной стороны Венеры с разрешением в три-шесть раз выше земного. на базе телескопов.[84] Ультрафиолетовый спектрометр (UVS) также использовался для наблюдения за облаками Венеры и их движением.[84][85][86]

Другой набор наблюдений был проведен с использованием детектора энергичных частиц (EPD) Галилео, когда Галилео переехал через ударная волна вызвано взаимодействием Венеры с Солнечный ветер. Сильное магнитное поле Земли приводит к тому, что это происходит на расстоянии около 65000 километров (40000 миль) от ее центра, но слабое магнитное поле Венеры заставляет головную волну возникать почти на поверхности, поэтому солнечный ветер взаимодействует с атмосферой.[87][88] Поиск по молния на Венере был проведен с использованием детектора плазменных волн, который зафиксировал девять вспышек, которые, вероятно, были вызваны молнией, но попытки получить изображение молнии с помощью твердотельной системы визуализации (SSI) не увенчались успехом.[86]

Встречи с Землей

Flybys

Набрав скорость 8030 км / ч (4990 миль / ч), Галилео внесла две небольшие корректировки курса 9–12 апреля и 11–12 мая 1990 г.[82] Космический корабль пролетел земной шар дважды; впервые на дальности 960 км (600 миль) в 20:34:34 UTC 8 декабря 1990 г.[79] Это было всего на 8 километров (5 миль) выше, чем предполагалось, а время максимального сближения было всего на секунду. Это был первый случай, когда дальний космический зонд вернулся на Землю из межпланетного пространства.[82] Второй пролет Земли был на 303,1 км (188,3 мили) в 15:09:25 UTC 8 декабря 1992 года, что добавило 13 320 км / ч (8280 миль в час) к его совокупной скорости.[79] На этот раз космический корабль прошел в пределах километра от точки прицеливания над Южной Атлантикой. Это было настолько точно, что запланированная коррекция курса была отменена, что позволило сэкономить 5 килограммов (11 фунтов) топлива.[89]

Ударная волна Земли и солнечный ветер

Галилео снимок Земли, сделанный в декабре 1990 г.

Была возможность провести серию экспериментов. Исследование ударной волны Земли проводилось как Галилео прошел мимо дневной стороны Земли. Солнечный ветер движется со скоростью от 200 до 800 километров в секунду (от 120 до 500 миль / с) и отклоняется Магнитное поле Земли, создавая магнитный хвост на темной стороне Земли более чем в тысячу раз больше радиуса планеты. Наблюдения были сделаны Галилео когда он прошел через магнитный хвост на темной стороне Земли на расстоянии 56 000 километров (35 000 миль) от планеты. Магнитосфера в то время была достаточно активной, и Галилео обнаружены магнитные бури и свисты вызванные ударами молнии. НИМС использовался для поиска мезосферные облака, которые считаются вызванными метан выпускается промышленными процессами. Обычно их можно увидеть только в сентябре или октябре, но Галилео удалось обнаружить их в декабре, что свидетельствует о повреждении озонового слоя Земли.[90][91]

Удаленное обнаружение жизни на Земле

Астроном Карл Саган, размышляя над вопросом о том, можно ли легко обнаружить жизнь на Земле из космоса, в конце 1980-х годов разработал серию экспериментов, используя Галилеос инструменты дистанционного зондирования во время первого облета Земли в декабре 1990 года. После сбора и обработки данных Саган опубликовал статью в Природа в 1993 г. с подробным изложением результатов эксперимента. Галилео действительно нашел то, что сейчас называют «критериями жизни Сагана». К ним относятся сильное поглощение света в красном конце видимого спектра (особенно над континенты ), которое было вызвано поглощением хлорофиллом в фотосинтезирующих растениях, полосы поглощения молекулярного кислорода, что также является результатом активности растений, инфракрасные полосы поглощения, вызванные ~ 1 микромоль на крот (мкмоль / моль) метана в атмосфере Земли (газ, который необходимо восполнять за счет вулканической или биологической активности) и модулированные узкополосные передачи радиоволн, нехарактерные для любого известного природного источника. Галилеос Таким образом, эксперименты были первым средством контроля в новорожденной науке о астробиологический дистанционное зондирование.[92]

Галилео Оптический эксперимент

В декабре 1992 г. Галилеос вторая гравитационная помощь планетарный облет Земли был проведен еще один революционный эксперимент. Оптическая связь в космосе оценивалась путем регистрации световых импульсов от мощных лазеров с Галилеос ПЗС. Эксперимент, получивший название Галилео Оптический эксперимент или GOPEX,[93] использовали два отдельных узла для передачи лазерных импульсов на космический корабль, один на Обсерватория Столовой горы в Калифорнии, а другой - в Оптический диапазон Starfire в Нью-Мексико. На сайте Table Mountain использовался частота удвоена неодим -иттрий -алюминий гранат (Nd: YAG ) лазер, работающий на 985 км пути; 612 миль (532 нм) с частотой повторения от ~ 15 до 30 Гц и мощностью импульса полная ширина на половине максимальной (FWHM) в диапазоне десятков мегаватт, который был подключен к телескопу Кассегрена 0,6 м (2,0 фута) для передачи на Галилео. На полигоне Starfire использовалась аналогичная установка с большим передающим телескопом размером 4,9 фута (1,5 м). Изображения с длинной выдержкой (~ 0,1–0,8 с) с использованием Галилеос Зеленый фильтр с центром в 1040 километров (560 нм) давал изображения Земли, четко показывающие лазерные импульсы даже на расстояниях до 6 миллионов км (3,7 миллиона миль).[94]

Неблагоприятные погодные условия, ограничения на лазерную передачу в США. Оперативный центр космической обороны (СПАДОК ) и ошибка наведения, вызванная ускорением платформы сканирования на космическом корабле медленнее, чем ожидалось (что препятствовало обнаружению лазерного излучения на всех кадрах с временем экспозиции менее 400 мс), - все это способствовало сокращению количества успешных обнаружений лазерной передачи на Сделано 48 из 159 кадров. Тем не менее, эксперимент был признан ошеломляющим, и полученные данные, вероятно, будут использованы в будущем для разработки лазерных нисходящих линий связи, которые будут очень быстро отправлять большие объемы данных с космического корабля на Землю. Схема была изучена в 2004 году для передачи данных на будущий орбитальный космический корабль Марса.[94]

Лунные наблюдения

Проблема с антенной с высоким коэффициентом усиления

Иллюстрация Галилео с не полностью развернутой антенной

Один раз Галилео направляясь за пределы Земли, использовать HGA больше не было рискованно, поэтому 11 апреля 1991 г. Галилео было приказано развернуть его. Это было сделано с использованием двух небольших двигателей с двойным приводом (DDA), и ожидалось, что это займет 165 секунд или 330 секунд в случае отказа одного из них. Они бы водили червячный редуктор. Антенна имела 18 графитово-эпоксидных ребер, и когда приводной двигатель запускался и давил на ребра, они должны были выскочить из чашки, в которой держались их кончики, и антенна раскладывалась, как зонтик. Когда он достиг полностью развернутой конфигурации, резервный микровыключатели выключил бы моторы. В противном случае они будут работать в течение восьми минут, прежде чем автоматически отключатся, чтобы предотвратить их перегрев.[95][96]

Через телеметрию от Галилео, исследователи определили, что электродвигатели остановились на 56 секунде, скорость вращения космического корабля уменьшилась, а его колебания увеличились. выскочило только 15 ребер, в результате чего антенна выглядела как покосившийся полуоткрытый зонтик. Первое предложение состояло в том, чтобы снова сложить антенну и снова попробовать последовательность открытия. Это было невозможно; Хотя двигатели могли работать в обратном направлении, антенна не была предназначена для этого, и когда это было сделано на Земле, требовалась помощь человека, чтобы проволочная сетка не зацепилась. Позже было обнаружено, что каждый раз DDA обеспечивает меньший крутящий момент, поэтому после пяти операций развертывания и складывания крутящий момент DDA был вдвое меньше исходного значения.[97]

Первым делом Галилео Команда попыталась повернуть космический корабль от Солнца и обратно, исходя из предположения, что проблема заключалась в трении, удерживающем штыри в гнездах. Если это так, то нагревание и охлаждение ребер может привести к их выскальзыванию из гнезд. Это было сделано семь раз, но безрезультатно. Затем он попытался повернуть LGA-2 (который был обращен в направлении, противоположном HGA и LGA-1) на 145 градусов до резкой остановки, тем самым сотрясая космический корабль. Это было сделано шесть раз безрезультатно. Наконец, они попытались встряхнуть антенну, включив двигатели DDA на 1,25 и 1,875 Гц. Это увеличило крутящий момент до 40 процентов. В течение трех недель в декабре 1992 г. и январе 1993 г. на двигатели воздействовали 13000 импульсов, но удалось сдвинуть ШВП только на полтора оборота за пределы точки остановки.[97][98]

Галилео с открытой антенной с высоким коэффициентом усиления

Следователи пришли к выводу, что за 4,5 года Галилео потрачено на хранение после Претендент катастрофа, смазочные материалы между кончиками ребер и чашкой были истерзаны и изношены вибрация во время трех путешествий по пересеченной местности на грузовике между Калифорнией и Флоридой для космического корабля.[99] Неисправные нервюры были ближайшими к прицепам-платформам, перевозившим Галилео в этих поездках.[100] Использование наземного транспорта было частично связано с сокращением затрат - это потребовало бы дополнительных 65 000 долларов США (что эквивалентно 119 000 долларов США в 2019 году) или около того за поездку, - но также для уменьшения объема погрузочно-разгрузочных работ, необходимых для погрузки и разгрузки самолета, что считалось большой риск повреждения.[101] Космический аппарат также подвергался сильной вибрации в условиях вакуума со стороны ВМС. Эксперименты на Земле с тестовым HGA показали, что наличие набора прилипших ребер с одной стороны снижает крутящий момент DDA до 40 процентов.[100]

Смазки для антенн применялись только один раз, которые космический корабль строили, не проверяли и не заменяли перед запуском. HGA был единственным в своем роде. Был тестовый HGA, но это не была резервная копия, которую можно было установить в Галилео. Готовый к полету HGA никогда не подвергался тепловым оценочным испытаниям и был развернут только полдюжины или около того раз перед полетом. Но тестирование могло и не выявить проблемы; то Исследовательский центр Льюиса никогда не смог воспроизвести проблему на Земле, и предполагалось, что это была комбинация потери смазки во время транспортировки, вибрации во время запуска ВМС и продолжительного периода времени в космическом вакууме, где могло произойти прикосновение к голому металлу. холодная сварка.[102]

