Проект Галилео — Arc.Ask3.Ru

Проект «Галилео» История миссии «Галилео» «Галилео» — американская космическая программа, изучавшая Юпитер и его спутники.   Космический аппарат состоял из орбитального […]

Проект «Галилео»

  • История миссии «Галилео»

    • «Галилео» — американская космическая программа, изучавшая Юпитер и его спутники.  
    • Космический аппарат состоял из орбитального аппарата и зонда для входа в атмосферу.  
    • Миссия началась 18 октября 1989 года и завершилась 20 сентября 2003 года.  
  • Планирование и подготовка

    • Идея отправки зонда к Юпитеру возникла в 1959 году.  
    • В 1969 году утверждены миссии «Пионер-10» и «Пионер-11».  
    • В 1977 году одобрено финансирование проекта «Юпитер Орбитер Проб» (JOP).  
    • В 1978 году проект переименован в «Галилео» в честь Галилео Галилея.  
  • Технические аспекты

    • JOP использовал космический аппарат «Маринер» вместо «Пионера».  
    • «Маринер» имел систему управления ориентацией, что увеличило его вес.  
    • Для запуска JOP была разработана трехступенчатая инерционная разгонная ступень (IUS).  
  • Проблемы и решения

    • Увеличение веса зонда потребовало дополнительного топлива и изменений в конструкции.  
    • Для запуска JOP была разработана специальная облегченная версия внешнего бака «Спейс Шаттл».  
    • Для повышения надежности и снижения затрат был заменен атмосферный зонд на вентилируемый.  
  • Основные достижения

    • JOP стал первым космическим аппаратом, вышедшим на орбиту Юпитера.  
    • Были обнаружены новые спутники астероида Дактиль и зафиксированы столкновения кометы Шумейкера-Леви 9 с Юпитером.  
    • Подтверждена теория о существовании жидкого океана под ледяной поверхностью Европы.  
  • Завершение миссии

    • Основная миссия завершилась 7 декабря 1997 года.  
    • Орбитальный аппарат приступил к миссии «Галилео Европа» (GEM), которая продолжалась до 31 декабря 1999 года.  
    • 20 сентября 2003 года миссия «Галилео» завершилась, когда орбитальный аппарат вошел в атмосферу Юпитера.  
  • Планирование и перенос запуска

    • Запуск «Галилео» планировался на 1982 год, но был перенесен на 1984 год из-за задержек в программе «Спейс шаттл».  
    • В 1984 году запуск был разделен на две миссии: орбитальный аппарат и зонд.  
  • Выбор разгонного блока

    • НАСА решило использовать разгонный блок Centaur G Prime вместо IUS из-за его мощности и гибкости.  
    • Centaur был проверен и надежен, но требовал дополнительных функций безопасности.  
  • Финансовые и технические проблемы

    • Стоимость IUS выросла до 506 миллионов долларов, что превысило бюджет.  
    • ВВС США предложили 179 миллионов долларов на разработку трехступенчатой IUS, что было недостаточно.  
    • НАСА прекратило поддержку трехступенчатой IUS и перешло на Centaur G Prime.  
  • Влияние на проект

    • В феврале 1981 года ВВС США вмешались, чтобы спасти «Галилео» от отмены.  
    • В декабре 1984 года был одобрен облет астероида 29 Амфитрита, что увеличило стоимость проекта.  
  • Проблемы с компонентами и испытания

    • Во время испытаний были обнаружены проблемы с загрязнением и электромагнитным излучением.  
    • Все компоненты прошли минимум 2000 часов испытаний, и ожидалось, что космический аппарат проработает не менее пяти лет.  
  • Катастрофа «Челленджера» и её последствия

    • 28 января 1986 года «Челленджер» потерпел крушение, что задержало запуск «Галилео».  
    • Комиссия Роджерса по расследованию катастрофы «Челленджера» критически оценила протоколы безопасности НАСА.  
    • 19 июня 1986 года НАСА отменило проект «Шаттл-Кентавр» из-за финансовых и людских ресурсов.  
  • Задержка запуска

    • В апреле 1987 года JPL была проинформирована о возможности запуска «Галилео» не ранее октября 1989 года.  
    • Космический аппарат был отправлен обратно в JPL.  
  • Проблемы с доставкой «Галилея» на Юпитер

    • Без «Кентавра» доставка «Галилея» на Юпитер была невозможна.  
    • Затраты на поддержание аппарата в готовности к полету оценивались в 40-50 миллионов долларов в год.  
  • Разработка траектории VEEGA

