Galileo

A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából
Galileo
Artwork Galileo-Io-Jupiter.JPG
A Galileo elhalad az Io mellett, háttérben a Jupiter
(fantáziarajz)

Ország  Amerikai Egyesült Államok
Űrügynökség NASA NASA
Küldetés típusa Keringőegység
Küldetés
Célégitest Jupiter
Indítás dátuma 1989. október 18.
Indítás helye Kennedy Űrközpont 39. indítóállás
Megérkezés 1995. december 7.
Küldetés vége 2003. szeptember 21.
Időtartam ~8 év
Az űrszonda
Tömeg 2223 kg
Energiaellátás 570 W (indulásnál)
Pálya Jupiter körül

A Galileo űrszonda, amelyet a NASA küldött a Jupiterhez. Galileo Galilei olasz csillagászról nevezték el. A Galileo program hivatalosan 1977-ben vette kezdetét, összköltsége 1,354 milliárd dollárra rúg, s ebből 892 millió dollár a fejlesztési költség. Ezen kívül még 110 millió dollárt tesz ki a nemzetközi hozzájárulás.

Küldetés[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A Galileo kiemelkedik az űrrepülőgép rakteréből

A Galileo űrszondát a Jet Propulsion Laboratoryban fejlesztették ki. A Galileot 1989. október 18-án indították 2,3 milliárd kilométer hosszú, mintegy hat éven át tartó útjára az Atlantis űrrepülőgéppel az STS–34 küldetésen. Az indítást több évvel halasztották el a Challenger űrrepülőgép felrobbanása miatt. A küldetésben végrehajtott változások miatt IUS fokozattal indult el a Jupiter felé, amely gyengébb volt, mint a korábban tervezett Centaur. Az ún. VEEGA pályát követte, amellyel három gravitációs hintamanővert hajtott végre (egyet a Vénusznál és kettőt a Földnél).

1991. áprilisban nem sikerült kibontani teljesen a Galileo nagy nyereségű antennáját. Az antenna csak félig nyílt ki. Végül a Galileo a kisebb antennán keresztül küldte vissza a tudományos adatokat.

A Galileo megközelítette még 1991. október 29-én a 951 Gaspra kisbolygót és 1993. augusztus 28-án a 243 Ida-t. A 951 Gaspra megközelítése volt az első elrepülés egy aszteroida közelében. A 243 Ida körül a felvételeken egy kis holdat fedeztek fel, a Dactylt. 1994. júliusban a Galileo 240 millió km-ről megfigyelte a Shoemaker–Levy 9 üstökös darabjainak becsapódását a Jupiterbe.

A Galileo megérkezése a Jupiterhez
(fantáziarajz)

1995 nyarán, 175 millió kilométerre a Jupitertől, a Galileo a legintenzívebb bolygóközi porviharon repült át indulása óta. A 0,01-0,1 mikrométer átmérőjű porszemcsék – melyek azért pár nagyságrenddel kisebbek az igazi pornál – bizonyosan a Jupiter környezetéből származnak, talán az Io vulkánjaiból, talán a Jupiter halvány gyűrűrendszeréből. Ez a nagyobb porvihar esetleg a Shoemaker-Levy üstökös becsapódásának maradványa volt.

Megérkezés előtt, 1995. július 13-án a légköri szondát leválasztották a Galileoról és a becsapódásig egyedül folytatta útját. 1995. október 11-én meghibásodást észleltek a fedélzeti adattárolón, de sikerült megoldani a problémát.

A Galileo 1995. december 7-én érkezett meg a Jupiterhez. Elsőként közelített meg egy kisbolygót, a Jupiter első műholdja volt és magával vitte az első légköri szondát, amely leereszkedett a gázbolygó légkörébe. A Jupiter körüli ellipszispályán több holdmegközelítést is végzett.

A Galileo küldetést 2003. szeptember 21-én fejezték be. A szondát belevezették a Jupiter atmoszférájába, ahol a súrlódás miatt elégett, elkerülve azt, hogy valamelyik holdat beszennyezze a Földről származó baktériumokkal.

Keringő szonda[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A Galileo rendszerei

A Galileo hajóteste két részre bontható (miután a szonda már elhagyta): egy forgó részre, mely tulajdonképpen a hajó lelke a hajtóművel, a fedélzeti számítógéppel, antennákkal, és egy nem forgó részre, mely kamerákat és más távoli célpontokat figyelő berendezéseket hordoz. A forgó rész tartalmazza a hajó közvetlen környezetét vizsgáló mező és részecskedetektáló műszereket is. E műszerek működését segíti elő a percenként háromszori körbefordulás. Ez percenkénti tíz forgásra is növelhető, melynek a Galileo stabilizációjában van szerepe a nagyobb gyorsítási manővereknél.

