Sonda Galileo

Jednou z nejvíce sledovaných kosmických sond v současné době je bezpochyby sonda Galileo, která je už více než dva roky oběžnicí největší planety Sluneční soustavy. Hlavním cílem této mise je výzkum atmosféry Jupitera, jeho satelitů a okolní magnetosféry. Kromě toho také Galileo uskutečnil první blízký průlet kolem asteroidu. Sonda je pojmenována po italském renesančním vědci Galileu Galileim, který v roce 1610 objevil prvním astronomickým teleskopem 4 velké Jupiterovy měsíce dodnes nazývané galileovské. Jsou to Io, Europa, Callisto a Ganymedes.

Cesta Sluneční soustavou
Technická data o sondě
Průběh mise u Jupitera
Prodloužení mise - GEM
Tematicky zaměřené linky

Na dlouhou cestu Sluneční soustavou se sonda vydala 18. října 1989, kdy byla vynesena na oběžnou dráhu Země raketoplánem Atlantis STS-34. Ještě týž den byla vyložena z nákladového prostoru raketoplánu a o den později pak zážehem rakety IUS navedena na meziplanetární dráhu. K Jupiteru cestovala po trajektorii nazvané VEEGA (Venus-Earth-Earth Gravity Assist). První urychlení sondy pomocí gravitačního pole některé z planet nastalo 10. února 1990. Jednalo se o průlet kolem Venuše ve vzdálenosti 16 250 km. Následovalo urychlení gravitačním polem Země 8. prosince 1990 při průletu ve vzdálenosti 960 km.

Černým okamžikem v průběhu celé mise je pak datum 26. března 1991, kdy se nepodařilo rozvinout hlavní vysokoziskovou anténu. Neúspěšné bylo i množství nejrůznějších pokusů provedených v následujících dvou letech a tak sonda v průběhu celé mise musí komunikovat se Zemí pomocí nízkoziskové antény původně určené jen pro přenos inženýrských dat. Rozdíl v přenosové rychlosti obou antén je obrovský - místo plánované přenosové rychlosti 134 000 bps měla být data přenášena rychlostí pouhých 10-40 bps, což by znamenalo výrazné snížení celkového množství přenesených dat, zejména snímků. Ovšem technici z JPL neváhali a důmyslnými úpravami na přijímacích stanicích sítě Deep Space Network (DSN) spolu s výměnou palubního softwaru sondy a lepší kompresí dokázali zvýšit rychlost přenosu dat na neuvěřitelných 1 000 bps. Díky tomu by se mělo povést přenést zhruba 70% všech naměřených dat. Při pokusu o rozvinutí antény došlo k tomu, že se tři žebra neuvolnila z držáků a zůstala přichycená k centrální tyči.

Historický okamžik nastal 29. října 1991, kdy sonda prolétla kolem planetky (951) Gaspra. Jednalo se o první těsný průlet sondy v blízkosti asteroidu. Nejtěsnější přiblížení nastalo v 22:37 UT a činilo 1 600 km . Odchylka od předpokládané dráhy byla 100 km a 14 s. Vzájemná rychlost obou těles v okamžiku setkání byla 8 km/s. Na Zem bylo vysláno celkem 57 vědeckých snímků Gaspry., na kterých bylo zmapováno 80% povrchu s nejlepším rozlišením 54 px/m. Byly mj. zjištěny rozměry Gaspry 18,2 x 10,5 x 8,9 km.

8. prosince 1992 Galileo prolétl ve vzdálenosti 110 000 km od Měsíce, přičemž pořídil 1 067 snímků souputníka Země. Tentýž den se uskutečnil i druhý průlet kolem Země ve vzdálenosti 304 km nad jižním Atlantikem. O 8 dní později pořídil sérii snímků zákrytu Měsíce Zemí.

Sonda se během svého letu k Jupiteru přiblížila ještě k jednomu tělesu Sluneční soustavy. Tentokrát se jednalo o planetku (243) Ida, kterou sonda minula 28. záři 1993 v 16:52 UT ve vzdálenosti 2 391 km. Navigační odchylka činila tentokrát 40 km a 4 s a vzájemná rychlost 12,4 km/s. Na 81 snímcích s maximálním rozlišením 25 m/px bylo zachyceno 95% povrchu. Rozměry Idy byly stanoveny na 59,8 x 25,4 x 18,6 km. Na jednom ze snímků planetky byl později objeven malý měsíček pojmenovaný Dactyl. Díky tomuto měsíčku byla zjištěna i hmotnost Idy. Ta činí 4,2&pm0,6 .10¹⁶ kg.

V období od 17. do 22. července 1994 sonda provedla kompletní pozorování dopadů úlomků komety Shoemaker-Levy 9 na Jupiter a poté poslala na Zemi 150 snímků dokumentujících tuto událost.