К счастью, LGA-1 был способен передавать информацию обратно на Землю, хотя, поскольку он передавал сигнал изотропно, это пропускная способность было значительно меньше, чем было бы у антенны с большим усилением; антенна с высоким коэффициентом усиления должна была передавать на 134килобиты в секунду, тогда как LGA-1 предназначался только для передачи примерно от 8 до 16 бит в секунду. LGA-1, передаваемый с мощностью от 15 до 20 Вт, который к тому времени, когда он достиг Земли и был получен одной из 70-метровых антенн DSN с большой апертурой, имел общую мощность около -170 дБмВт или 10 зептоватт ( 1020 Вт).[103] За счет реализации сложных технологий, размещения нескольких антенн Deep Space Network и повышения чувствительности приемников, используемых для прослушивания Галилеос сигнал, скорость передачи данных была увеличена до 160 бит в секунду.[104][105] За счет дальнейшего использования сжатия данных эффективная полоса пропускания может быть увеличена до 1000 бит в секунду.[105][106]

Данные, собранные на Юпитере и его спутниках, хранились в бортовом магнитофоне космического корабля и передавались обратно на Землю в течение длительного времени. апоапсис часть орбиты зонда с помощью антенны с низким усилением. В то же время были сделаны измерения магнитосферы Юпитера и переданы обратно на Землю. Уменьшение доступной полосы пропускания уменьшило общий объем данных, передаваемых в ходе миссии,[104] но Уильям Дж. О'Нил, Галилеос менеджер проекта с 1992 по 1997 год,[107] выразили уверенность, что 70 процентов Галилеос научные цели все еще могут быть достигнуты.[108][109]

Встречи с астероидами

951 Гаспра

951 Гаспра (улучшенная окраска)

Через два месяца после входа в пояс астероидов, Галилео совершил первую встречу с астероидом космическим кораблем,[110] прохождение Астероид S-типа 951 Гаспра на расстояние 1604 км (997 миль) в 22:37 UTC 29 октября 1991 г. при относительной скорости около 8 км в секунду (5,0 миль / с).[79] Всего с помощью SSI было получено 57 снимков Гаспры, покрывающих около 80% астероида.[111] Без HGA скорость передачи данных составляла всего около 40 бит / с, поэтому для передачи изображения на Землю требовалось до 60 часов. В Галилео Проект смог обеспечить 80 часов 70-метровой антенны Канберры в период с 7 по 14 ноября 1991 года,[112] но большинство сделанных изображений, включая изображения большей части поверхности с низким разрешением, не передавались на Землю до ноября 1992 года.[110]

На снимках было обнаружено изрезанное кратерами тело неправильной формы размером примерно 19 на 12 на 11 километров (11,8 на 7,5 на 6,8 миль).[111] Его форма не отличалась от астероида такого размера.[113] Измерения были проведены с использованием NIMS для определения состава и физических свойств астероида.[114] В то время как в Гаспре много маленьких кратеров - более 600 из них размером от 100 до 500 метров (от 330 до 1640 футов) - больших кратеров нет, что указывает на относительно недавнее происхождение.[110] Однако не исключено, что некоторые из депрессий были размытыми кратерами. Возможно, самой удивительной особенностью были отдельные относительно плоские плоские области.[113] Измерения солнечного ветра в окрестностях астероида показали, что он меняет направление на несколько сотен километров от Гаспры, что указывает на то, что у него может быть магнитное поле, но это не было достоверным.[110]

243 Ида и Дактиль

243 Ида, с его луной Дактилем справа

После второй встречи с Землей, Галилео провел близкие наблюдения за другим астероидом, 243 Ида в 16:52:04 UTC 28 августа 1993 г. на расстоянии 2410 км (1500 миль). Измерения проводились с Галилео с использованием SSI и NIMS. Изображения показали, что у Иды была маленькая луна диаметром около 1,6 км (0,99 мили), которая появилась на 46 изображениях.[115][116]

Был проведен конкурс по выбору названия для луны, которое в конечном итоге было названо Дактилем в честь легендарного Дактилои; кратеры на Дактиле названы в честь отдельных дактилоев. Районы на 243 Иде были названы в честь городов, где Иоганн Палиса, обнаружение 243 Иды, сделал свои наблюдения, в то время как хребты на 243 Ида были названы в честь умершего Галилео Члены команды.[117] Дактиль был первым астероид луна обнаруженный. Ранее считалось, что спутники астероидов редки. Открытие дактиля намекало на то, что на самом деле они могут быть довольно обычными. После последующего анализа этих данных Дактиль оказался астероидом S-типа и спектрально отличался от 243 Ида. Была выдвинута гипотеза, что и то, и другое могло появиться в результате распада Коронис родительское тело.[115][116]

Требование использовать LGA привело к скорости передачи данных 40 бит / с, и это только с 28 августа по 29 сентября 1993 года и с февраля по июнь 1994 года. Галилеос магнитофон использовался для хранения изображений, но место на магнитной ленте также требовалось для основной миссии Юпитера. Был разработан метод, при котором фрагменты изображения состоят из двух или трех строк из каждых 330. Затем можно было определить, было ли изображение размером 243 Ида или пустым пространством. В конечном итоге только около 16 процентов зарегистрированных данных SSI можно было отправить обратно на Землю.[118]

Путешествие к Юпитеру

Комета Шумейкера – Леви 9

Четыре изображения Юпитера и Комета Шумейкера – Леви 9 в видимом свете, принятом Галилео на2 13-секундные интервалы с расстояния 238 миллионов километров (148×10^6 ми)

Галилеос Основная миссия заключалась в двухлетнем изучении системы Юпитера, но пока она была в пути, появилась необычная возможность. 26 марта 1993 г. астрономы-ищущие кометы Кэролайн С. Шумейкер и Юджин М. Шумейкер и Дэвид Х. Леви обнаружил фрагменты кометы, вращающейся вокруг Юпитера. Это были остатки кометы, прошедшей в Предел Роша Юпитера, и был разорван приливные силы. Он был назван Комета Шумейкера – Леви 9. Расчеты показали, что он упадет на планету где-то между 16 и 24 июля 1994 года. Галилео все еще находился далеко от Юпитера, он был идеально расположен для наблюдения за этим событием, в то время как наземным телескопам пришлось ждать, чтобы увидеть места столкновения, когда они повернулись в поле зрения, потому что это произойдет на ночной стороне Юпитера.[119]

Вместо того, чтобы сгореть в атмосфере Юпитера, как ожидалось, первый из 21 фрагмента кометы ударил планету со скоростью около 320000 километров в час (200000 миль в час) и взорвался огненным шаром высотой 3000 километров (1900 миль), который легко различить с помощью земных телескопов. хотя это было на ночной стороне планеты. Удар оставил на планете серию темных шрамов, примерно в два или три раза больше Земли, которые сохранялись в течение нескольких недель. Когда Галилео наблюдал удар в ультрафиолетовом свете, он длился около десяти секунд, а в инфракрасном - 90 секунд и более. Когда осколок попал в планету, общая яркость Юпитера увеличилась примерно на 20 процентов. NIMS наблюдала, как один осколок создал огненный шар диаметром 7 километров (4,3 мили), который горел с температурой 8000 К (7730 ° C; 13940 ° F), что было горячее, чем поверхность Солнца.[120]

Развертывание зонда

В Галилео зонд отделился от орбитального аппарата в 03:07 UTC 13 июля 1995 г.[2] за пять месяцев до встречи с планетой 7 декабря.[121] К этому моменту космический корабль находился еще в 83 миллиона километров (52×10^6 миль) от Юпитера, но 664 миллиона километров (413×10^6 mi) с Земли, а телеметрия с космического корабля, летящего на скорость света, чтобы добраться до JPL, потребовалось 37 минут. Крошечный Доплеровский сдвиг в сигнале порядка нескольких сантиметров в секунду указывало, что разделение было выполнено. В Галилео орбитальный аппарат все еще шел на встречу с Юпитером. Ранее корректировки курса делались с использованием двенадцати 10-ньютонных (2,2 фунта)ж) подруливающих устройств, но когда зонд уже в пути, Галилео орбитальный аппарат теперь мог запустить свой 400-ньютонный (90 фунтовж) Messerschmitt-Bölkow-Blohm главный двигатель, который до этого был покрыт зондом. 27 июля в 07:38 по Гринвичу он был впервые запущен для размещения Галилео орбитальный аппарат на пути к выходу на орбиту вокруг Юпитера, откуда он будет выполнять роль ретранслятора связи для Галилео зонд. В Галилео руководитель проекта исследования Марси Смит из Исследовательский центр Эймса, был уверен, что эту роль может выполнять LGA-1. Ожог длился пять минут и восемь секунд и изменил скорость Галилео орбитальный аппарат на 61,9 метра в секунду (203 фут / с).[122][123]

Песчаная буря

В августе 1995 г. Галилео орбитальный аппарат столкнулся с сильной пыльной бурей 63 миллиона километров (39×10^6 mi) от Юпитера, который прошел несколько месяцев. Обычно детектор пыли космического корабля улавливал частицу пыли каждые три дня; теперь он обнаруживает до 20 000 частиц в день. С межпланетными пыльными бурями ранее сталкивались Улисс космический зонд, который три года назад пролетел мимо Юпитера во время своей миссии по изучению полярных областей Солнца, но те, с которыми столкнулся Галилео были более настойчивыми. Частицы пыли были размером с частицы сигаретного дыма и имели скорость от 140 000 до 720 000 километров в час (от 90 000 до 450 000 миль в час) в зависимости от их размера. Существование пыльных бурь стало полной неожиданностью для ученых. Хотя данные из обоих Ulysess и Галилео намекнул, что они возникли где-то в системе Юпитера, но оставалось загадкой, как они возникли и как они ускользнули от сильных гравитационных и электромагнитных полей Юпитера.[124][125]

Аномалия магнитофона

Провал Галилеос Антенна с высоким коэффициентом усиления означала, что хранение данных на магнитофоне для последующего сжатия и воспроизведения было абсолютно необходимо для получения любой существенной информации от облетов Юпитера и его спутников. Это была четырехколесная, 114-мегабайт цифровой магнитофон, производства Odetics Corporation.[126] 11 октября он застрял в режиме перемотки на 15 часов, прежде чем инженеры узнали, что произошло, и смогли отправить команды, чтобы выключить его. Хотя сам магнитофон все еще был в рабочем состоянии, неисправность могла привести к повреждению отрезка ленты на конце катушки. Этот участок ленты был объявлен "закрытым" для любой будущей записи данных и был покрыт еще 25 витками ленты, чтобы закрепить этот участок и уменьшить любые дополнительные напряжения, которые могли бы его порвать. Потому что это произошло всего за несколько недель до этого Галилео вышла на орбиту вокруг Юпитера, аномалия побудила инженеров пожертвовать сбором данных почти всех Ио и Европа наблюдения во время фазы вывода на орбиту, чтобы сосредоточиться исключительно на регистрации данных, отправленных со спуска зонда Юпитера.[127]

