Galileo (kozmická sonda)

Galileo
Prevádzkovateľ	USA, NASA – JPL
Výrobca	USA, Hughes Aircraft
Typ misie	planetárna sonda
Prelet okolo	Venuše, Zeme (2x), Gaspry, Idy
Dátum preletu	10. 2. 1990 (Venuša), 8. 12. 1990 (Zem), 29. 11. 1991 (Gaspra), 8. 12. 1992 (Zem), 28. 8. 1993 (Ida)
Družica	Jupitera
Dátum vstupu na orbitu	8. december 1995
Dátum štartu	18. október 1989
Kozmodróm	Kennedyho vesmírne stredisko
Nosná raketa	raketoplán Atlantis/Inertial Upper Stage
Zánik	21. september 2003
COSPAR ID	1989-084B
Kat. číslo	20298
Hmotnosť	vzletová 5 712 kg družicová časť 2 668 kg atmosférická sonda 335 kg
Kozmonautický portál

Galileo bola americká planetárna sonda, určená na prieskum planéty Jupiter, jej okolia a systému jej mesiacov, najmä štyroch veľkých tzv. Galileových. Stala sa tiež prvou a do príletu sondy Juno v roku 2016 jedinou umelou družicou tejto planéty.

Súčasťou sondy bol aj atmosférický modul, ktorý vstúpil do atmosféry Jupitera a vysielal údaje, až kým ho okolité podmienky nezničili. Galileo je tak do dnešných čias jediná kozmická sonda skúmajúca plynného obra, ktorá vpustila do atmosféry planéty zostupové puzdro na jej priamy prieskum. Orbitálna časť sondy fungovala viac ako 7 rokov, čo bol viac než osemnásobok jej pôvodne plánovanej životnosti. Po skončení činnosti bola taktiež navedená do atmosféry Jupitera, aby v nej zhorela.

Sonda bola pomenovaná na počesť renesančného talianskeho vedca a technika Galilea Galileiho, ktorý ako prvý zamieril ďalekohľad na Jupiter a objavil jeho štyri najväčšie mesiace.

Opis sondy

Sondu postavila firma Hughes Aircraft Corp., Los Angeles, Kalifornia (USA), prístrojové vybavenie koordinovala NASA Laboratórium prúdového pohonu (JPL), Pasadena, Kalifornia (USA), ktorá ju tiež riadila pre ústredie NASA, Office of Space Science and Applications (OSSA), Washington (D.C.) (USA) a Deutsches Zentrum für Luft und Raumfahrt (DLR), Kolín nad Rýnom (Nemecko).

Počas letu sa skladala z družicovej časti, ktorá bola neskôr navedená na obežnú dráhu okolo Jupitera, a malej atmosférickej sondy Galileo Atmosphery Probe (označenie COSPAR 1989-084E), určenej na priamy prieskum vrchnej atmosféry Jupitera.

Družicová časť

Nákres sondy ukazuje umiestnenie prístrojov, ktoré sonda niesla k Jupiteru

Družicovú časť tvorila rotáciou 3,25 až 10,5 obr/min alebo trojosovo stabilizovaná sonda typu HS-373 s maximálnym priemerom 4,6 m a výškou 9 m. Skladala sa z dvoch úsekov spojených otočným prepájacím uzlom so servosystémom SBA (Spin-Bearing Assembly), a to:

• prístrojový úsek v tvare nízkeho šesťbokého hranolu, nad ktorým bola upevnená parabolická smerová anténa z tenkej molybdénovej sieťky s priemerom 4,6 m, s tromi výklopnými ramenami;
• stabilizovaný úsek valcového tvaru s výklopnou smerovanou plošinou a smerovateľnou anténou s priemerom 1,1 m pre spojenie s atmosférickou sondou.