A 2223 kilogrammos Galileo közel 30 kisebb és 3 nagyobb pályamódosítást hajtott végre a gyorsítási fázisban. A kétéves elsődleges küldetésen további 30 kisebb manőverre került sor. Mindehhez összesen 925 kg monometil-hidrazint és nitrogén-tetroxid oxidálóanyagot vitt magával üzemanyagként. A meghajtó modul tizenkét 10 newton tolóerejű fúvókából és egy 400 newton tolóerejű fő hajtóműből, valamint gázterekből, szelepekből és szabályzó egységből áll. A modult a Messerschmitt-Bolkow-Blohm (MBB) cég tervezte és építette, mivel Németország aktív részvevője a Galileo programnak.

Az elektromos energiát két radioizotópos termoelektromos generátor (RTG) termeli a Galileo berendezései részére. A hő a 238-as plutónium izotópot tartalmazó plutónium-dioxid természetes bomlásából származik, és ezt alakítja át a berendezés elektromos árammá, az indulásnál 570 wattos, majd a misszió végére 485 wattra csökkenő teljesítményű áramot szolgáltatva. Hasonló generátorok állították elő az energiát a két Voyager, a Pioneer és a két Viking Mars-szonda elektromos berendezéseihez.

Kommunikációs berendezése a Földdel és a szondával való kapcsolattartás mellett műszerként is funkcionál. Rádióadása nagyon gyenge, mintegy 20 watt teljesítményű. Körülbelül annyi, mint amennyi egy hűtőszekrény világításához szükséges. A földi megfigyelő rendszer, a Távoli Világűr Hálózat (Deep Space Network) bástyái az Egyesült Államokban, Spanyolországban és Ausztráliában található három 64 illetve 70 m-es parabolaantenna. Ez a rendszer képes volt a Pioneer–10 8 wattos rádiókészülékének jeleit 4,5 milliárd km távolságból is észlelni. Ha egy antennával próbálnánk ilyen teljesítményt elérni, 125 méter átmérőjűnek kellene lennie legalább.

Légköri szonda[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A légköri szonda kibontja az ejtőernyőjét
(fantáziarajz)
A Galileo légköri szonda felépítése

A légköri szonda tömege 339 kg, átmérője 1,3 m. Hőpajzs védte meg a tudományos műszereket a túlhevüléstől. A szondát úgy tervezték, hogy nagy hőmérsékletet és nyomást bírjon el a 47,8 km/mp-es belépés idején. 1995 júliusában vált le a központi szondáról, öt hónapos repülés után érte el a Jupitert. A légköri belépés előtt nem fékezett. Megérkezéskor 47 km/mp-ről szubszonikus sebességre 2 perc alatt lassult le. Kibontotta a 2,5 méteres ejtőernyőjét és ledobta a hővédő pajzsot.

A 150 km-es ereszkedés során a szonda 58 percnyi adatot gyűjtött a helyi időjárásról. Az adatokat az űrszondához küldte, amely továbbította a Földre. Mind a két L-sávú adatsugárzó 128 bit/mp-el működött és szinte ugyanazt az adatsort küldte fel az űrszondához. A légköri szonda összes elektronikáját lítium-kén-dioxid (LiSO²) akkumulátorok működtették, melyek kimeneti teljesítménye 580 watt, kapacitása 21 amperóra volt.

A visszaküldött teljes adatmennyiség 3,5 megabit volt. A légköri szonda még azelőtt befejezte az adatsugárzást, mielőtt az orbiter látótávolságán kívülre jutott volna. A kapcsolat megszakadásának legvalószínűbb oka a túlmelegedés volt, amelyet a szenzorok is jeleztek. A légkör melegebb, szelesebb volt a vártnál. A légköri szonda néhány órával később elolvadt és elpárolgott, teljesen szétszóródva a Jupiter forró és sűrű alsó légkörében.

A légköri szondának hat tudományos műszere volt:

  • Atmosphere Structure Instrument: mérte a hőmérsékletet, a nyomást és a lassulást.
  • Neutral Mass Spectrometer és Helium Abundance Detector: a légköri szerkezeti kutatásokban vettek részt.
  • Nephelometer: a felhők helyzetét mérte és a felhőrészecskéket.
  • Net Flux Radiometer: a kisugárzott és elnyelt energia fluxusát mérte.
  • Lightning and Radio Emissions Detector és Energetic Particles Instrument: a villámlások és a Jupiter sugárzási övezetében lévő részecskék fény és rádió emisszióját mérték.