Юпитер

Пребытие

Галилео исследовательская миссия

В Галилео Магнитометры Обитера сообщили, что космический корабль столкнулся с головной волной магнитосферы Юпитера 16 ноября 1995 года, когда он находился еще в 15 миллионах километров (9,3 миллиона миль) от Юпитера. Носовая волна не была стационарной, а двигалась туда-сюда в ответ на порывы солнечного ветра, и поэтому многократно пересекалась с 16 по 26 ноября, к тому времени она находилась на расстоянии 9 миллионов километров (5,6 миллиона миль) от Юпитера.[128]

7 декабря 1995 года орбитальный аппарат прибыл в систему Юпитера. В тот день он пролетел 32 500 километров (20 200 миль) над Европой в 11:09 UTC, а затем пролетел 890 километров (550 миль) над Ио в 15:46 UTC, используя гравитацию Ио, чтобы снизить его скорость, и тем самым сохранить топливо для использования позже в миссии. В 19:54 он максимально приблизился к Юпитеру. Электроника орбитального аппарата была хорошо защищена от радиации, но радиация превзошла все ожидания и почти достигла проектных ограничений космического корабля. Одна из навигационных систем вышла из строя, но ее взяла на себя резервная. Большинство космических аппаратов-роботов реагируют на сбои, войдя в безопасный режим и ожидая дальнейших указаний с Земли, но, как минимум, через два часа, это было невозможно для Галилео.[128]

Зонд

Облака Юпитера - ожидаемые и фактические результаты Галилео исследовательская миссия

Между тем, зонд проснулся в ответ на сигнал тревоги в 16:00 UTC и начал подавать питание на свои инструменты. Он прошел через кольца Юпитера и столкнулся с ранее неоткрытым поясом радиации, в десять раз мощнее земного Радиационный пояс Ван Аллена.[129] Проходя через верхнюю часть облаков Юпитера, он начал передавать данные на орбитальный аппарат, находящийся на высоте 215 000 километров (134 000 миль) выше.[130] Сообщение не было немедленно передано на Землю, но с орбитального аппарата был передан единственный бит в качестве уведомления о том, что сигнал от зонда был получен и записан, что с LGA займет несколько дней.[129] В 22:04 UTC зонд начал погружение в атмосферу, определенную для этой цели как на 450 километров (280 миль) выше уровня давления 1 бар (100 кПа), поскольку у Юпитера нет твердой поверхности.[131]

Атмосферный зонд раскрыл свой парашют на пятьдесят три секунды позже, чем предполагалось, что привело к небольшой потере показаний верхних слоев атмосферы. Это было связано с проблемами проводки с акселерометром, который определил, когда начинать последовательность развертывания парашюта.[130][132] Парашют снизил скорость зонда до 430 километров в час (270 миль в час). Сигнал от зонда больше не был обнаружен орбитальным аппаратом через 61,4 минуты. Считалось, что зонд продолжал падать с предельной скоростью, но температура поднялась до 1700 ° C (3090 ° F), а давление до 5000 стандартных атмосфер (510 000 кПа), полностью разрушив его.[133]

Семь научных инструментов зонда дали большой объем информации. Зонд зафиксировал очень сильный ветер. Ученые ожидали обнаружить скорость ветра до 350 километров в час (220 миль в час), но скорость ветра до 530 километров в час (330 миль в час). Подразумевается, что ветры не производят тепло, выделяемое солнечным светом или конденсацией водяного пара (основные причины на Земле), а являются результатом внутреннего источника тепла. Уже было хорошо известно, что атмосфера Юпитера в основном состоит из водорода, но облака аммиак и сульфид аммония оказались намного тоньше, чем ожидалось, и облака водяного пара не были обнаружены. Обилие азот, углерод и сера в три раза больше Солнца, что повышает вероятность того, что они были получены от других тел Солнечной системы,[134][135] но низкое содержание воды ставит под сомнение теории о том, что вода на Земле была получена из комет.[136]

Молния была намного меньше, чем ожидалось, всего лишь около одной десятой от уровня активности на Земле, но это соответствовало отсутствию водяного пара. Более удивительным было большое количество благородные газы, аргон, криптон и ксенон, с содержанием до трех раз больше, чем на Солнце. Чтобы Юпитер мог улавливать эти газы, он должен был быть намного холоднее, чем сегодня, около -240 ° C (-400,0 ° F), что предполагает, что либо Юпитер когда-то был намного дальше от Солнца, либо этот межзвездный мусор, который Солнечная система образовалась из гораздо более холодного, чем предполагалось.[137]

Орбитальный аппарат

Анимация Галилеос траектория вокруг Юпитера с 1 августа 1995 г. по 30 сентября 2003 г.
  Галилео ·   Юпитер ·   Ио ·   Европа ·   Ганимед ·   Каллисто

После сбора данных зонда Галилео Следующей задачей орбитального корабля было замедлить движение, чтобы не выйти за пределы Солнечной системы. Последовательность ожогов, начавшаяся в 00:27 UTC 8 декабря и продолжавшаяся 49 минут, снизила скорость космического корабля на 400 метров в секунду (1300 футов / с) и вышла на 198-дневную парковочную орбиту. В Галилео Затем орбитальный аппарат стал первым искусственным спутником Юпитера.[138] Большая часть его начальной 7-месячной орбиты была занята передачей данных с зонда обратно на Землю. Когда орбитальный аппарат достиг своего аподжев 26 марта 1996 г. главный двигатель был запущен снова, чтобы увеличить орбиту с четырехкратного радиуса Юпитера до десяти раз. К этому времени орбитальный аппарат получил половину радиации, предусмотренной планом миссии, и более высокая орбита должна была сохранить инструменты как можно дольше за счет ограничения радиационного воздействия.[139]

Космический корабль облетел Юпитер в вытянутой форме. эллипсы, продолжительность каждого обращения около двух месяцев. Различное расстояние от Юпитера, обеспечиваемое этими орбитами, позволило Галилео пробовать различные части обширной планеты магнитосфера. Орбиты были предназначены для облета крупнейших спутников Юпитера крупным планом. Для орбит была разработана схема наименования: код с первой буквой луны, встречающейся на этой орбите (или «J», если ничего не встречалось), плюс номер орбиты.[140]

После завершения основной миссии 7 декабря 1997 года большая часть персонала миссии уехала, включая О'Нила, но примерно пятая часть из них осталась. В Галилео орбитальный аппарат начал расширенную миссию, известную как Галилео Европейская миссия (GEM), которая действовала до 31 декабря 1999 года. Это была недорогостоящая миссия с бюджетом в 30 миллионов долларов (что эквивалентно 45 миллионам долларов в 2019 году). У небольшой команды не было ресурсов для решения проблем, но когда они возникали, она могла временно отозвать бывших членов команды для интенсивных усилий по их решению. Космический корабль совершил несколько облетов Европа, Каллисто и Ио. При каждом пролете космический корабль собирал данные за два дня вместо семи, которые он собрал во время первого полета. В радиация окружающая среда возле Ио, которая Галилео приблизился на 201 км (125 миль) 26 ноября 1999 г. на орбите I25, был очень вреден для здоровья. Галилеос системы, и поэтому эти облеты были сохранены для расширенной миссии, когда потеря космического корабля была бы более приемлемой.[141]

К тому времени, когда GEM закончился, большая часть космического корабля работала за пределами своих первоначальных характеристик, поглотив в три раза большее радиационное воздействие, чем оно было рассчитано выдерживать. Многие инструменты больше не работали с максимальной производительностью, но все еще работали, поэтому второе расширение, Галилео Миссия Миллениума (GMM) была утверждена. Планировалось, что он продлится до марта 2001 года, но впоследствии был продлен до января 2003 года. GMM включал повторные посещения Европы, Ио, Ганимеда и Каллисто, а также впервые Амальтея.[142]

Аномалии, связанные с радиацией

Внутренняя магнитосфера Юпитера и радиационные пояса

Уникально суровая радиационная среда Юпитера вызвала более 20 аномалий в течение Галилеос миссии, в дополнение к инцидентам, раскрытым ниже. Несмотря на то, что космический аппарат превысил расчетный предел излучения по крайней мере в три раза, все эти аномалии удалось пережить. В конце концов были найдены обходные пути для всех этих проблем, и Галилео никогда не выходил из строя полностью из-за излучения Юпитера. Пределы излучения для Галилеос компьютеры были основаны на данных, полученных от Пионеры 10 и 11, так как большая часть проектных работ велась до двух Путешественники прибыл на Юпитер в 1979 году.[143]

Типичный эффект излучения заключался в том, что некоторые научные инструменты пострадали. шум находясь в пределах 700 000 км от Юпитера. Камера SSI начала давать полностью белые изображения, когда на космический корабль попал исключительный Выброс корональной массы "День взятия Бастилии" в 2000 году, и повторил это снова при последующих близких подходах к Юпитеру. {{sfn | Fieseler | Ardalan | Frederickson | 2002 | pp = 2748-2751} Кварцевый кристалл, используемый в качестве эталона частоты для радио, претерпевал постоянные сдвиги частоты с каждым Юпитером. подход.[144] Детектор спина отказал, и выход гироскопа космического корабля был искажен радиационной средой.[145]

Самыми серьезными эффектами излучения были утечки тока где-то в силовой шине космического корабля, скорее всего, через кисти в подшипник вращения соединяющие роторную и статорную секции орбитального аппарата. Эти утечки тока привели к перезагрузке бортового компьютера и его переходу в безопасный режим. Сбросы произошли, когда космический корабль находился либо близко к Юпитеру, либо в области космического пространства, находящейся ниже Юпитера по магнитному полю. В апреле 1999 года в программное обеспечение было внесено изменение, которое позволило бортовому компьютеру обнаруживать эти сбросы и автономно восстанавливаться, чтобы избежать безопасного режима.[146]

Проблемы с магнитофоном

Регулярное техническое обслуживание магнитофона заключалось в том, чтобы наматывать ленту наполовину и обратно, чтобы предотвратить ее прилипание.[147] В ноябре 2002 года, после завершения единственной встречи миссии с спутником Юпитера Амальтеей, проблемы с воспроизведением магнитофона снова преследовали. Галилео. Примерно через 10 минут после максимального сближения пролета Амальтеи, Галилео прекратил сбор данных, отключил все свои инструменты и перешел в безопасный режим, по-видимому, в результате воздействия интенсивной радиационной среды Юпитера. Хотя большая часть данных Amalthea уже была записана на магнитную ленту, было обнаружено, что записывающее устройство отказывалось отвечать на команды, говорящие ему о воспроизведении данных.[148]