Na spodnej strane stabilizovaného úseku bola pripevnená kužeľovitá atmosférická sonda (opis pozri nižšie). Na bokoch prístrojového úseku boli zavesené tri výklopné ramená. Najdlhšie s dĺžkou 10,9 m nieslo senzory magnetometrov umiestnených na jej konci a v jej strede a antény detektoru plazmových vĺn, dve kratšie s dĺžkou 5 m niesli dva rádioizotopové termoelektrické generátory (RTG) s celkom 25 kg oxidu plutoničitého ²³⁸PuO₂ na dodávku elektrickej energie (príkon na začiatku letu 570 W). Družicová časť niesla tieto prístroje:

• prístroje na optické a spektroskopické pozorovanie:
  • prístroje umiestnené na otočnej stabilizovanej plošine:
    • televízna kamera SSI (Solid State Imaging System) s detektory typu CCD (Charge Coupled Device) (800×800 bodov, spektrálny obor 300 až 650 a 700 až 1000 nm, expozičné časy od 4,167 ms do 51,2 s) pripojené k ďalekohľadu Casesgrainova usporiadania (ohnisková vzdialenosť 1 500 mm, priemer 250 mm, stavebná dĺžka 900 mm, svetelnosť f/8,5, zorný uhol 0,46°, uhlové rozlíšenie 10,16 µrad/pixel) a vybavené osempolohovým karuselom s farebnými filtrami pre viditeľnú a blízku infračervenú oblasť (stredy pásiem 404, 559, 671, 727, 756, 889 a 986 nm) a jeden bezfarebný filter (610±220 nm);
    • mapujúci infračervený mriežkový spektrometer NIMS (Near-Infrared Mapping Spectrometer) so 17 detektormi (15 InSb a 2 Si) chladenými na teplotu 64 K pre štúdium chemického zloženia atmosféry planéty a povrchu mesiacov pripojený k ďalekohľadu Ritchey-Chretienovho usporiadania (ohnisková dĺžka 800 mm, priemer 228 mm, svetelnosť f/3,5, rozlíšenie 5 až 30 km);
    • ultrafialový mriežkový Ebert-Fastieov spektrometer UVS (Ultra-Violet Spectrometer) s 3 fotonásobičmi (spektrálna oblas5 113 až 432 nm, spektrálne rozlíšenie 0,7 nm pod 190 nm, 1,3 nm nad 490 nm) pripojený k ďalekohľadu Cassegrain-Dall-Kirkhamovho usporiadania (ohnisková dĺžka 250 mm, svetelnosť f/5) pre štúdium chemického zloženia atmosféry planéty;
    • integrovaný fotopolarimeter a rádiometer PPR (Photopolarimeter-Radiometer) (spektrálny obor 0,4 až 45 µm) pripojený k ďalekohľadu usporiadania Cassegrain-Dall-Kirkham (priemer 100 mm, ohnisková dĺžka 500 mm, zorný uhol 0,14°) určený na zisťovanie aerosólových častíc v atmosfére Jupitera, chemického zloženia atmosféry a oblakov planéty a tepelnej rovnováhy atmosféry planéty, ktorý tvorili:
      • fotopolarimeter (vo fotopolarimetrickom režime 3 kanály v pásmach 410,0, 678,5, a 944,6 nm, vo fotometrickom režime 7 kanálov v pásmach 618,7, 633,3, 648,0, 788,7, 829,3, 840,3 a 891,8 nm);
      • rádiometer (5 kanálov v pásmach 16,8, 21,0, 27,5, 35,5 a 45 µm);
  • prístroje umiestnené na rotujúcom úseku:
    • spektrometer pre oblasť extrémneho ultrafialového žiarenia EUVS (Extreme UltraViolet Sprectrometer) (128 kanálov, spektrálny rozsah 54 až 128 nm, šírka kanálov 0,59 nm, spektrálne rozlíšenie 3,5 nm pre plošné, resp. 1,5 nm pre bodové zdroje, uhlové rozlíšenie 0,17×0,87°) určený najmä na štúdium plazmového toroidu na dráhe mesiaca Io;
• prístroje na štúdium magnetických polí a korpuskulárneho žiarenia, umiestnené na dlhom výklopnom ramene a na jeho základni:
  • magnetometer MAG (Magnetometer) na štúdium medziplanetárneho a planetárnych magnetických polí tvorený 6 cievkovými detektormi (3 v strede ramena s citlivosťou ±512 nT resp. ±16 384 nT, 3 na jeho konci s citlivosťou ±32 nT resp. ±512 nT) a kalibračnými cievkami;
  • spektrometer plazmových vĺn PWS (Plasma Wave Spectrometer) vybavený rozkladacou dipólovou anténou s rozpätím 6,6 m, umiestnenou priečne na konci ramena a 2 cievkovými anténami na sťažni veľké parabolickej antény (258 kanálov, frekvenčný rozsah 5,62 Hz až 5,65 MHz pri dipólovej anténe, 5 Hz až 3,5 kHz resp. 1 až 50 kHz pri cievkových anténach);
  • analyzátor plazmy PLS [=Plasma Instrument], ktorý tvorili:
    • štyri elektrostatické analyzátory (64 kanálov v rozsahu od 0,9 eV do 52 keV, časové rozlíšenie 0,5 s);
    • štyri hmotové spektrometre (schopné detegovať ióny H⁺, H₂⁺/He⁺⁺, He⁺, O⁺⁺, O⁺/S⁺⁺, Na⁺, S⁺, K⁺ a SO₂⁺);
  • detektor mikrometeoroitov DDS (Dust Detector System) (efektívna účinná plocha 0,1 m², citlivosť od 0,1 fg do 1 µg);
  • detektor energetických nabitých častíc EPD [=Energetic Particles Detector], ktorý tvorili:
    • časticový teleskop s 8 kremíkovými polovodičovými detektormi nízkoenergetických častíc v magnetosfére LEMMS (Low-Energy Magnetospheric Measurements System) (32 kanálov, elektróny od 15 keV do >11 MeV, ióny od 22 keV do 55 MeV);
    • analyzátor izotopového zloženia CMS (Composition Measurements System) tvorený dvoma ďalekohľadmi:
      • teleskop TOF (Time-of-Flight) (13 kanálov, jadrá vodíka 80 keV až 1,25 MeV, jadrá hélia od 27 keV/u až 1,0 MeV/u, jadrá kyslíka od 12 do 522 keV/u, jadrá síry od 16 do 310 keV/u, jadrá železa od 20 do 200 keV/u);
      • teleskop diferenciálnej energie (13 kanálov, jadrá He od 0,19 do 1,4 MeV/u, jadrá O od 0,16 do 10,7 MeV/u, jadrá Na od 1,0 do 11,7 MeV/u a jadrá Fe od 0,22 do 15,0 MeV/u);
  • detektor ťažkých iónov HIC (Heavy Ion Counter) tvorený dvoma teleskopmi (rozsah protónových čísel od 6 (C) do 28 (Ni), energetický rozsah od 6 do >200 MeV/u) ;
• experimenty využívajúce rádiového vysielače sondy RS (Radio Science):
  • vlastnosti plazmy a nehomogenít slnečného vetra v medziplanetárnom prostredí;
  • štúdium vlastností atmosféry a ionosféry planéty a mesiacov v priebehu rádiového zákrytu sondy;
  • stanovenie hmotností mesiacov Jupitera;
  • hľadanie gravitačných vĺn s veľmi nízkou frekvenciou;
  • štúdium slnečnej koróny počas konjunkcie sondy so Slnkom.