Pět měsíců před očekávaným přiletem k Jupiteru bylo z paluby sondy uvolněno pouzdro určené pro sestup do atmosféry Jupitera, které dále pokračovalo k planetě po samostatné dráze. Událost se uskutečnila 13. července 1995. Atmosférické pouzdro dorazilo k planetě 7. prosince téhož roku. O 6 hodin později jej následovala i orbitální část sondy.

Zpět na začátek

Technická data o sondě

[Orbitální modul|Atmosférické pouzdro]

Galileo je sonda podobná legendárním Voyagerům, ovšem oproti nim se skládá přibližně z 4x více součástí (285 000 součástek) a je také 4x hmotnější. Neustálé odklady startu však způsobily její relativní zastaralost vůči Voyagerům, protože rozdíl v technologii mezi nimi je 8 let, ale k Jupiteru přiletí až 16 let po Voyagerech.

Sonda se skládá z orbitálního modulu a atmosférického pouzdra. Orbiter je tvaru desetibokého hranolu o průměru 4,8 m, váží 2 970 kg (plus pohonné látky 1 138 kg), celková výška hranolu je 4,6 m. Na vrcholu hranolu je připojena již zmiňovaná všesměrová parabolická anténa o stejném průměru a na bocích jsou 3 výklopná ramena s přístroji. Energii sondě dodávají dva radioizotopové generátory s 22 kg oxidu plutoničitého, jejichž výkon byl na počátku letu 570 W. Kromě hlavního motoru o tahu 400 N je sonda vybavena ještě 12-ti korekčními motorky o tahu 10 N. Pro záznam dat slouží palubní magnetofon, který může zaznamenat asi 150 snímků.

Na palubě sondy jsou následující přístroje:

• Dust Detector Subsystem (DDS)
  Určení rychlosti, hmotnosti, náboje a směru letu prachových částic v meziplanetárním prostoru a Jupiterově systému.

• Energetic Particles Detector (EPD)
  Měření energie, složení, intenzity a úhlového rozdělení nabitých částic v těsném okolí sondy.

• Extreme Ultraviolet Spectrometer (EUV)
  Určení rychlosti úniku těkavých plynů z Galileovských satelitů a studium složení a struktury horních vrstev Jupiterovi atmosféry.

• Heavy Ion Counter (HIC)
  Zprostředkování dat o kolizích s ionizovanými atomy síry a kyslíku zachycenými v Jupiterově magnetickém poli.

• Magnetometer (MAG)
  Detekce magnetických polí v okolí sondy.

• Near-Infrared Mapping Spectrometer (NIMS)
  Měření tepelných vlastností, složení a struktury Galileovských satelitů.

• Plasma Subsystem (PLS)
  Měření složení, energie, teplotní hustoty, 3D rozdělení a pohybu iontů v okolí sondy.

• Photopolarimeter-Radiometer (PPR)
  Pozorování ve viditelné a infračervené oblasti spektra a poskytování dat o složení atmosféry a rozdělení tepelné energie v ní.

• Plasma Wave Subsystem (PWS)
  Měření elektrostatických a elektromagnetických složek plazmatických vln v 3D.

• Radio Science
  Sonda může vysílat nemodulované mikrovlné radiové signály s přesně definovanou frekvencí pro experimenty, které přímo získávají informace o prstencích, atmosférách, hmotnostním rozdělení, nebeské mechanice a relativitě.

• Solid-State Imaging (SSI)
  1 500 mm teleskopická kamera poskytující snímky s vysokým rozlišením ve viditelném světle. Senzorem je CCD kamera 800 x 800 pixelů.

• Ultraviolet Spectrometer (UVS)
  Měření plynů a aerosolů v Jupiterově atmosféře a hledání složitějších molekul.

Zpět

• Atmosphere Structure Instrument
  Informace o teplotě, hustotě, tlaku a molekulových hmotnostech atmosférických plynů.

• Neutral Mass Spectrometer
  Analýza složení plynů měřením jejich molekulových hmotností.

• Nephelometer
  Lokalizace a měření částic mraků v těsném okolí modulu.

• Lightning and Radio Emissions Detector
  Hledání a záznam rádiových a světelných záblesků generovaných blesky v atmosféře.

• Helium Abundance Detector
  Určení poměru zastoupení vodíku a hélia.

• Net Flux Radiometer
  Analýza rozdílů v přítoku světla a tepla v různých výškách atmosféry.

• Energetic Particles Instrument
  Měření toku elektronů, protonů, alfa částic a těžkých iontů při průletu modulu magnetosférou planety.