После нескольких недель поиска и устранения неисправностей идентичной запасной части регистратора на земле, было установлено, что причиной неисправности было снижение светового потока в трех инфракрасных приборах Optek OP133. светодиоды (Светодиоды), расположенные в приводной электронике двигателя регистратора кодировщик колесо. В арсенид галлия Светодиоды были особенно чувствительны к протон -облучение атомная решетка дефекты смещения, которые значительно снизили их эффективную светоотдачу и заставили электронику приводного двигателя ошибочно полагать, что колесо энкодера двигателя было неправильно расположено.[149]

Галилеос Затем летная группа начала серию "отжиг «сеансы, в которых ток пропускался через светодиоды в течение нескольких часов, чтобы нагреть их до точки, при которой некоторые дефекты кристаллической решетки вернутся на место, увеличивая тем самым световой поток светодиода. Примерно через 100 часов отжига и воспроизведения циклов рекордер мог работать до часа за раз.После многих последующих циклов воспроизведения и охлаждения полная передача обратно на Землю всех записанных данных пролета Амальтеи была успешной.[150]

Ио

Тваштар Катена на Ио, показывая изменения в горячих точках между 1999 и 2000 годами

Ганимед

Европа

11 декабря 2013 года НАСА сообщило на основании результатов Галилео миссия, обнаружение "глинистые минералы " (конкретно, филлосиликаты ), часто ассоциируемый с органические материалы на ледяной корке Европа. Присутствие минералов могло быть результатом столкновения с астероид или же комета, по мнению ученых.[151]

Амальтея

Иллюстрация Галилео вход в атмосферу Юпитера

Два года интенсивной радиации Юпитера сказались на системах космического корабля, и в начале 2000-х его запас топлива был на исходе.

Галилеос камеры были отключены 17 января 2002 г. после того, как они получили непоправимые радиационные повреждения. Инженеры НАСА смогли восстановить поврежденную электронику магнитофона, и Галилео продолжал возвращать научные данные до тех пор, пока в 2003 году его не сняли с орбиты, проведя последний научный эксперимент: измерение Амальтея масса, когда космический корабль пролетел мимо нее.

Галилео пролетел над Амальтеей 5 ноября 2002 года во время ее 34-го витка, что позволило измерить массу Луны, когда она проходила в пределах 163 ± 11,7 км (101,3 ± 7,3 мили) от ее поверхности.[152]Последнее открытие произошло во время последних двух витков миссии. Когда космический корабль прошел орбиту луны Юпитера Амальтея, звездный сканер обнаружил неожиданные вспышки света, которые были отражениями от лун. Ни одна из отдельных лунок не была надежно обнаружена дважды, следовательно, орбиты не были определены, а лунки не соответствовали требованиям Международного астрономического союза для получения обозначений.[153] Считается, что эти луны, скорее всего, являются обломками, выброшенными из Амальтеи, и образуют тонкое и, возможно, временное кольцо.[154]

Звездный сканер

Галилеос Звездный сканер представлял собой небольшой оптический телескоп, обеспечивающий абсолютную ориентацию. Он также случайно сделал несколько научных открытий.[155] В основной миссии было обнаружено, что звездный сканер может обнаруживать частицы высоких энергий как шумовой сигнал. Эти данные в конечном итоге были откалиброваны, чтобы показать, что в частицах преобладали электроны с энергией> 2 МэВ (0,32 пДж), которые были захвачены в магнитных поясах Юпитера и отправлены в Систему планетарных данных.

Второе открытие произошло в 2000 году. Сканер наблюдал за набором звезд, в том числе звездой второй величины. Дельта Велорум. В какой-то момент эта звезда потускнела на 8 часов ниже порога обнаружения звездного сканера. Последующий анализ Галилео данные и работа астрономов-любителей и профессиональных астрономов показали, что Delta Velorum - самый яркий из известных затмевающий двоичный, ярче на максимум, чем даже Алгол.[156] Первичный период составляет 45 дней, а затемнение видно невооруженным глазом.

Конец миссии и уход с орбиты

14 апреля 2003 г. Галилео достигла наибольшего орбитального расстояния от Юпитера за всю миссию с момента выхода на орбиту, 26 миллионов км (16 миллионов миль), прежде чем нырнуть обратно в сторону газового гиганта для его окончательного удара.[157]

Галилео не был стерилизован перед запуском и мог переносить бактерии с Земли. Поэтому был сформулирован план отправки зонда непосредственно на Юпитер в случае преднамеренного столкновения, чтобы исключить возможность любого столкновения со спутниками Юпитера и предотвратить столкновение с ним. прямое загрязнение.

По завершении своего 35-го и последнего витка вокруг системы Юпитера, Галилео столкнулся с газовым гигантом в темноте к югу от экватора 21 сентября 2003 года в 18:57 UTC. Его скорость удара составляла приблизительно 173 700 км / ч (108 000 миль / ч).[158] Общая стоимость миссии составила около 1,4 млрд долларов США.[159][160]

Основные выводы

  • Галилео сделал первое наблюдение аммиак облака в атмосфере другой планеты. Атмосфера создает частицы аммиачного льда из материала, поднимающегося с более низких глубин.
  • Луна Ио было подтверждено наличие обширной вулканической активности, которая в 100 раз больше, чем на Земле. Жара и частота извержений напоминают раннюю Землю.
  • Сложные взаимодействия плазмы в атмосфере Ио создают огромные электрические токи, которые соединяются с атмосферой Юпитера.
  • Несколько строк доказательств из Галилео поддерживают теорию о том, что жидкие океаны существуют под Европа ледяная поверхность.
  • Ганимед обладает собственным значительным магнитным полем - это первый известный спутник, у которого оно есть.
  • Галилео магнитные данные свидетельствуют о том, что Европа, Ганимед и Каллисто иметь слой жидкой соленой воды под видимой поверхностью.
  • Существуют доказательства того, что Европа, Ганимед и Каллисто имеют тонкий атмосферный слой, известный как «поверхностный слой». экзосфера '.
  • Юпитера кольцевая система образован пылью, поднимаемой межпланетными метеороиды врезаться в планету четыре маленьких внутренних луны. На самом деле самое внешнее кольцо представляет собой два кольца, одно встроенных в другое. Наверное, есть отдельное кольцо вдоль Амальтея орбита тоже.
  • В Галилео космический аппарат определил глобальную структуру и динамику гигантской планеты магнитосфера.

Космический корабль

Схема Галилеос основные компоненты

В Лаборатория реактивного движения построил Галилео космический корабль и управлял Галилео миссия для НАСА. Западная Германияс Messerschmitt-Bölkow-Blohm поставил двигательный модуль. НАСА Исследовательский центр Эймса управлял атмосферным зондом, который был построен Hughes Aircraft Company.[2]

При запуске орбитальный аппарат и зонд вместе имели массу 2562 кг (5648 фунтов) и высоту 6,15 м (20,2 фута).[2] Одна секция космического корабля повернулась на триоб / мин, сохраняя Галилео стабильная и вмещающая шесть инструментов, которые собирали данные со многих разных направлений, включая инструменты полей и частиц. Другая часть космического корабля представляла собой зонтичную антенну с высоким коэффициентом усиления шириной 4,8 метра (16 футов), на которую периодически передавались данные. Вернувшись на землю, оперативная группа миссии использовала программное обеспечение, содержащее 650 000 строк программного кода в процессе проектирования орбитальной последовательности; 1 615 000 строк при расшифровке телеметрии; и 550 000 строк кода в навигации.

Обработка команд и данных (CDH)

Подсистема CDH была активно резервированной, с двумя параллельными шины системы передачи данных работает постоянно.[161] Каждая системная шина данных (также известная как строка) состояла из одних и тех же функциональных элементов, состоящих из мультиплексоров (MUX), модулей высокого уровня (HLM), модулей низкого уровня (LLM), преобразователей мощности (ПК), объемной памяти (BUM). , подсистема управления данными, объемная память (DBUM), временные цепи (TC), петли фазовой автоподстройки частоты (PLL), Голай кодеры (GC), аппаратные декодеры команд (HCD) и критические контроллеры (CRC).

Подсистема CDH отвечала за выполнение следующих функций:

  1. декодирование команд восходящей линии связи
  2. выполнение команд и последовательностей
  3. выполнение ответных мер защиты от сбоев на уровне системы
  4. сбор, обработка и форматирование данных телеметрии для передачи по нисходящей линии связи
  5. перемещение данных между подсистемами через системную шину данных

Космический корабль контролировали шесть RCA 1802 КОСМАК микропроцессор Процессоры: четыре на стороне вращения и два на стороне удаления. Каждый процессор имел тактовую частоту около 1,6 МГц и производился на сапфир (кремний на сапфире ), что является радиационная и статическая стойкость материал идеален для эксплуатации космических аппаратов. Этот микропроцессор был первым маломощным CMOS чип процессора, вполне сопоставимый с 8-битным 6502, который встраивался в Яблоко II настольный компьютер в это время.

Система управления ориентацией и артикуляцией Galileo (AACSE) контролировалась двумя Itek Бортовые компьютеры с передовыми технологиями (ATAC), построенные с использованием радиационно-стойких 2901s. AACSE можно было перепрограммировать в полете, отправив новую программу через подсистему команд и данных.

Галилеос программное обеспечение системы ориентации было написано в HAL / S язык программирования,[162] также используется в Программа Space Shuttle.[163]Объем памяти, предоставляемой каждым BUM, составлял 16 КБ баран, в то время как каждая DBUM обеспечивала 8 КБ ОЗУ. В подсистеме CDH было два BUM и два DBUM, и все они находились на вращающейся стороне космического корабля. BUM и DBUM обеспечивают хранилище для последовательностей и содержат различные буферы для данных телеметрии и обмена данными между шинами.

Каждый HLM и LLM были построены на одном микропроцессоре 1802 и 32 КБ ОЗУ (для HLM) или 16 КБ ОЗУ (для LLM). Два HLM и два LLM находились на стороне раскрутки, а два LLM - на стороне удаления.

Таким образом, общий объем памяти, доступный для подсистемы CDH, составлял 176 КБ ОЗУ: 144 КБ было выделено на стороне вращения и 32 КБ на стороне удаления.