Sonda Galileo sa pripravuje na pripojenie k urýchľovaciemu stupňu

Systémy sondy boli riadené palubným počítačom s 16bitovým mikroprocesorom ATAC-16MS. Pre záznam nameraných vedeckých dát slúžila magnetopásková pamäť s kapacitou 900 Mbit. Hlavný telemetrický systém pracujúci v pásme X (8,422 GHz) mal pracovať cez veľkú parabolickú anténu (typická rýchlosť prenosu od Jupitera 134 kbit/s). Záložný telemetrický systém pracujúci v pásme S (2,297 GHz) využíval dve všesmerové antény, z ktorých jedna bola umiestnená na konci centrálneho sťažňa parabolickej antény, druhá na jednom výklopnom ramene s RTG. Povelový prijímač pracoval v pásme S (2,115 GHz). Spojenie s atmosférickou sondou sa udržovalo v pásme L. Pre navedenie na dráhu okolo Jupitera slúžil hlavný motor S400 s ťahom 400 N na dvojzložkové hypergolické kvapalné pohonné látky (monometylhydrazín a oxid dusičitý, celkom 925 kg) skladované v štyroch nádržiach s pretlakovou dopravou stlačeným héliom. Na bežné korekcie dráhy slúžil systém 12 motorčekov s ťahom 10 N zásobovaných z rovnakých nádrží.