    • Роберт Митчелл и его команда разработали траекторию VEEGA для доставки «Галилея» к Юпитеру.  
    • Траектория включала гравитационные ускорители и пролет мимо Венеры и Земли.  
  • Ядерные проблемы

    • Антиядерные группы требовали судебного запрета на запуск из-за риска утечки плутония.  
    • Плутоний использовался в 22 космических аппаратах, включая «Галилея» и «Вояджеры».  
    • НАСА оценило риск утечки плутония как 1 случай на 100 миллионов.  
  • Запуск и встреча с Венерой

    • Запуск «Галилея» состоялся 19 октября 1989 года на шаттле «Атлантис».  
    • Столкновение с Венерой произошло 10 февраля 1990 года, подтвердив успешность маневра VEEGA.  
    • Из-за близости Венеры к Солнцу были приняты меры предосторожности для защиты антенны.  
  • Проблемы с передачей данных

    • По мере удаления от Земли скорость передачи телеметрии падала.  
    • К марту скорость передачи снизилась до 10 бит/с.  
    • Венера была в центре внимания многих космических миссий, но «Галилей» не был специально разработан для этой планеты.  
  • Наблюдения за Венерой

    • NIMS и UVS использовались для наблюдения за облаками и их движением  
    • EPD зафиксировал ударную волну от взаимодействия Венеры с солнечным ветром  
    • Плазменно-волновой детектор зафиксировал девять вспышек молний  
  • Встречи с Землей

    • «Галилео» дважды корректировал курс для сближения с Землей  
    • Первый облет состоялся 8 декабря 1990 года, второй — 8 декабря 1992 года  
    • Исследования ударной волны Земли и магнитного хвоста  
    • NIMS обнаружил мезосферные облака, вызванные выбросом метана  
  • Дистанционное обнаружение жизни на Земле

    • Карл Саган разработал эксперименты с использованием приборов Galileo  
    • Galileo обнаружил «критерии жизни Сагана»  
    • Эксперименты стали первым научным опытом в астробиологическом дистанционном зондировании  
  • Наблюдения за Луной

    • Galileo пролетел над северным полюсом Луны в 1992 году  
    • Инфракрасный спектрометр показал разнообразие минералов и вулканическую активность  
  • Оптический эксперимент Галилея

    • Эксперимент GOPEX оценивал оптическую связь в космосе  
    • Использовались лазеры для передачи импульсов на Galileo  
    • Эксперимент признан успешным, данные использованы для разработки лазерных нисходящих линий связи  
  • Проблема с антенной

    • Антенна с высоким коэффициентом усиления не развернулась должным образом  
    • Исследователи определили, что проблема в эрозии смазочных материалов  
    • Попытки решить проблему не увенчались успехом  
  • Проблемы с ребрами жесткости

    • Ребра жесткости вышли из строя ближе к трейлерам-платформам.  
    • Использование наземного транспорта экономило расходы и сокращало погрузочно-разгрузочные работы.  
    • Вибрация в вакуумной среде и потеря смазочного материала усугубили проблему.  
  • Проблемы с HGA

    • HGA не прошел термическую проверку и был развернут всего несколько раз.  
    • Испытания не выявили проблему, но она могла быть связана с вибрацией и потерей смазочного материала.  
    • HGA стал бесполезен, и данные передавались через LGA.  
  • Проблемы с передачей данных

    • LGA передавали данные со скоростью 8-16 бит/с, что было недостаточно для миссии.  
    • Программное обеспечение для сжатия данных увеличило пропускную способность до 160 бит/с.  
    • Данные о Юпитере и его спутниках хранились на бортовом магнитофоне.  
  • Столкновения с астероидами

    • «Галилео» столкнулся с астероидом 951 Гаспра в 1991 году.  
    • Снимки Гаспры показали кратеры и отсутствие крупных кратеров, что указывает на недавнее происхождение.  
    • В 1993 году «Галилео» пролетел мимо астероида 243 Ида, обнаружив его спутник Дактиль.  
  • Путешествие к Юпитеру

    • Основной миссией «Галилео» было исследование системы Юпитера.  
    • В 1994 году «Галилео» наблюдал за столкновением кометы Шумейкера-Леви 9 с Юпитером.  
  • Удар и его последствия

    • Удар оставил на Юпитере темные шрамы, сохранявшиеся несколько недель.  
    • Огненные шары наблюдались в ультрафиолетовом свете, но сохранялись дольше в инфракрасном.  
    • Осколок увеличил яркость Юпитера на 20 процентов.  
  • Развертывание зонда Galileo