Каждый HLM отвечал за следующие функции:

  1. обработка команд восходящего канала
  2. обслуживание часов космического корабля
  3. перемещение данных по системной шине данных
  4. выполнение сохраненных последовательностей (таблицы событий времени)
  5. контроль телеметрии
  6. восстановление после ошибок, включая мониторинг системы защиты от сбоев и реагирование

Каждый LLM отвечал за следующие функции:

  1. собирать и форматировать инженерные данные из подсистем
  2. обеспечивать возможность выдачи кодированных и дискретных команд пользователям космических аппаратов
  3. распознавать недопустимые условия на входах состояния
  4. выполнять некоторые функции защиты системы от сбоев

HCD получил командные данные от подсистемы модуляции / демодуляции, декодировал эти данные и передал их в HLM и CRC.

CRC контролировал конфигурацию элементов подсистемы CDH. Он также контролировал доступ к двум системным шинам данных других подсистем космического корабля. Кроме того, CRC подает сигналы, чтобы разрешить определенные критические события (например, разделение зонда).

GC предоставили Голай кодирование данных с помощью оборудования.

TC и PLL установили синхронизацию в подсистеме CDH.

Движение

Галилеос двигательный модуль

Подсистема силовой установки состояла из 400N главный двигатель и двенадцать подруливающих устройств 10 Н, вместе с топливным баком, резервуарами для хранения и наддува и связанной с ними водопроводной системой. Подруливающие устройства 10 Н устанавливались группами по шесть на двух двухметровых стрелах. Топливо для системы составляло 925 кг (2039 фунтов) монометилгидразин и четырехокись азота. Два отдельных резервуара вмещали еще 7 кг (15 фунтов) гелий давление. Подсистема двигательной установки была разработана и построена Messerschmitt-Bölkow-Blohm и предоставлена ​​Западной Германией, основным международным партнером в Project Галилео.[164]

Электричество

В то время, солнечные панели были непрактичны на расстоянии Юпитера от Солнца; космическому кораблю потребовалось бы как минимум 65 квадратных метров (700 квадратных футов) панелей. Химические батареи также будут чрезмерно большими из-за технологических ограничений. Решение было два радиоизотопные термоэлектрические генераторы (РИТЭГи), питавшие космический корабль от радиоактивного распада плутоний-238. Тепло, выделяемое этим распадом, было преобразовано в электричество через твердотельные Эффект Зеебека. Это обеспечило надежный и долговечный источник электричества, не подверженный влиянию холода и полей высокой радиации в системе Юпитера.

Каждый ГПЗ-РИТЭГ, установленный на стреле длиной 5 метров (16 футов), нес 7,8 кг (17 фунтов) 238
Пу
.[66] Каждый РИТЭГ содержал 18 отдельных модулей источников тепла, и каждый модуль заключал в себя четыре таблетки оксид плутония (IV), а керамика материал устойчивый к растрескиванию. Модули были спроектированы таким образом, чтобы выдержать ряд потенциальных аварий: взрыв или пожар ракеты-носителя, повторный вход в атмосферу с последующим столкновением с землей или водой и ситуации после столкновения. Внешнее покрытие графит обеспечивала защиту от структурных, термических и эрозионных сред при потенциальном повторном входе. Дополнительные графитовые компоненты обеспечивали защиту от ударов, а иридий Облицовка топливных элементов обеспечивала локализацию после удара. На момент запуска РИТЭГи вырабатывали около 570 Вт. Первоначально выходная мощность снижалась со скоростью 0,6 Вт в месяц и составляла 493 Вт, когда Галилео прибыл на Юпитер.

Обзор приборов

Мозаика изображений Европы, созданная из нескольких изображений Galileo

На вращающейся части космического корабля были установлены научные приборы для измерения полей и частиц, а также основные антенна, блок питания, двигательный модуль и большая часть Галилеос компьютеры и управляющая электроника. Шестнадцать инструментов общим весом 118 кг (260 фунтов) включали магнитометр датчики, установленные на стреле длиной 11 м (36 футов) для минимизации помех от космического корабля; а плазма прибор для регистрации заряженных частиц низких энергий и детектор плазменных волн для исследования волн, генерируемых частицами; детектор частиц высоких энергий; и детектор космического и юпитерианского пыль. Он также имел счетчик тяжелых ионов, инженерный эксперимент по оценке потенциально опасных сред с заряженными частицами, через которые пролетал космический корабль, и крайний ультрафиолет детектор, связанный с УФ-спектрометром на платформе сканирования.

Инструменты секции демонтажа включали систему камер; то ближний инфракрасный картографический спектрометр для создания мультиспектральных изображений для химического анализа атмосферы и лунной поверхности; ультрафиолетовый спектрометр для исследования газов; фотополяриметр-радиометр для измерения лучистой и отраженной энергии. Система камеры была разработана для получения изображений спутников Юпитера с разрешением от 20 до 1000 раз лучше, чем Вояджерс лучше, потому что Галилео подлетел ближе к планете и ее внутренним спутникам, и потому что более современные CCD датчик в Галилеос камера была более чувствительной и имела более широкую полосу определения цвета, чем видиконы из Вояджер.

Детали приборов

Раздел Despun

Твердотельный имидж-сканер (SSI)
Твердотельный имидж-сканер

SSI представлял собой твердотельную камеру с разрешением 800 на 800 пикселей, состоящую из массива кремниевых датчиков, называемых устройство с зарядовой связью (ПЗС). Оптическая часть камеры представляла собой модифицированную запасную часть летательного аппарата. Вояджер узкоугольная камера, построенная как Телескоп Кассегрена.[165] Свет собирался главным зеркалом и направлялся во вторичное зеркало меньшего размера, которое направляло его через отверстие в центре главного зеркала на ПЗС-матрицу. ПЗС-сенсор был защищен от радиация, особая проблема в суровой юпитерианской магнитосфере. Экранирование осуществлялось с помощью слоя толщиной 10 мм (0,4 дюйма). тантал окружают ПЗС-матрицу, за исключением тех мест, где свет попадает в систему. Для получения изображений на определенных длинах волн использовалось восьмипозиционное колесо фильтров. Затем изображения были объединены в электронном виде на Земле для получения цветных изображений. Спектральный отклик SSI находился в диапазоне примерно от 400 до 1100 нм. SSI весил 29,7 кг (65 фунтов) и потреблял в среднем 15 Вт энергии.[166][167][168]

Картографирующий спектрометр в ближнем инфракрасном диапазоне (NIMS)
Картографирующий спектрометр в ближнем инфракрасном диапазоне

Инструмент NIMS был чувствителен к 0,7-5,2-микрометр длина волны инфракрасный свет, перекрывающий диапазон длин волн SSI. Телескоп, связанный с НИМС, был полностью отражающим (с использованием только зеркал и без линз) с апертурой 229 мм (9 дюймов). В спектрометр НИМС использовали решетку для рассеивания света, собираемого телескопом. Рассеянный спектр света фокусировался на детекторах индий, антимонид и кремний. NIMS весил 18 кг (40 фунтов) и потреблял в среднем 12 Вт мощности.[169][170]

Ультрафиолетовый спектрометр / Экстремальный ультрафиолетовый спектрометр (UVS / EUV)
Ультрафиолетовый спектрометр

В Телескоп Кассегрена UVS имел апертуру 250 мм (9,8 дюйма) и собирал свет от объекта наблюдения. Оба прибора UVS и EUV использовали линейчатую решетка рассеять этот свет для спектрального анализа. Затем этот свет прошел через выходную щель в фотоумножитель трубки, которые производили импульсы или «брызги» электронов. Эти электронные импульсы были подсчитаны, и эти подсчетные числа составили данные, которые были отправлены на Землю. УВС был установлен на Галилеос платформа сканирования и может быть направлена ​​на объект в инерциальном пространстве. EUV был установлен на секции прядения. В качестве Галилео повернувшись, EUV наблюдал узкую полоску пространства, перпендикулярную оси вращения. Два прибора вместе весили около 9,7 кг (21 фунт) и потребляли мощность 5,9 Вт.[171][172]

Фотополяриметр-радиометр (ППР)

PPR имел семь радиометрических полос. Один из них не использовал никаких фильтров и наблюдал за всем приходящим излучением, как солнечным, так и тепловым. Другой диапазон пропускал только солнечное излучение. Разница между солнечно-тепловым и каналом, работающим только на солнечной энергии, дает общее тепловое излучение. PPR также измерялся в пяти широкополосных каналах, охватывающих спектральный диапазон от 17 до 110 микрометров. Радиометр давал данные о температуре атмосферы Юпитера и спутников. Конструкция прибора была основана на конструкции прибора, летящего на Пионерка Венера космический корабль. Отражающий телескоп с апертурой 100 мм (4 дюйма) собирал свет и направлял его на серию фильтров, и оттуда измерения проводились детекторами PPR. PPR весил 5,0 кг (11,0 фунта) и потреблял около 5 Вт энергии.[173][174]

Закрученный раздел

Подсистема детектора пыли (DDS)
Подсистема детектора пыли

Подсистема детектора пыли (DDS) использовалась для измерения массы, электрического заряда и скорости поступающих частиц. Массы пылевых частиц, которые может обнаружить DDS, составляют от 1016 до 107 граммы. Скорость этих маленьких частиц может быть измерена в диапазоне от 1 до 70 километров в секунду (от 0,6 до 43,5 миль / с). Инструмент может измерять скорость удара от 1 частицы за 115 дней (10 мегасекунд) до 100 частиц в секунду. Такие данные использовались для определения происхождения и динамики пыли в пределах магнитосфера. DDS весил 4,2 кг (9,3 фунта) и потреблял в среднем 5,4 Вт мощности.[175][176]

Детектор энергетических частиц (EPD)

Детектор энергетических частиц (EPD) был разработан для измерения количества и энергии ионов и электронов, энергия которых превышает примерно 20кэВ (3.2 fJ ). EPD может также измерять направление движения таких частиц и, в случае ионов, определять их состав (является ли ион кислород или же сера, Например). В EPD использовались кремниевые твердотельные детекторы и время полета детекторная система для измерения изменений в популяции энергичных частиц на Юпитере в зависимости от положения и времени. Эти измерения помогли определить, как частицы получали свою энергию и как они переносились через магнитосферу Юпитера. EPD весил 10,5 кг (23 фунта) и потреблял в среднем 10,1 Вт мощности.[177][178]

Счетчик тяжелых ионов (HIC)
Счетчик тяжелых ионов

Фактически, HIC представлял собой переупакованную и обновленную версию некоторых частей запасной части летательного аппарата. Вояджер Система космических лучей. HIC обнаружил тяжелые ионы с использованием стопок пластин монокристаллического кремния. HIC может измерять тяжелые ионы с энергиями от 6 МэВ (1 пДж) до 200 МэВ (32 пДж) на нуклон. Этот диапазон включал все атомные вещества между углерод и никель. HIC и EUV имели общий канал связи и, следовательно, им приходилось делить время наблюдения. HIC весил 8,0 кг (17,6 фунта) и потреблял в среднем 2,8 Вт мощности.[179][180]