Na spojenie so sondou sa využívali pozemné stanice systému DSN (Deep Space Network). Hlavné riadiace stredisko sa nachádzalo v areáli NASA Laboratória prúdového pohonu (JPL) v kalifornskej Pasadene (USA).

Atmosférická sonda

Atmosférická sonda mala tvar kužeľa s maximálnym priemerom 1,25 m a výškou 0,86 m. Z celkovej hmotnosti pripadalo 152 kg na ablatívny tepelný štít z fenolovej živice, ktorý kryl väčšiu časť povrchu. Krátkodobo mohol vydržať teploty až 14 000 °C a izoloval 65× dokonalejšie ako domáca termoska. Na palube boli umiestnené nasledujúce experimenty, ako užitočné zaťaženie s celkovou hmotnosťou 28 kg:

• neutrálny hmotnostný spektrometer na štúdium chemického zloženia atmosféry NMS (Neutral Mass Spectrometer) (detekcia He, H₂O, CH₄, NH₃, ďalších atómov a molekúl s hmotnosťou od 1 do 52 u a vybraných ťažších atómov ako sú Kr a Xe, t. j. 84 u a 131 u, rozsah tlaku okolitého prostredia 0,01 až 1 MPa);
• súbor senzorov na priame meranie teploty, tlaku a nepriame určenie hustoty a priemernej molekulovej hmotnosti atmosféry v závislosti na výške ASI (Atmospheric Structure Instrument), ktorý tvorili:
  • akcelerometre na meranie atmosférického brzdenia;
  • teplomer;
  • tlakomer;
• nefelometer NEP (Nephelometer) na štúdium veľkosti, distribúcie a fyzikálnych charakteristík častíc v oblakoch na základe rozptylu infračerveného žiarenia (vlnová dĺžka 900 nm, rozsah tlaku okolitého prostredia 0,01 až 1 MPa);
• infračervený interferometer na stanovenie koncentrácie hélia v atmosfére HAD (Helium Abundance Detector) (rozsah merania od 0,3 do 0,8 MPa, relatívna presnosť 0,1 %);
• viackanálový rádiometer na meranie tepelnej energie v atmosfére NFR (Net-flux Radiometer) (0,3 – 3,0, 0,3 – 2000, 20 – 30, 30 – 40 a 40 – 60 µm, merania v rozsahu tlakov 0,01 až 1 MPa);
• detektor búrkových elektrických výbojov LRD (Lightning and Radio Emission Detector), s dvoma detekčnými systémami:
  • elektromagnetický rádiový detektor (frekvenčné pásma 3, 15 a 100 kHz) pre detekciu rádiového šumu a zmien magnetického poľa;
  • optický detektor s fotodiódou na registráciu svetelných zábleskov;
• osemkanálový detektor energetických častíc EPI (Energetic Particle Investigation) (3 kanály pre elektróny, 3 kanály pre protóny, 1 kanál pre častice alfa, 1 kanál pre ťažšie ióny).

Zostupový systém sa skladal z brzdiaceho a stabilizačného padáku a nosného padáku z dakronu a kevlaru s priemerom 2,5 m. Elektrickú energiu dodávali lítiumsulfonylové akumulátory s celkovou kapacitou 21 Ah, vlastný raketový pohon nebol inštalovaný. Životnosť puzdra obmedzovali:

• mechanická a tepelná odolnosť (pri pozemných skúškach v r. 1983 do 60 °C vnútornej teploty a tlaku do 1,6 MPa, vypočítaná odolnosť do 2,0 MPa, k poškodeniu neutrálneho hmotnostného spektrometra došlo až pri 2,1 MPa);
• kapacita akumulátorov (z výroby 21 Ah, pri príletu k Jupiteru asi 20 Ah, t. j. 74 min zostupu);
• družicová časť sondy Galileo mala na príjem údajov najviac 75 minút a potom sa musela venovať inej aktivite.

Prenos dát na materskú sondu sa uskutočňoval na dvoch frekvenciách v pásme L (1,3870 a 1,3871 GHz, rýchlosť prenosu 256 bit/s). Ultrastabilný oscilátor udržoval konštantnú frekvenciu signálov, takže z Dopplerovho posunu bolo možné odvodiť dáta o rýchlosti vetra a smeru pohybu puzdra.