    • Зонд отделился от орбитального аппарата 13 июля 1995 года.  
    • Орбитальный аппарат запустил маршевый двигатель для выхода на орбиту вокруг Юпитера.  
    • Вспышка изменила скорость орбитального аппарата на 61,9 метра в секунду.  
  • Пыльные бури

    • В августе 1995 года орбитальный аппарат столкнулся с сильной пыльной бурей.  
    • Частицы пыли имели размер от 5 до 10 нм и развивали скорость до 720 000 км/ч.  
    • Существование пыльных бурь стало неожиданностью для ученых.  
  • Аномалия магнитофона

    • Отказ антенны привел к повреждению ленты на магнитофоне.  
    • Инженеры пожертвовали сбором данных на этапе вывода на орбиту.  
  • Прибытие к Юпитеру

    • 7 декабря 1995 года орбитальный аппарат прибыл в систему Юпитера.  
    • Орбитальный аппарат столкнулся с ударной волной магнитосферы Юпитера.  
  • Атмосферный зонд

    • Спускаемый аппарат вошел в атмосферу Юпитера 7 декабря 1995 года.  
    • Зонд обнаружил меньше молний и воды, но более сильный ветер.  
    • Атмосфера Юпитера оказалась более неспокойной, чем ожидалось.  
  • Скорость ветра и содержание газов

    • Скорость ветра в отдаленных слоях Юпитера составляла от 290 до 360 км/ч.  
    • Содержание азота, углерода и серы в три раза выше, чем на Солнце.  
    • Высокое содержание благородных газов, таких как аргон, криптон и ксенон.  
  • Орбитальный аппарат «Галилео»

    • После сбора данных зонд замедлил полет и вышел на парковочную орбиту.  
    • Орбитальный аппарат стал первым искусственным спутником Юпитера.  
    • Орбиты были рассчитаны на облет крупнейших спутников Юпитера.  
  • Расширение миссии

    • После завершения основной миссии началась миссия «Галилео Европа» (GEM).  
    • GEM продолжалась до 31 декабря 1999 года и включала облеты Европы, Каллисто и Ио.  
    • GMM продлилась до января 2003 года и включала повторные посещения Европы, Ио, Ганимеда и Каллисто.  
  • Ио

    • Ио, самая внутренняя из галилеевых лун, имеет вулканическую активность.  
    • «Галилео» пролетел мимо Ио, но не собрал изображения из-за высокого уровня радиации.  
    • Во время GEM и GMM были получены ценные данные о гравитационном поле и составе Ио.  
  • Инциденты с безопасным режимом

    • Во время I24 и I25 «Галилео» дважды переходил в безопасный режим из-за проблем с программным обеспечением.  
    • На I27 были получены снимки с высоким разрешением, выявившие новые вулканы и лавовые потоки.  
    • Наблюдения за EUV пришлось отменить из-за аппаратной ошибки.  
  • Инциденты и потери данных

    • Инцидент с безопасным режимом привел к потере времени воспроизведения ленты.  
    • Данные с Ио были перенесены на орбиту G28 для дальнейшего анализа.  
  • Открытие магнитного поля Ио

    • Обнаружение железного ядра Ио вызвало предположение о наличии магнитного поля.  
    • На орбитах I31 и I32 Галлео пролетел вблизи полюсов Ио, подтвердив отсутствие собственного магнитного поля.  
  • Исследование Ио

    • На орбите I31 Галлео пролетел через область, где ранее был вулкан Тваштар Патерае.  
    • Обнаружены снежинки из диоксида серы, а не горячий пепел.  
    • На орбите I33 произошел еще один инцидент, что привело к потере данных.  
  • Исследование Европы

    • Европа — шестой по величине спутник в Солнечной системе, покрытый льдом.  
    • На орбитах G1 и G2 Галлео сделал первые наблюдения.  
    • На орбитах E4 и E6 получены данные о поверхности и атмосфере.  
    • Обнаружены следы кратеров, что указывает на активную геологию.  
    • Предполагается наличие слоя теплой воды или жидкой воды под поверхностью.  
  • Исследование Ганимеда