Магнитометр (MAG)
Магнитометр

В магнитометр (MAG) использовали два набора по три датчика. Три датчика позволили получить три ортогональных компонента магнитное поле измеряемое сечение. Один комплект был расположен на конце стрелы магнитометра и в этом положении был примерно в 11 м (36 футов) от оси вращения космического корабля. Второй набор, предназначенный для обнаружения более сильных полей, находился на расстоянии 6,7 м (22 фута) от оси вращения. Стрела использовалась для удаления МАГ в непосредственной близости от Галилео минимизировать магнитные эффекты от космического корабля. Однако не все эти эффекты можно устранить, отодвинув инструмент. Вращение космического корабля использовалось для отделения естественных магнитных полей от инженерных полей. Другой источник потенциальной ошибки в измерениях - изгиб и скручивание длинной стрелы магнитометра. Чтобы учесть эти движения, калибровочная катушка была жестко установлена ​​на космическом корабле для создания эталонного магнитного поля во время калибровок. Магнитное поле на поверхности Земли имеет силу около 50 000нТл. На Юпитере набор внешних (11 м) датчиков мог измерять напряженность магнитного поля в диапазоне от ± 32 до ± 512 нТл, в то время как встроенный (6,7 м) набор был активен в диапазоне от ± 512 до ± 16 384 нТл. Эксперимент MAG весил 7,0 кг (15,4 фунта) и потреблял 3,9 Вт мощности.[181][182]

Подсистема плазменных волн
Подсистема плазмы (PLS)

PLS использовал семь полей зрения для сбора заряженные частицы для анализа энергии и массы. Эти поля зрения покрывали большинство углов от 0 до 180 градусов, расходясь веером от оси вращения. При вращении космического корабля каждое поле обзора проходило через полный круг. PLS измеряет частицы в диапазоне энергий от 0,9 до 52 000эВ (От 0,14 до 8 300aJ ). PLS весил 13,2 кг (29 фунтов) и потреблял в среднем 10,7 Вт мощности.[183][184]

Подсистема плазменных волн (PWS)

Электрический дипольная антенна использовался для изучения электрических полей плазма, а две магнитные антенны поисковой катушки изучали магнитные поля. Электродипольная антенна была установлена ​​на конце штанги магнитометра. Магнитные антенны поисковой катушки устанавливались на антенный фидер с большим усилением. Практически одновременные измерения спектра электрического и магнитного поля позволили электростатические волны отличаться от электромагнитные волны. PWS весил 7,1 кг (16 фунтов) и потреблял в среднем 9,8 Вт.[185][186]

Галилео Зонд

Иллюстрация Галилео Зонд
Схема Галилео Зонд

Зонд весом 339 кг (747 фунтов) был построен Hughes Aircraft Company[187] на своем Эль-Сегундо, Калифорния растения и имели размер около 1,3 метра (4,3 фута) в диаметре. Внутри зонда тепловой экран Спускаемый модуль с его научными приборами был защищен от сильной жары и давления во время его высокоскоростного путешествия в атмосферу Юпитера со скоростью 47,8 км / с (29,7 миль / с).[132]

Последующие миссии

Пока Галилео работал, Кассини – Гюйгенс Облетел планету в 2000 году по пути к Сатурну, а также собирал данные о Юпитере. Улисс прошел мимо Юпитера в 1992 и 2004 годах во время миссии по изучению полярных областей Солнца. Новые горизонты также прошел мимо Юпитера в 2007 году для гравитационной помощи на пути к Плутону, и он также собирал данные о планете. Следующей миссией на орбиту Юпитера была Юнона космический корабль в июле 2016 года.

Юнона

НАСА Юнона космический аппарат, запущенный в 2011 году и запланированный на двухлетний тур по системе Юпитера, успешно завершил выведение на орбиту Юпитера 4 июля 2016 года.[188]

Europa Orbiter (отменен)

Был запасной Галилео космический корабль, который был рассмотрен группой исследования внешних планет НАСА-ЕКА в 1983 году для миссии на Сатурн, но он был пропущен в пользу новой конструкции, которая стала Кассини – Гюйгенс.[189] Еще до Галилео В заключение НАСА сочло Europa Orbiter,[190] что была миссия на Луну Юпитера Европа, но его отменили в 2002 году.[191]

Исследователь ледяных лун Юпитера

ЕКА также планирует вернуться к системе Юпитера с Исследователь ледяных лун Юпитера (СОК), который предназначен для вывода на орбиту Ганимеда в 2020-х годах.[192] Было несколько других попыток миссий, которые были посвящены системе Юпитера или включались в нее как часть их плана миссии, но не вышли из стадии планирования.

Europa Clipper

После отмены Europa Orbiter изучалась более дешевая версия. Это привело к Europa Clipper утверждается в 2015 году; в настоящее время его планируется запустить в середине 2020-х годов.

Европа Лендер

Концепция посадочного модуля, называемая просто Европа Лендер оценивается Лабораторией реактивного движения. По состоянию на 2019 год эта посадочная миссия на Европу остается концепцией, и некоторые средства были выделены на разработку и созревание инструмента.[193][194]

Галерея изображений системы Юпитер

Истинные и ложные цветные изображения облачных слоев Юпитера
Большое красное пятно на 757 нм, 415 нм, 732 нм и 886 нм
Юпитерианская молния среди облаков, освещенных лунным светом Ио
Четверка Галилеевы луны: Ио, Европа, Ганимед и Каллисто
Кольца Юпитера. Увеличенное изображение сверху показывает ореол кольцевых частиц, подвешенных мощным электромагнитным полем Юпитера.
Внутренняя луна Амальтея
Внутренняя луна Фива