Priebeh letu

Štart

Kompletná sonda vzlietla z kozmodrómu Kennedyho vesmírneho strediska na Floride 18. októbra 1989 o 16:53:40 svetového času (UT) na palube raketoplánu Atlantis. O 23:15:03 UT toho istého dňa bola vypustená z nákladového priestoru raketoplánu Atlantis na samostatnú dráhu spoločne s dvojstupňovou urýchľovacou raketou Inertial Upper Stage (IUS). O 00:24 UT dňa 19. októbra 1989 bola sonda po deväťminútovej práci IUS navedená na medziplanetárnu dráhu smerom k Venuši. Vzhľadom na nepostačujúci výkon IUS bolo totiž nutné použiť pre let k Jupiteru veľmi komplikovanú dráhu, označovanú VEEGA (Venus-Earth-Earth Gravity Assist) s postupnými gravitačnými manévrami pri Venuši a dvoch pri Zemi.

Ultrafialová snímka Venuše, ktorú zhotovila sonda pri prelete vo vzdialenosti asi 2 milióny km od planéty

Gravitačný manéver pri Venuši

Dňa 10. februára 1990 o 05:58:48 UT, iba 18 sekúnd pred plánovaným časom, preletela sonda vo vzdialenosti 21 493 km od stredu planéty Venuša (približne 16 000 km nad jej povrchom). Chyba zacielenia nepresiahla 5 km. Gravitačným manévrom sa zvýšila rýchlosť sondy o 3,59 km/s (plán 2,2 km/s). Počas preletu sonda urobila 81 snímok oblačnosti, ktoré boli zaznamenané do palubnej pamäte. Tri z nich vo veľmi spomalenom móde ihneď odvysielala cez všesmerovú anténu. Boli urobené tiež infračervené snímky Venuše prístrojom NIMS. Prístroj PWS detegoval elektromagnetické pulzy pochádzajúce od Venuše.

Prvý gravitačný manéver pri Zemi

Dňa 8. decembra 1990 o 20:34:34 UT sonda preletela v minimálnej vzdialenosti 938 km (plán 949 km) okolo Zeme. Chyba v čase preletu bola približne 0,5 s. Gravitačným manévrom sa heliocentrická rýchlosť sondy zvýšila o 5,2 km/s. Prístroje PWS detegovali radiačné pásy Zeme, NIMS pozoroval oblaky v atmosfére a UVS stav ozónovej vrstvy v oblasti južného pólu.

Dňa 11. apríla 1991 bol na sondu vyslaný povel na otvorenie veľkej parabolickej antény. Telemetrické dáta však ukázali, že tri až päť z 18 rebier z grafitového laminátu zostalo prichytených k centrálnej tyči. To znamenalo obmedzenie prenosovej kapacity sondy a redukciu najmä obrazových dát.

Stretnutie s planétkou Gaspra

Planétka Gaspra

Dňa 29. októbra 1991 o 22:36:40 UT sonda preletela vo vzdialenosti 1 600 km od planétky 951 Gaspra, pričom dosiahnutá presnosť navigácie bola lepšia ako 5 km a 1,5 s. Podarilo sa urobiť celkom 150 fotografií, ktoré boli uložené do palubnej pamäte a neskôr boli vyslané pri priblížení k Zemi v decembri 1992. Zo snímok vyplynulo, že planétka má nepravidelný tvar s rozmermi 18×10×9 km a dobu rotácie 7 h. Detektor mikrometeoroitov DDS nezaregistroval v okolí planétky zvýšenie počtu prachových častíc očakávané podľa niektorých teórií. Tepelná zotrvačnosť povrchu určená z merania spektrometrom NIMS [=Near-Infrared Mapping Spectrometer] potvrdila prítomnosť slabej, asi 1 m hrubej vrstvy regolitu. Najväčší z asi 600 pozorovaných kráterov má priemer 1,5 km. Magnetometer počas preletu okolo planétky zaregistroval malé zmeny medziplanetárneho magnetického poľa.