Műszerek[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A Galileo összesen tíz tudományos műszert vitt magával, és további hatot tartalmazott légköri szondája. A Galileo magnetométere egy 11 méter hosszú keresztrúdon van elhelyezve, minimalizálva a hajótest zavaró hatását. Egy plazma-készülék detektálja a kisenergiájú töltött részecskéket. A nagyenergiájú részecskedetektor és egy kozmikus port vizsgáló berendezés mellett nehéz ion számláló, és egy (UV spektrométerrel kapcsolt) extrém UV detektor is van a hajótesten. A nem forgó részen találhatóak azok a berendezések, melyek működése erősen függ a biztos célzástól. A kamerarendszer mellett itt van elhelyezve egy közeli-infrán térképező spektrométer, mely atmoszféra és holdfelszín kémiai analízisre alkalmas multispektrális képeket készít; egy UV spektrométer a gázok vizsgálatához; egy fotopolariméter-radiométer a kisugárzott és visszavert energia vizsgálatához. Kamerarendszere érzékenyebb és szélesebb színtartományt fog át, mint a Voyagereké. Ezen a részen helyezkedik el a szonda adását fogó antenna is.

Forgó rész[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

  • Dust Detector Subsystem (DDS): A DDS mérte a beérkező részecskék tömegét, elektromos töltését és sebességét. A porrészecskék tömege, amelyeket a DDS érzékelhetett, 10−16 és 10−7 gramm között volt, a sebesség 1 és 70 km/mp közötti, a becsapódási gyakoriság 1/115 nap és 100/mp közötti. Ezek a részecskék segítenek megérteni a por származását és a magnetoszférán belüli dinamikát. A DDS 4.2 kg-ot nyomott és átlagosan 5.4 watt energiát használt. DDS honlap
  • Energetic Particles Detector (EPD): Olyan ionok és elektronok számát és energiáját méri, melyeknek energiája meghaladja a 20 keV-t. Az EPD részecskedetektor méri még ezeknek a részecskéknek a haladási irányát és az ionok esetében meghatározza az összetételt. Az EPD szilícium detektorokat használ és egy ún. repülési idő (time-of-flight) detektor rendszert a részecskepopuláció változásának mérésére a helyzet és az idő függvényében. Ezek a mérések megmutatják, hogy kapták a részecskék az energiát és hogyan közlekednek a Jupiter magnetoszférájában. Az EPD tömege 10.5 kg és 10.1 watt energiát használ. EPD honlap
  • Heavy Ion Counter (HIC): A HIC a Voyager CRS (Cosmic Ray System) műszerének frissített változata. Nehéz ionokat mér, amelyeknek az energiája 6 MeV (1pJ)/nukleon és 200 MeV (32 pJ)/nukleon közötti. Ez a tartomány az összes elemet magába foglalja a széntől a nikkelig. A HIC és az EUV megosztOTTA a kommunikációs kapcsolatot, ezért a megfigyelési időt is meg kell ossza. A HIC tömege 8 kg és 2.8 watt energiát használ. HIC honlap
  • Magnetometer (MAG): A magnetométer két db. 3 szenzorból álló együttest használ. A három szenzor a mágneses mező három ortogonális komponensét méri. Az egyik szenzoregyüttes, amely erősebb teret mér, a forgástengelytől 6.7 méterre van. A tartórúd távol tartja a magnetométert, csökkentve a szondából származó mágneses effektust. Ezt azonban nem lehet teljesen kiiktatni. Az űrszonda forgását arra használják, hogy szétválasszák a természetes mágneses teret a mesterséges mágneses tértől. Egy másik ok, amiből mérési hibák származhatnak az az, hogy a tartórúd elhajlik. Ezért egy kalibrálótekercset szereltek a szondára amellyel egy vonatkoztatási mágneses teret hoztak létre a kalibrálás idejére. A Föld felszínén a mágneses tér erőssége kb. 50 ezer nT. A Jupiternél a külső (11 m) szenzoregyüttes +/- 32 és +/- 512 nT közötti mágneses teret mér, a belső (6.7 m) szenzoregyüttes +/- 512 és +/- 16,384 nT erősségűt. A MAG tömege 7 kg, 3.9 watt energiát fogyaszt. MAG honlap
  • Plasma Subsystem (PLS): A PLS hét látómezőt használ töltött részecskék gyűjtésére az energia és tömeg vizsgálatokra. Ezek a mezők a 0° – 180° szöget takarják. A szonda forgásával mindegyik mező teljes kört ír le. A PLS által mért részecskék energiatartománya 0.9 eV – 52 keV. A PLS tömege 13.2 kg, 10.7 watt energiát használ. PLS honlap
  • Plasma Wave Subsystem (PWS): Egy elektromos dipól antennát használnak a plazma elektromos terének tanulmányozására, míg két tekercs mágneses antennát a mágneses tér vizsgálatára. A dipól antennát a magnetométer tartórúd végére helyezték, a mágneses antennákat a nagy nyereségű antenna mellé. Az elektromos és mágneses tér spektrum egyidejű mérése lehetővé tette a különbségtételt az elektrosztatikus és az elektromágneses hullámok között. A PWS tömege 7.1 kg és 9.8 watt energiát használ. PWS honlap