Примечания

  1. ^ «Последний день на Галилее - воскресенье, 21 сентября 2003 г.». НАСА / Лаборатория реактивного движения через Spaceref.com. 19 сентября 2003 г.. Получено 18 декабря, 2016.
  2. ^ а б c d е ж грамм час я j k л м п о п "Прибытие Галилея Юпитера" (PDF) (Пресс-кит). НАСА / Лаборатория реактивного движения. Декабрь 1995 г.
  3. ^ Beyer, P.E .; О'Коннор, Р. С.; Мадгуэй, Д. Дж. (15 мая 1992 г.). «Ранний круиз Галилея, включая Венеру, Первую Землю и встречи с Гаспрой» (PDF). Отчет о телекоммуникациях и сборе данных. НАСА / Лаборатория реактивного движения: 265–281. Отчет о ходе реализации ТДА 42-109.
  4. ^ "Пресс-кит" Галилео о завершении миссии " (PDF). Получено 29 октября, 2011.
  5. ^ "В глубине & 124; Юпитер". НАСА Исследование Солнечной системы. Получено 27 октября, 2020.
  6. ^ Мельцер 2007, стр. 9-10.
  7. ^ Фландро, Г.А. (1965). "Быстрые разведывательные миссии к внешней части Солнечной системы с использованием энергии, полученной из гравитационного поля Юпитера" (PDF). Astronautica Acta. 12 (4). ISSN  0094-5765. Получено 28 октября, 2011.
  8. ^ Мельцер 2007, п. 28.
  9. ^ Мельцер 2007, стр. 21-22.
  10. ^ Мельцер 2007, стр. 24-28.
  11. ^ Мельцер 2007 С. 28-29.
  12. ^ "NSSDCA: Информация о проекте" Вояджер ". НАСА. Получено 27 октября, 2020.
  13. ^ Мельцер 2007 С. 29-30.
  14. ^ а б Мельцер 2007 С. 32-33.
  15. ^ "50-летние мужчины и женщины НАСА". НАСА. Получено 28 октября, 2020.
  16. ^ Доусон и Боулз 2004 С. 190–191.
  17. ^ Мельцер 2007 С. 30-32.
  18. ^ Уилфорд, Джон Ноубл (3 октября 1973 г.). «Выпущена испытательная ракета для исследования планет». Нью-Йорк Таймс. Получено 8 октября, 2020.
  19. ^ Mudgway 2001, п. 294.
  20. ^ а б c Боулз 2002, п. 420.
  21. ^ а б c d е ж Хеппенгеймер 2002 С. 368–370.
  22. ^ Мельцер 2007, п. 82.
  23. ^ а б Хеппенгеймер 2002 С. 330–335.
  24. ^ Мельцер 2007 С. 33-36.
  25. ^ Мельцер 2007, п. 38.
  26. ^ Портри, Дэвид С. Ф. (24 марта 2012 г.). "Какой должен был быть шаттл: полетный манифест в октябре 1977 года". Проводной. Получено 30 октября, 2020.
  27. ^ Мельцер 2007, п. 41.
  28. ^ О'Тул, Томас (11 августа 1979 г.). «В проекте« Галилео »появятся новые препятствия для исследования Юпитера». Вашингтон Пост. Получено 11 октября, 2020.
  29. ^ Мельцер 2007, п. 42.
  30. ^ «Базовый план назначения полета STS». Цифровые коллекции библиотеки Джона Х. Эванса. Получено 31 октября, 2020.
  31. ^ а б Мельцер 2007 С. 46–47.
  32. ^ а б О'Тул, Томас (19 сентября 1979 г.). "НАСА откладывает полет к Юпитеру в 1982 году". Вашингтон Пост. Получено 11 октября, 2020.
  33. ^ а б Мельцер 2007, п. 43.
  34. ^ Янсон и Ричи 1990, п. 250.
  35. ^ Мельцер 2007 С. 49-50.
  36. ^ «Видение в темноте. Темы астрономии. Свет как космическая машина времени». PBS. Получено 12 октября, 2020.
  37. ^ а б Мельцер 2007 С. 50–51.
  38. ^ Уолдроп 1982, п. 1013.
  39. ^ "Одобрен пролет астероида 29" (Пресс-релиз). НАСА. 17 января 1985 г. 1062. Архивировано с оригинал 6 октября 2008 г.
  40. ^ Мельцер 2007 С. 66–67.
  41. ^ Мельцер 2007 С. 68–69.
  42. ^ Хитт и Смит 2014 С. 282–285.
  43. ^ Несбитт, Стив (31 мая 1985 г.). "НАСА назначает летные экипажи для Улисс, Галилео Миссии » (PDF) (Пресс-релиз). НАСА. 85-022. Получено 17 октября, 2020.
  44. ^ Несбитт, Стив (19 сентября 1985 г.). «НАСА назначает экипажи для предстоящих космических полетов» (PDF) (Пресс-релиз). НАСА. 85-035. Получено 17 октября, 2020.
  45. ^ Эванс, Бен (7 мая 2016 г.). «Готовность к компромиссу: 30 лет со дня миссии« Звезды Смерти »(Часть 1)». AmericaSpace. Получено 18 октября, 2020.
  46. ^ Мельцер 2007 С. 72–77.
  47. ^ Доусон и Боулз 2004 С. 206–207.
  48. ^ а б c Мельцер 2007, п. 78.
  49. ^ Роджерс 1986 С. 160–162.
  50. ^ Мельцер 2007 С. 176–177.
  51. ^ Мельцер 2007, п. 79.
  52. ^ Доусон и Боулз 2004 С. 216–218.
  53. ^ Мельцер 2007, п. 93.
  54. ^ Мельцер 2007, п. 177.
  55. ^ а б Макфарлинг, Уша Ли (24 сентября 2003 г.). «НАСА прощается со стойким Галилео: корабль намного продержался дольше запланированного срока службы и дало ученым новое представление о Юпитере и его спутниках». Гринсборо. Получено 7 ноября, 2020.
  56. ^ Споттс, Питер Н. (3 декабря 1987 г.). «Миссия НАСА« Галилео »устраняет препятствия для путешествия к Юпитеру. Пролетая мимо Венеры, зонд может многое узнать о« парниковом эффекте ».'". Christian Science Monitor. Получено 7 ноября, 2020.
  57. ^ а б Мельцер 2007, стр. 293-294.
  58. ^ Mudgway 2001, п. 301.
  59. ^ Тейлор, Чунг и Со, 2002, п. 23.
  60. ^ Мельцер 2007, п. 157.
  61. ^ Доусон и Боулз 2004, п. 215.
  62. ^ Управление космической науки и приложений 1989, п. 2-19.
  63. ^ Bangsund & Knutson 1988, п. 10-12.
  64. ^ а б Броуд, Уильям Дж. (10 октября 1989 г.). «Группы протестуют против использования плутония на Галилео». Нью-Йорк Таймс. Получено 4 ноября, 2020.
  65. ^ а б Саган, Карл (9 октября 1989 г.). «Галилео: запускать или не запускать?». Получено 4 ноября, 2020.
  66. ^ а б c "Что в РИТЭГе?". НАСА. Архивировано из оригинал 11 апреля 2010 г.. Получено 15 мая, 2011.
  67. ^ «Плутоний доставлен Галилеем». Новый ученый. 10 июня 1989 г.. Получено 4 ноября, 2020.
  68. ^ Мельцер 2007, п. 77.
  69. ^ Портри, Дэвид С. Ф. (18 декабря 2012 г.). «Если бы Галилей упал на Землю (1988)». Проводной. Получено 4 ноября, 2020.
  70. ^ МакРональд, Ангус Д. (15 апреля 1988 г.). Галилео: неконтролируемый выход на орбитальный корабль СС (PDF) (Отчет). НАСА. JPL D-4896. Получено 4 ноября, 2020.
  71. ^ Управление космической науки и приложений 1989, п. 2-23.
  72. ^ Управление космической науки и приложений 1989, п. 2-24.
  73. ^ Управление космической науки и приложений 1989, п. 4-18.
  74. ^ Карр, Джеффри (10 ноября 1988 г.). «Названы четыре новых экипажа челнока (СТС-32, СТС-33, СТС-34, СТС-35)» (PDF) (Пресс-релиз). НАСА. 88-049. Получено 5 ноября, 2020.
  75. ^ а б c d «Архив миссии: СТС-34». НАСА. 18 февраля 2010 г.. Получено 7 января, 2017.
  76. ^ Мельцер 2007, п. 159.
  77. ^ Мельцер 2007, п. 69.
  78. ^ а б Сойер, Кэти (17 октября 1989 г.). "Галилео старт близок". Вашингтон Пост. Получено 5 ноября, 2020.
  79. ^ а б c d е "PDS: Информация о миссии". НАСА. Получено 9 ноября, 2020.
  80. ^ «Галилей совершил путешествие на 292 500 миль к Венере». Вашингтон Пост. Получено 5 ноября, 2020.
  81. ^ а б c Mudgway 2001, п. 306.
  82. ^ а б c Мельцер 2007, п. 152.
  83. ^ а б Джонсон и др. 1991 г., п. 1516.
  84. ^ а б Джонсон и др. 1991 г., п. 1517.
  85. ^ Карлсон и др. 1991 г., стр. 1541-1544.
  86. ^ а б Belton et al. 1991 г., стр. 1531-1536.
  87. ^ Уильямс и др., 1991 С. 1525-1528.
  88. ^ Мельцер 2007 С. 154-157.
  89. ^ Мельцер 2007, п. 164.
  90. ^ "Совместное исследование удара Земли из лука". НАСА. Получено 14 ноября, 2020.
  91. ^ Мельцер 2007 С. 158-159.
  92. ^ Саган и др. 1993 г. С. 715–721.
  93. ^ "GOPEX SPIE 1993 (отредактировано)" (PDF). Архивировано из оригинал (PDF) 21 июля 2011 г.. Получено 15 мая, 2011.
  94. ^ а б «НАСА будет тестировать лазерную связь с марсианским космическим кораблем». Space.com. 15 ноября 2004 г.. Получено 15 мая, 2011.
  95. ^ Джонсон 1994 С. 362-366.
  96. ^ Мельцер 2007 С. 171-172.
  97. ^ а б Джонсон 1994, п. 372.
  98. ^ Мельцер 2007, п. 181.
  99. ^ "Процессы Галилея". Космический полет сейчас.
  100. ^ а б Мельцер 2007 С. 177-178.
  101. ^ Мельцер 2007, п. 183.
  102. ^ Мельцер 2007 С. 182-183.
  103. ^ "Галилео ЧАСТО ЗАДАВАЕМЫЕ ВОПРОСЫ - Галилеос Антенны ». .jpl.nasa.gov. Получено 15 мая, 2011.
  104. ^ а б Саркисян, Джон М. (ноябрь 1997 г.). "Тропы Паркс Галилео". Тринити-колледж Дублина. Получено 20 декабря, 2016.
  105. ^ а б «Программа передовых систем и миссия Галилео на Юпитер». Архивировано из оригинал 14 июня 2011 г.
  106. ^ «НАСА - NSSDCA - Космический корабль - Детали PDMP».
  107. ^ Мельцер 2007, п. 201.
  108. ^ Mudgway 2001, п. 312.
  109. ^ «Телеком Галилео с использованием антенны космического корабля с низким коэффициентом усиления» (PDF). НАСА. 24 ноября 2011 г. [1996]. Архивировано из оригинал (PDF) 24 ноября 2011 г.. Получено 29 января, 2012.
  110. ^ а б c d Мельцер 2007, стр. 161-164.
  111. ^ а б Veverka et al. 1994 г., п. 2.
  112. ^ Veverka et al. 1994 г., п. 7.
  113. ^ а б Veverka et al. 1994 г., п. 8.
  114. ^ Гранахан 2011 С. 265-272.
  115. ^ а б Белтон и др., 1996 г., стр. 2-3.
  116. ^ а б Chapman et al. 1995 г., стр. 783-785.
  117. ^ Белтон и др., 1996 г., п. 10.
  118. ^ Белтон и др., 1996 г., п. 7.
  119. ^ Мельцер 2007 С. 188-189.
  120. ^ Мельцер 2007, с. 190-191.
  121. ^ Д'Амарио, Брайт и Волк 1992, п. 24.
  122. ^ "Критический запуск двигателя успешен для Галилео, ограниченного Юпитером" (Пресс-релиз). НАСА. Получено 16 ноября, 2020.
  123. ^ Мельцер 2007, стр. 194-195.
  124. ^ Исбель, Дуглас; Уилсон, Джеймс Х. «Галилей, летящий сквозь пыльную бурю» (Пресс-релиз). Лаборатория реактивного движения НАСА. 95-147. Получено 16 ноября, 2020.
  125. ^ Мельцер 2007, стр.195–196.
  126. ^ "Галилео FAQ - Магнитофон ". НАСА. Архивировано из оригинал 3 апреля 2011 г.. Получено 15 мая, 2011.
  127. ^ "Галилео в пути после восстановления магнитофона" (Пресс-релиз). НАСА. 26 октября 1995 г.. Получено 13 ноября, 2018.
  128. ^ а б Мельцер 2007 С. 201-202.
  129. ^ а б Мельцер 2007 С. 202-204.
  130. ^ а б Харланд 2000, п. 105.
  131. ^ Молодой 1998, п. 22,776.
  132. ^ а б Дуглас Исбелл и Дэвид Морс (22 января 1996 г.). "Результаты исследования зонда Галилео". JPL. Получено 4 марта, 2016.CS1 maint: использует параметр авторов (связь)
  133. ^ Мельцер 2007 С. 204-205.
  134. ^ "Научное резюме миссии зонда Галилео". НАСА. Архивировано из оригинал 21 февраля 2006 г.
  135. ^ "Результаты исследования зонда Галилео". НАСА. Получено Двадцать первое ноября, 2020.
  136. ^ Сойер, Кэти (23 января 1996 г.). «Юпитер сохраняет атмосферу таинственности; неожиданные данные Галилея могут привести к появлению новых теорий планетарного образования». Вашингтон Пост. Вашингтон, округ Колумбия, стр. А.03.
  137. ^ «Результаты исследования Галилео предполагают, что у Юпитера было древнее, холодное прошлое» (Пресс-релиз). НАСА. 17 ноября 1999 г.. Получено Двадцать первое ноября, 2020.
  138. ^ "Исследование Солнечной системы - Галилео". НАСА. Архивировано из оригинал 6 октября 2012 г.. Получено 24 апреля, 2012.
  139. ^ Мельцер 2007 С. 208-209.
  140. ^ Мельцер 2007, стр. 232-233.
  141. ^ Мельцер 2007, стр. 234-237.
  142. ^ Мельцер 2007, стр. 237-238.
  143. ^ Томайко 1988 г., п. 200.
  144. ^ Физелер, Ардалан и Фредериксон, 2002 г., стр. 2743-2744.
  145. ^ Физелер, Ардалан и Фредериксон, 2002 г., стр. 2744-2746.
  146. ^ "Обзор хоста инструмента". НАСА. 1999. Архивировано с оригинал 15 марта 2016 г.. Получено 29 ноября, 2012.
  147. ^ Мельцер 2007, п. 226.
  148. ^ «Регистратор данных Galileo все еще не работает». Космический полет сейчас. 25 ноября 2002 г.. Получено 13 ноября, 2018.
  149. ^ Swift et al. 2003 г., стр.1991–1993.
  150. ^ Swift et al. 2003 г., стр.1993–1997.
  151. ^ Кук, Цзя-Жуй ок. (11 декабря 2013 г.). «Глиноподобные минералы, обнаруженные на ледяной корке Европы». НАСА. Получено 11 декабря, 2013.
  152. ^ Мельцер 2007, п. 238.
  153. ^ Fieseler, P.D .; Ардалан, С. М. (4 апреля 2003 г.). «Объекты возле Юпитера V (Амальтея)». Циркуляр МАС. Центральное бюро астрономических телеграмм. 8107. 2. Bibcode:2003IAUC.8107 .... 2F. Архивировано из оригинал 2 марта 2014 г.. Получено 12 октября, 2014.
  154. ^ Fieseler, P.D .; Адамс, О. У .; Вандермей, Н .; Theilig, E. E .; Schimmels, K. A .; Lewis, G.D .; Ardalan, S.M .; Александр, К. Дж. (2004). "Наблюдения с помощью звездного сканера Галилео в Амальтее". Икар. 169 (2): 390. Bibcode:2004Icar..169..390F. Дои:10.1016 / j.icarus.2004.01.012.
  155. ^ "Наука с помощью звездного сканера Галилео" В архиве 19 июля 2008 г. Wayback Machine. Mindspring.com. Проверено 8 декабря 2012 года.
  156. ^ "IBVS 4999 (7 ​​декабря 2000 г.)". Konkoly.hu. Получено 15 мая, 2011.
  157. ^ Сайт наследия Галилео. НАСА, 2010. Проверено 24 апреля 2012 г.
  158. ^ Питер Бонд, Космический полет сейчас, 21 сентября 2003 г.
  159. ^ Кэти Сойер (17 декабря 1991 г.). «Антенна Галилео все еще застряла». Вашингтон Пост: A14; Кэти Сойер (18 декабря 1991 г.). «Миссия« Галилео »за 1,4 миллиарда долларов выглядит испорченной». Вашингтон Пост: A3 в Миссия на Юпитер. с.180.
  160. ^ Галилей: факты и цифры. NASA.gov. Проверено 12 ноября 2012 года.
  161. ^ Севиорек, Даниэль (1998). Надежные компьютерные системы. Натик, Массачусетс, США: А. К. Питерс. стр.683. ISBN  1-56881-092-X.
  162. ^ Томайко 1988 г., п. 199.
  163. ^ Томайко 1988 г., п. 110.
  164. ^ Инженерное дело В архиве 13 июня 2008 г. Wayback Machine
  165. ^ «Твердотельное изображение (SSI)». НАСА. Получено 19 ноября, 2020.
  166. ^ «SSI - твердотельное изображение». .jpl.nasa.gov. Получено 15 мая, 2011.
  167. ^ Сайт группы SSI Imaging.
  168. ^ «Исследование Солнечной системы: Галилео Устаревший сайт ". Galileo.jpl.nasa.gov. Получено 15 мая, 2011.
  169. ^ «НИМС - картографический спектрометр ближнего инфракрасного диапазона». .jpl.nasa.gov. Получено 15 мая, 2011.
  170. ^ Сайт группы НИМС В архиве 10 октября 1999 г. Wayback Machine.
  171. ^ «EUVS - спектрометр экстремального ультрафиолета». .jpl.nasa.gov. Получено 15 мая, 2011.
  172. ^ Сайт группы EUV.
  173. ^ «ППР - Фотополяриметр-Радиометр». .jpl.nasa.gov. Получено 15 мая, 2011.
  174. ^ Сайт команды PPR В архиве 21 июля 2004 г. Wayback Machine.
  175. ^ «DDS - Подсистема детектора пыли». .jpl.nasa.gov. Получено 15 мая, 2011.
  176. ^ «Космическая пыль: вестники из дальних миров». mpi-hd.mpg.de. Стереоскопическая система высокой энергии. Архивировано из оригинал 10 февраля 2007 г.. Получено 10 декабря, 2012. DSI через Штутгартский университет
  177. ^ «ЭПД - Детектор энергичных частиц». JPL. Получено 15 мая, 2011.
  178. ^ Галилео EPD. JHUAPL.edu.
  179. ^ «HIC - Счетчик тяжелых ионов». .jpl.nasa.gov. Получено 15 мая, 2011.
  180. ^ Сайт группы HIC.
  181. ^ «МАГ - Магнитометр». .jpl.nasa.gov. Получено 15 мая, 2011.
  182. ^ Сайт команды MAG В архиве 21 июля 2004 г. Wayback Machine.
  183. ^ «ПЛС - Плазменная подсистема». .jpl.nasa.gov. Получено 15 мая, 2011.
  184. ^ Сайт команды PLS В архиве 10 февраля 2007 г. Wayback Machine.
  185. ^ «PWS - плазменная волновая подсистема». .jpl.nasa.gov. Получено 15 мая, 2011.
  186. ^ «Галилео PWS». UIowa.edu. Проверено 4 декабря 2012 года.
  187. ^ "Пресс-релиз и реклама Hughes Science / Scope, извлеченные из архива Flight Global 23 мая 2010 г.". flightglobal.com. Получено 15 мая, 2011.
  188. ^ «График запуска шаттлов и ракет НАСА». НАСА. Архивировано из оригинал 18 февраля 2011 г.. Получено 17 февраля, 2011.
  189. ^ Национальный исследовательский совет; Европейский комитет космических наук (1998). «Примеры американо-европейских миссий». Американо-европейское сотрудничество в области космической науки. Национальная академия прессы. п. 61. Дои:10.17226/5981. ISBN  978-0-309-05984-8.
  190. ^ Людвински, Ян М .; Гуман, Марк Д .; Johannesen, Jennie R .; Митчелл, Роберт Т .; Staehle, Роберт Л. (1998). Проект миссии Europa Orbiter. 49-й Международный астрономический конгресс. 28 сентября - 2 октября 1998 г. Мельбурн, Австралия. HDL:2014/20516. IAF 98-Q.2.02.
  191. ^ Бергер, Брайан (4 февраля 2002 г.). "НАСА убивает орбитальный аппарат" Европа "; обновляет исследования планет". Space.com. Архивировано из оригинал 24 мая 2009 г.
  192. ^ «Миссия JUICE получила зеленый свет для следующего этапа развития». Европейское космическое агентство. 27 ноября 2014 г.
  193. ^ Европа Лендер Лаборатория реактивного движения, НАСА. Доступ 24 сентября 2019 г.
  194. ^ Обзор концепции миссии Europa Lander. (PDF) Грейс Тан-Ван, Стив Селл. Лаборатория реактивного движения, НАСА. AbSciCon2019, Бельвью, Вашингтон - 26 июня 2019 г.