Druhý gravitačný manéver pri Zemi

Dňa 8. decembra 1992 o 15:09 UT sonda preletela nad južnou časťou Atlantického oceánu vo vzdialenosti iba 304 km od zemského povrchu. Týmto manévrom bola zvýšená jej rýchlosť o 3,7 km/s (výsledná heliocentrická rýchlosť 38,99 km/s) a bolo tak zaistené, že sonda doletí k planéte Jupiter. Prelet bol mimoriadne presný (odchýlka iba 0,7 km), takže sa podarilo ušetriť veľké množstvo pohonných látok. Prelet bol využitý na vedecký výskumu Zeme, pri ktorom sa uplatnila ako kamera SSI (70 snímok juhoamerických Ánd a Kordillier malo rozlíšenie až 10 m), tak aj spektrometer NIMS na štúdium horných vrstiev atmosféry. Nad Antarktídou boli zistené stratosferické oblaky s ľadovými kryštálikmi s rozmermi okolo 20 μm, katalyzujúce najmä deštrukciou ozónovej vrstvy. Tiež pozorovanie spektrometrom UVS bola cenné pre štúdium problematiky ozónovej diery.

Stretnutie s planétkou Ida

Planétka Ida so svojím mesiacom Dactylom

Dňa 28. augusta 1993 o 16:52 UT sonda preletela vo vzdialenosti 2 410 km (navigačná odchýlka iba 40 km, 4 s) od planétky 243 Ida relatívnou rýchlosťou 12,4 km/s. Podľa získaných údajov má rozmery 56×54×21 km a periódu rotácie 4 h 38 min. Celkom bolo získaných asi 150 snímok. Spektrometer NIMS potvrdil prítomnosť vrstvy regolitu a skutočnosť, že planétka je zložená z viacerých rôznych objektov. Vo februári 1994 bol na snímkach identifikovaný malý satelit tejto planétky, pomenovaný 1993 (243) 1 = Dactyl. Má vajcovitý tvar s rozmermi 1,6×1,4×1,2 km a bol zaznamenaný vo vzdialenosti okolo 90 km od materského telesa. Detailná snímka s rozlíšením 39 m, urobená 4 min pred preletom a vyslaná na Zem 8. júna 1994 na ňom ukazuje desiatky kráterov väčších ako 80 m (maximálny priemer 300 m). Zaujímavé bolo tiež zistenie, že medziplanetárne magnetické pole bolo v okolí planétky porušené, podobne ako pri planétke 951 Gaspra.

Činnosť pri Jupiteri

V dňoch 17. až 22. júla 1994 sa sonda, v tej dobe vzdialená 238 mil. km od Jupiteru, podieľala na snímkovaní pádu kométy Shoemaker-Levy 9 do atmosféry Jupitera spoločne s pozemnými observatóriami a Hubblovým teleskopom.

Dňa 13. júla 1995 o 05:30 UT sa od materskej sondy oddelilo atmosférické puzdro. V tej dobe bola sonda na ceste 2240 dní a nachádzala sa 82,5 mil. km od Jupitera a 664 mil. km od Zeme.

Prílet k Jupiteru

Dňa 7. decembra 1995 o 17:45:44 UT sonda preletela vo vzdialenosti 892 km od povrchu mesiaca Io. Išlo o kritickú chvíľu celej výpravy, pretože gravitačný manéver pri tomto mesiaci bol nutný na zabrzdenie asi o pätinu potrebnej zmeny rýchlosti (175 m/s). Veľmi záležalo na presnosti preletu, pretože pri väčšej vzdialenosti by bolo potrebné príliš veľké množstvo pohonných látok, ktoré by pri neskoršej činnosti družicového modulu chýbali. Výsledok bol perfektný. O 21:53 UT sonda preletela perijovom dráhy vo vzdialenosti 214 570 km nad hornou hranicou oblačnosti Jupitera, 285 590 km od stredu planéty. O 22:06 UT sonda prijala prvé signály z atmosférického puzdra. Signál, predaný ďalej, letel na Zem 52 minút.

Meranie atmosférickej sondy

Dňa 7. decembra 1995 o 22:04:05 UT vstúpila atmosférická sonda do atmosféry Jupitera rýchlosťou 47 km/s nad terminátorom v rovníkovej oblasti (6,57° s. š., 4,94° z. d.) pod uhlom 8,6° k horizontále (uhol o 1,5° menší by zapríčinil odraz do priestoru, o 1,5° väčší predčasné zhorenie).