Nem forgó rész[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A Galileo felvétele az Europa holdról
  • Solid State Imager (SSI): Az SSI egy 800×800 pixeles kamera CCD (charge coupled device) érzékelővel. A kamera optikai része Cassegrain távcsőként volt megépítve. A fény egy főtükrön gyűl össze és egy kisebb tükör felé halad tovább, amely a főtükör közepén lévő résen keresztül továbbítja a CCD érzékelőre. A CCD érzékelőt az erős jupiteri magnetoszféra miatt védeni kellett. A védelmet egy 10 mm vastag tantálréteg biztosítja, amely körbeveszi az egész érzékelőt, leszámítva persze azt a részt, ahol a fény behatol. Egy nyolc helyzetű szűrőkorong végzi a beérkező fény szűrését. A felvételeket a Földön elektronikus módszerrel kombinálva színes képeket kapnak. Az SSI a 0,4 – 1,1 mikrométer spektrumsávban működik. Tömege 29,7 kg, 15 watt energiát használ. SSI honlap
  • Near-Infrared Mapping Spectrometer (NIMS): A NIMS a 0.7 – 5.2 mikrométer hullámhosszú infravörös fényre érzékeny, takarva az SSI hullámhossz tartományának egy részét. A NIMS-hez hozzácsatolt teleszkóp egy reflektor (tükröket használ lencsék helyett) 229 mm aperturával. A NIMS spektrométere egy rácsot használ a teleszkóp által gyűjtött fény felosztására. A felosztott fényspektrum egy indium-antimonid és szilícium detektorra fókuszálódik. A NIMS tömege 18 kg és 12 watt energiát használ. NIMS honlap
  • Ultraviolet Spectrometer / Extreme Ultraviolet Spectrometer (UVS/EUV): Az UVS Cassegrain teleszkópja 250 mm apertúrájú, és a megfigyelési célpontról gyűjt fényt. Az UVS és az EUV egy vonalas ráccsal bontja szét a ezt a fényt a színképi vizsgálatokra. A fény aztán áthalad egy fotoelektromos sokszorozón, amely elektronpulzusokat állít elő. Ezeket az elektronpulzusokat megszámolják és a szonda ezeket a számokat küldi vissza a Földre. Az UVS-t a megfigyelő platformra szerelték fel és az inerciális tér egy pontjára lehet beállítani. Az EUV az űrszonda forgó részében van. Ahogy a Galileo elfordul, egy sávon végez megfigyeléseket a forgástengellyel merőlegesen. A két műszer tömege 9,7 kg és 5,9 watt energiát használ. EUV honlap
  • Photopolarimeter-Radiometer (PPR): A PPR hét radiometriai sávval rendelkezik. Ezek egyike szűrő nélkül az egész sugárzást figyeli. Egy másik sáv csak a napsugárzást engedi át. A nap-plusz-hősugárzás és a csak napsugárzás sáv közötti különbség adja a kibocsátott hősugárzást. A PPR öt sávban mér 17 és 110 mikrométer közötti hullámhosszon. A radiométer adatokat szolgáltat a Jupiter légkörében és a holdakon lévő hőmérsékletről. A felépítése a Pioneer Venus űrszondák hasonló műszerein alapul. Egy 100 mm apertúrájú tükrös teleszkóp gyűjti össze a fényt, küldi a különböző szűrőkhöz és onnan a méréseket a PPR detektorai végzik. A PPR tömege 5,0 kg és 5 watt energiát használ. PPR honlap

Külső hivatkozások, források[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Commons
A Wikimédia Commons tartalmaz Galileo témájú médiaállományokat.

Magyar oldalak[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Külföldi oldalak[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]