Zpět

Zpět na začátek

Průběh mise u Jupitera

[Atmosférické pouzdro|Orbitální modul]

- zastoupení vodíku a helia je stejné jako u Slunce
- těžší prvky jako uhlík, dusík a síra jsou zastoupeny mnohem více než na Slunci
- zastoupení organických sloučenin je zanedbatelné
- vanou zde větry o rychlostech nejméně 640 km/hod.
- aktivita blesků je 10x menší než v zemské atmosféře, ale blesky jsou až 10x energetičtější
- zastoupení vody je dvakrát menší než na Slunci (voda je zřejmě vázána v nitru planety)

Zpět

Páté přiblížení (k měsíci Europa) se uskutečnilo v době, kdy se mezi Zemí a Jupiterem nacházelo Slunce a proto nebyla vyslána na Zem žádná data z tohoto průletu. Z obrovského množství dat nashromážděných sondou vybírám jen několik základních postřehů o měsících i planetě:

Měsíc Io (1, 2) je vulkanicky nejaktivnější těleso ve Sluneční soustavě. Jeho nitro je neustále zahříváno obrovskými slapovými silami Jupitera (je to nejbližší měsíc planetě) a na jeho povrchu je množství vulkánů, které vyvrhují hmotu do obrovských výšek. Podle měření by měsíc měl mít kovové jádro o poloměru zhruba 900 km (polovina poloměru měsíce). Pravděpodobně má vlastní magnetické pole a překvapivě i vlastní ionosféru, jejíž výška kolísá v závislosti na vulkanické činnosti. Na snímcích jsou patrné obrovské povrchové změny oproti snímkům ze sond Voyager.

Na povrchu Ganymeda (1, 2) jsou patrné jasné příznaky mladé tektonické činnosti. Jsou zde oblasti tvořené horninami zcela odlišného stáří a také ledové pláně pokryté krátery, ledovými pohořími a hlubokými brázdami. Měsíc má vlastní magnetosféru (první těleso svého druhu u něhož bylo potvrzena) a také řídkou atmosféru.

Pro řadu vědců je nejzajímavějším měsícem Europa (1, 2). Zdá se, že zde existuje globální oceán vody pokrytý tlustou ledovou kůrou, na které se vyskytují útvary známé z polárních oblastí na Zemi a také zvláštní dlouhé pásy připomínající dálnice. Ve skutečnosti jsou to 3 paralelně vedoucí příkopy obrovských rozměrů. Pravděpodobně vznikly také při tektonické činnosti. Exobiologové už vyslovili podezření, že pod ledovou kůrou je tekoucí voda, ve které by mohl existovat primitivní život.

Oproti těmto měsícům je Callisto (1, 2) zcela mrtvým tělesem. Jeho povrch je velmi starý, mohutně posetý krátery, což svědčí o "brutálním" bombarování, kterému byl v minulosti vystaven. Měsíc má zřejmě kamenné jádro a na něm vrstvu ledu.

Galileo se samozřejmě věnoval i samotné planetě , na které například sledoval Velkou rudou skvrnu nebo její slabé prstence.

Zpět

Zpět na začátek

Prodloužení mise - GEM

Mise začala fází nazvanou Europa Campaign, která v sobě zahrnuje jednoroční intenzivní studium Europy během osmi po sobě následujících přiblížení. Druhou fází je Perijove Reduction Campaign, kdy bude využito 4 přiblížení k mesíci Callisto k výraznému snížení orbitální dráhy sondy. V této fázi se Galileo zaměří na vyhledávání vody v atmosféře Jupitera. Poté nastane poslední fáze Io Encounter, což by měl být blízký průlet kolem měsíce v říjnu 1999. V případě, že sonda přežije teto přiblížení, je plánován ještě jeden průlet. GEM se tedy bude skládat z dalších nejméně 11-ti průletů v blízkosti některého z obřích měsíců. Základní data o celé misi jsou obsažena v následující tabulce:

Zpět na začátek

Tematicky zaměřené linky

Atmosférické pouzdro Galilea, které vstoupilo do atmosféry Jupitera:
ccf.arc.nasa.gov/galileo_probe/

Sondy Voyager byly předchůdcem Galilea při blízkém výzkumu Jupitera:
vraptor.jpl.nasa.gov/voyager/voyager.html

Pozorování pomocí Hubble Space Telescope doplňují informace z Galilea:
oposite.stsci.edu

Vědci komunikují se sondou pomocí sítě pozemských antén Deep Space Network:
deepspace1.jpl.nasa.gov/dsn

Planeta Jupiter je největší planetou Sluneční soustavy:
www.dkrz.de/~k202045/tnp/jupiter.html

Kometa Shoemaker-Levy 9, která dopadla na Jupiter a na jejímž pozorování se Galileo také podílel:
www.jpl.nasa.gov/sl9/

Zpět na začátek

NewI'm 8. ledna 1998

Počet návštěv -

Zpět na ASTRO