Počas prvej minúty dosiahlo preťaženie asi 230 G a tepelný štít sa rozžeravil na 14 000 °C. Počas ďalšej minúty rýchlosť klesla asi na 0,5 km/s, t. j. pod hranicu miestnej rýchlosti zvuku. Maximálne dynamické zaťaženie dosiahlo 5×10⁵ N/m², tepelné 42 kW/cm². Odtavilo sa 85 kg ablatívneho ochranného štítu z fenolových živíc. Začiatok meraní bol o 53 s oneskorený a začal na úrovni atmosférického tlaku 350 hPa namiesto 100 hPa. O 22:06 UT bol v hĺbke asi 40 km uvoľnený najskôr brzdiaci a stabilizačný padák a o niekoľko sekúnd aj nosný padák. Potom sa oddelil ohorený tepelný štít, vyklopilo sa rameno s nefelometrom a 3 minúty po vstupe do atmosféry sa puzdro pomaly kolísalo na padáku a začalo vysielanie smerom k družicovej časti, nachádzajúcej sa v tej dobe vo výške 215 000 km. Za miestneho večerného súmraku prelietalo hnedou hmlou, aby sa ponorilo do bielych mrakov tuhého čpavku. Konečne o 22:58 UT bol na Zemi prijatý s napätím očakávaný signál potvrdzujúci začatie vysielania atmosférického puzdra. Okolo 22:45 UT sa už sonda nachádzala v hĺbke okolo 80 km (okolitý tlak asi 0,8 MPa), kde teplota dosahovala 37 °C a o desať minút neskôr už v hĺbke asi 95 km, zvierané tlakom 1 MPa.

O 23:04 UT atmosférické puzdro ukončilo vysielanie. Maximálna hĺbka, kam sa mohlo puzdro dostať, bola 163 km, kde bola teplota asi 193 °C a tlak 3 MPa. V skutočnosti puzdro vysielalo 57,6 minút, tzn. dosiahlo úroveň teploty 152 °C a tlaku 2,3 MPa, čo zodpovedalo hĺbke okolo 130 km. Okolo 23:49 UT podľa odhadov asi zanikol padák.

Technici odhadli, že asi o 00:30 UT nasledujúceho dňa zanikli časti atmosférickej sondy, vyrobené z hliníkových zliatin, neskôr aj kostra z titanových zliatin a najneskôr okolo 07:00 UT puzdro definitívne prestalo existovať.

Navedenie na obežnú dráhu

Bezprostredne potom začal manéver JOI (Jupiter Orbit Insertion), ktorý sa uskutočnil podľa dopredu prijatých inštrukcií a ktorým sonda prešla na obežnú dráhu okolo planéty Jupiter.

Dňa 8. decembra 1995 od 00:27 do 01:16 UT bol zapojený hlavný motor sondy, ktorý zaistil navedenie na obežnú dráhu okolo Jupitera znížením rýchlosti o 644,4 m/s. Sonda sa po manévri JOI pohybovala po veľmi pretiahnutej eliptickej obežnej dráhe so sklonom 5,30° k rovníku planéty, s dobou obehu 198,62 dňa. Výška perijova bola 211 489 km a apojova 19 276 188 km. Počas zákrytu sondy za planétou sa pod dohľadom stanice DSN pri Madride, vybavenej pre presné meranie frekvencie nosnej vlny (5 000x za sekundu) uskutočnila sondáž Jupiterovej atmosféry (profil teploty a tlaku) priechodom rádiových signálov sondy. Nepresnosť v určení stredu pásma nosnej vlny o šírke 2,5 kHz bola iba 37 Hz.

Mesiace Io, Europa, Ganymedes a Kallisto

Výskumy z obežnej dráhy

V nasledujúcom období 1996 až 2000 sonda krúžila okolo planéty Jupiter po veľmi výstrednej dráhe, pričom opakovane uskutočňovala blízke prelety okolo galileovských mesiacov Io, Ganymedes, Europa a Kallisto, ktoré podrobne skúmala. Prelety boli využívané súčasne na gravitačnom manévre, ktoré zaisťovali postupnú návštevu ďalších mesiacov s minimálnou spotrebou pohonných látok. Vzhľadom na dobrú činnosť systémov sondy a veľkému množstvu získavaných dát, bola misia sondy veľakrát predĺžená, naposledy koncom apríla 2001.