    • Ганимед — крупнейший спутник Юпитера, покрытый льдом.  
    • На орбитах G1 и G2 Галлео использовал гравитацию Ганимеда для маневров.  
    • Обнаружено магнитное поле, указывающее на железное ядро.  
    • На орбитах G7, G9, G28 и G29 получены изображения поверхности.  
    • Обнаружены темные кратерные регионы и бороздчатые поверхности.  
  • Исследование Каллисто

    • Каллисто имеет возраст около 4 миллиардов лет и изрыт кратерами.  
    • Galileo обнаружил отсутствие маленьких кратеров и активные геологические процессы.  
    • Каллисто имеет однородный состав с перемешанными элементами.  
    • Магнитометр показал отсутствие собственного магнитного поля, что указывает на возможность подземного океана.  
  • Исследование Амальтеи

    • Galileo сделал снимки четырех внутренних спутников Юпитера.  
    • В 2002 году камеры были отключены из-за радиационного ущерба.  
    • Galileo измерил массу Амальтеи, которая оказалась меньше, чем у воды.  
    • Обнаружены вспышки света, возможно, от обломков Амальтеи.  
  • Звездный сканер

    • Звездный сканер обнаружил частицы высокой энергии и двойные затмевающие системы.  
    • В 2000 году обнаружено затмение звезды Дельта Велорум.  
  • Аномалии, связанные с радиацией

    • Радиация вызвала более 20 аномалий, но Galileo пережил их.  
    • Камера SSI выдавала белые изображения, кристалл кварца менял частоту, спиновый детектор вышел из строя.  
    • Утечки тока в силовой шине приводили к перезагрузке бортового компьютера.  
  • Проблемы с магнитофоном

    • В 2002 году возникли проблемы с воспроизведением магнитофонной записи.  
    • Причиной неисправности стало снижение светоотдачи инфракрасных светодиодов.  
    • После отжига светодиодов диктофон смог работать, и данные были успешно переданы на Землю.  
  • Завершение миссии и сход с орбиты

    • Galileo завершил миссию в 2003 году, передав последние данные.  
    • Миссия была успешной, несмотря на экстремальные условия.  
  • История и стандарты

    • В 1964 году Комитет по космическим исследованиям (COSPAR) принял стандарт для планетарных зондов.  
    • В 1969 году астронавты «Аполлона-12» обнаружили микробы на Луне, что привело к новым стандартам.  
    • Ученые предложили новый стандарт, учитывающий вероятность заражения от метеоритов.  
  • Миссия «Галилео»

    • «Галилео» не был стерилизован перед запуском и мог занести бактерии.  
    • Был разработан план по отправке зонда к Юпитеру для предотвращения загрязнения.  
    • 21 сентября 2003 года «Галилео» столкнулся с Юпитером, завершив миссию.  
  • Основные выводы

    • Состав Юпитера отличается от Солнца, что указывает на его эволюцию.  
    • Галилей наблюдал аммиачные облака в атмосфере Юпитера.  
    • Ио обладает обширной вулканической активностью.  
    • Европа, Ганимед и Каллисто имеют слой жидкой воды под поверхностью.  
    • Европа, Ганимед и Каллисто имеют тонкий атмосферный слой.  
    • Кольцевая система Юпитера образована пылью от метеоритов.  
    • «Галилео» определил глобальную структуру магнитосферы Юпитера.  
  • Последующие миссии

    • В 1983 году рассматривалась миссия к Сатурну, но была заменена на «Кассини-Гюйгенс».  
    • «Улисс» пролетел мимо Юпитера в 1992 году.  
    • «Кассини-Гюйгенс» пролетал мимо Юпитера в 2000 и 2001 годах.  
    • New Horizons пролетел вблизи Юпитера в 2007 году.  
  • Юнона

    • «Юнона» была запущена в 2011 году и вышла на орбиту Юпитера в 2016 году.  
    • Миссия продолжается до 2025 года, предоставляя новые данные о Юпитере.  
  • JUICE

    • Европейское космическое агентство планирует миссию Jupiter Icy Moons Explorer (JUICE).  
    • Аппарат запущен в 2023 году и достигнет Юпитера в 2031 году.  
  • Europa Clipper

    • НАСА рассматривало возможность запуска Europa Orbiter, но миссия была отменена.  
    • Europa Clipper запущен в 2024 году и достигнет Юпитера в 2030 году.  
  • Europa Lander

    • Лаборатория реактивного движения оценила посадочный модуль Europa Lander.  
    • Миссия остается концептуальной, но выделены средства на разработку.  

Полный текст статьи:

Проект Галилео — Arc.Ask3.Ru

Оставьте комментарий

Прокрутить вверх