Рекомендации

  • Bangsund, Ed; Кнутсон, Роберт (1 апреля 1988 г.). STS 30, 34 и 44 - Возрождение планетарных миссий. Материалы космического конгресса. Получено 6 ноября, 2020.
  • Белтон, Майкл Дж. С .; Gierasch, Peter J .; Смит, Майкл Д .; Гельфенштейн, Пол; Schinder, PaulJ .; Поллак, Джеймс Б .; Ярости, Кэти А .; Ингерсолл, Эндрю П .; Klaasen, Kenneth P .; Веверка, Иосиф; Гнев, Клиффорд Д .; Карр, Майкл Х .; Chapman, Clark R .; Дэвис, Мертон Э .; Fanale, Fraser P .; Грили, Рональд; Гринберг, Ричард; Глава, Джеймс В. III; Моррисон, Дэвид; Нойкум, Герхард; Пилчер, Карл Б. (27 сентября 1991 г.). "Изображения колоды Венеры с облаками Галилея". Наука, Новые серии. 253, (5027): 1531–1536. ISSN  0036-8075.CS1 maint: лишняя пунктуация (связь)
  • Белтон, Майкл Дж.С .; Chapman, Clark R .; Klaasen, Kenneth P .; Харч, Энн П .; Томас, Питер С .; Веверка, Иосиф; McEwen, Alfred S .; Паппалардо, Роберт Т. (1996). ""Встреча Галилея с 243 Ида: Обзор эксперимента по визуализации ". Икар. 120 (1): 1–19. Дои:10.1006 / icar.1996.0032. ISSN  0019-1035.
  • Боулз, Марк (2002). «Затмил трагедией: судьба спаривания шаттла и кентавра». В Лауниус, Роджер Д.; Дженкинс, Деннис Р. (ред.). Достичь высоких границ: история американских ракет-носителей. Лексингтон, Кентукки: Издательство Университета Кентукки. С. 415–442. ISBN  0-8131-2245-7. OCLC  49873630.
  • Chapman, Clark R .; Veverka, J .; Thomas, P.C .; Клаасен, К. (27 апреля 1995 г.). «Открытие и физические свойства дактиля, спутника астероида 243 Ида». Природа. 374 (6525): 783–785. Дои:10.1038 / 374783a0.
  • Карлсон, Р. У .; Baines, K. H .; Encrenaz, Th .; Тейлор, Ф.W .; Drossart, P .; Kamp, L.W .; Pollack, J. B .; Lellouch, E .; Collard, A.D .; Calcutt, S. B .; Grinspoon, D .; Weissman, P.R .; Smythe, W. D .; Ocampo, A.C .; Danielson, G.E .; Fanale, F. P .; Johnson, T. V .; Kieffer, H.H .; Matson, D.L .; McCord, T. B .; Содерблом, Л. А. (27 сентября 1991 г.). "Измерения с помощью инфракрасной спектроскопии изображений на Венере". Наука, Новые серии. 253 (5027): 1541–1548. ISSN  0036-8075. JSTOR  2884993.
  • Д'Амарио, Луи А .; Брайт, Ларри Э .; Вольф, Арон А. (май 1992 г.). «Дизайн траектории Галилео». Обзоры космической науки. 60 (1–4): 23–78. Bibcode:1992ССРв ... 60 ... 23Д. Дои:10.1007 / BF00216849.
  • Доусон, Вирджиния; Боулз, Марк (2004). Укрощение жидкого водорода: ракета верхнего уровня "Кентавр" (PDF). Серия истории НАСА. Вашингтон, округ Колумбия: НАСА. SP-4230. Получено 1 октября, 2020.
  • Fieseler, P.D .; Ardalan, S.M .; Фредериксон, А. Р. (декабрь 2002 г.). «Радиационные воздействия на системы космических аппаратов Галилео на Юпитере». IEEE Transactions по ядерной науке. 49 (6): 2739–2758. Дои:10.1109 / TNS.2002.805386. ISSN  0018-9499.

внешняя ссылка