Celkom vykonala 34 obehov okolo Jupitera a počas tejto doby sedemkrát navštívila mesiac Io, osemkrát Kallisto, osemkrát Ganymedes a dokonca jedenásťkrát mesiac Europa.

Ukončenie misie

V roku 2002 sa zásoby pohonných látok sondy takmer vyčerpali. Súčasne sa začali množiť poruchy palubného počítača, spôsobené dlhodobým pôsobením prenikavej radiácie v radiačných pásoch Jupitera, ktorými sonda opakovane prelietavala. Preto bolo rozhodnuté sondu zlikvidovať jej cieleným navedením do atmosféry planéty, aby sa zabránilo jej náhodnému pádu na mesiac Európa a zamedzilo sa tým možnosti jeho kontaminácie pozemskými mikroorganizmami, čo by skomplikovalo budúce hľadanie stôp tamojšieho predpokladaného života. Samovražedný manéver bol využitý na súbežný prieskumu mesiaca Amalthea, ktorý sonda nikdy predtým nenavštívila, pretože sa pohybuje v oblasti s veľmi vysokou úrovňou radiácie.

Prelet okolo mesiaca Amalthea sa uskutočnil 5. novembra 2002 vo vzdialenosti 160 km. Počas preletu sondy okolo mesiaca hviezdny senzor zaznamenal 9 zábleskov, ktoré boli interpretované ako možný odraz svetla od 7 malých objektov, pohybujúcich sa v blízkosti Amalthey.

Po ďalšom obehu okolo planéty, počas ktorého sa sonda od nej vzdialila až na 26,4 mil. km, sonda 21. septembra 2003 o 18:57 UT vstúpila rýchlosťou 48,26 km/s do atmosféry Jupitera a zhorela. Od svojho štartu do zániku prekonala vzdialenosť 4 631 778 000 km.

Desať najdôležitejších výsledkov misie

1. Prístroje ukázali, že zastúpenie chemických prvkov, najmä pomer H:He, v atmosfére Jupitera je iné ako u Slnka, čo dokazuje, že sa planéta po vzniku z protosolárnej hmloviny ďalej vyvíjala.
2. Po prvýkrát boli pozorované oblaky amoniaku v atmosfére inej planéty.
3. Bolo zistené, že vulkanická činnosť na mesiaci Io je až stokrát intenzívnejšia ako na Zemi a pripomína tak podmienky v dávnej minulosti našej planéty.
4. Boli preskúmané zložité procesy v ionizovanej atmosfére Io a zistená ich previazanosť s atmosférou Jupitera.
5. Boli získané nepriame dôkazy podporujúce teóriu o existencii kvapalného oceánu pod ľadovým povrchom mesiaca Europa.
6. Bolo zistené, že Ganymedes má vlastné magnetické pole.
7. Merania magnetických polí potvrdili, že na Europe, Ganymede a Kalisto sa vyskytuje vrstva kvapalnej slanej vody.
8. Bolo zistené, že tieto tri mesiace majú tesne nad povrchom veľmi riedku atmosféru.
9. Jupiterov systém prstencov je tvorený prachom vyrazeným dopadmi meteoritov na povrch štyroch vnútorných mesiacov. Najvzdialenejší prstenec je v skutočnosti dvojitý.
10. Galileo ako prvá sonda dôkladne preskúmala štruktúru a procesy prebiehajúce v magnetosfére inej planéty ako Zem.

Iné projekty

Commons

• Commons ponúka multimediálne súbory na tému Galileo (kozmická sonda)

Zdroje

Tento článok je čiastočný alebo úplný preklad článku Sonda Galileo na českej Wikipédii.

• Sonda v encyklopédii Space 40 (po česky)
• Past Missions - Galileo. - NASA-JPL Archivované 2006-01-16 na Wayback Machine (po anglicky)
• Galileo Legacy site. - NASA-JPL (po anglicky)