Миссия “Галилео”

Этот аппарат первым вышел на орбиту Юпитера, за период своей работы он передал 14 тысяч изображений планеты-гиганта и ее спутников. Можно сказать, что именно космический аппарат «Галилео» впервые подробно познакомил человечество с неповторимым и таинственным миром Юпитера. Миссия «Галилео» считается в США одним из самых успешных космических проектов.

Его начали проектировать еще в 1977 году

Трудно представить, но этот космический аппарат начали проектировать в далеком 1977 году. Тогда одни читатели этого журнала еще не родились, другие, как и я, были молоды и полны надежд. Цель планируемой миссии включала изучение планеты-гиганта Юпитера и его лун, передачу изображений космических тел и различных данных об их строении, магнитосфере и др. Аппарат назвали «Галилео» в честь Галилео Галилея, который в 1610 году открыл четыре спутника Юпитера.

Аппарат был оснащён основным ракетным двигателем (изготовленным в ФРГ) и 12 малыми двигателями ориентации. На нем были установлены основная, маломощная и приёмная (для связи со спускаемым аппаратом) антенны. К сожалению, основная антенна не раскрылась, поэтому для связи с Землей пришлось использовать маломощную, из-за этого скорость связи составила 160 бит/с вместо 134 Кбит/с. На борту «Галилео» находилось 11 научных приборов, а ещё семь нес спускаемый зонд. Фотокамера аппарата давала изображения 800×800 пикселей, была оборудована различными фильтрами для съёмки в том или ином диапазоне. От радиации камеру защищало 1-сантиметровое танталовое покрытие.

«Галилео» был запущен 18 октября 1989 года с борта космического корабля «Спейс шаттл» «Атлантис» (миссия STS-34). Из-за катастрофы «Челленджера» старт аппарата не раз, откладывался. Разработанная учеными траектория полета значительно экономила топливо, но увеличивала время полета. Она использовала притяжение Венеры и Земли для совершения гравитационных манёвров. Перед тем как выйти на траекторию к Юпитеру, аппарат сначала полетел к Венере и 2 раза прошёл мимо Земли, в результате длительность полёта составила почти 6 лет.

В «объятьях» планеты-гиганта

Благодаря своей траектории «Галилео» по пути провёл исследования Венеры (в 1990 году), а находясь в поясе астероидов, изучил два астероида.

Драматическим событием в жизни Юпитера стало падение на планету в июле 1994 года кометы Шумейкера — Леви. Комета представляла собой не единое твердое тело, а цепочку самостоятельных обломков, каждый из них имел собственный хвост. Полагают, что комету разорвало на фрагменты (всего 21) при предыдущем сближении с Юпитером. 16—18 июля фрагменты кометы со скоростью 64 км/с падали в южном полушарии планеты-гиганта, противоположном по отношению к Земле. С помощью «Галилео», находившимся на расстоянии 1,6 а. е. от Юпитера, удалось визуально наблюдать «бомбардировку» планеты фрагментами кометы. В ходе нее выделилась энергия, в 750 раз превышающая накопленную во всем ядерном арсенале, существующем на Земле.

12 июля 1995 года было произведено отделение спускаемого зонда от «Галилео». 7 декабря 1995 года спускаемый зонд под острым углом вошёл в атмосферу Юпитера. Он проработал в атмосфере планеты-гиганта около часа, опустившись на парашюте на глубину 130 км. Согласно измерениям приборов зонда, внешний уровень облаков характеризовался давлением в 1,6 атмосферы и температурой -80 °С. На глубине 130 км эти параметры существенно менялись — 24 атмосферы, +150 °С. Предполагаемый слой облаков из водяного пара отсутствовал, а плотность облаков оказалась ниже ожидавшейся. Зато зонд зафиксировал ветер со скоростью 530 километров в час!

Среди загадочных лун Юпитера

Для многих ученых, пожалуй, наиболее интересным оказалось исследование станцией лун Юпитера — Ио, Ганимеда, Каллисто и Европы. Наиболее сложным для изучения оказался Ио, самый близкий к Юпитеру из так называемых галилеевых спутников (это четыре самых крупных спутника планеты-гиганта). Дело в том, что спутник находится внутри радиационного пояса планеты, поэтому никакая электроника здесь не продержится долго. «Галилео» в основном исследовал Ио с безопасного расстояния, лишь иногда сближаясь с ним на пару сотен километров.

Еще ранее ученые знали, что на спутнике присутствует немалая вулканическая активность. Это удалось не только подтвердить, но и зафиксировать все вулканы Ио. При этом выяснилось, что вулканическая активность спутника в сто раз превышает оную на Земле! «Галилео» также открыл тонкую атмосферу Ио и смог даже сфотографировать полярные сияния на этом «гнезде» вулканов.

Ганимед считают самым большим спутником в Солнечной системе, по своему размеру он даже превосходит Меркурий. Хотя этот спутник фотографировали «Пионер» и «Вояджер», именно «Галилео» удалось сделать его наиболее качественные снимки. Шесть раз станция сближалась с Ганимедом (один раз до 246 км) и не только сделала ряд качественных снимков, но и смогла открыть собственную магнитосферу Ганимеда и существование на нем подледного океана.

Пожалуй, наиболее сенсационными оказались данные по спутнику Европа. Еще ранее ученые предполагали, что под ледяной поверхностью Европы есть океан жидкой воды, который может оказаться благоприятным для жизни. Неудивительно, что приоритетной задачей «Галилео» стало исследование этого спутника. Более трети из 35 оборотов вокруг Юпитера были связаны с изучением Европы. Станция сближалась со спутником до расстояния в 200 километров, удалось сделать ряд прекрасных снимков его поверхности. «Галилео» подтвердил, что подо льдом спутника есть жидкий океан. Кстати, это открытие отразилось на судьбе самого «Галилео»: чтобы исключить гипотетическую возможность попадания земных микробов на поверхность Европы, зонд потом сожгли в атмосфере Юпитера.

На орбите преемник «Галилео»

5 августа 2011 года для исследования Юпитера была запущена автоматическая межпланетная станция НАСА «Джуно» (или «Юнона»). 5 июля 2016 года, преодолев 2,8 миллиарда км, зонд вышел на орбиту газового гиганта. Цель миссии включала изучение гравитационного и магнитного полей Юпитера, получение данных о его магнитном поле, установление природы полярного сияния на планете, а также проверку гипотезы о наличии у Юпитера твёрдого ядра. Предполагалось также, что аппарат займется исследованием атмосферы планеты, ученые хотели, чтобы он определил в ней содержание воды и аммиака, а также помог построить карту ветров, достигающих скорости в 618 км/ч.

«Джуно» (или «Юнона») является своеобразным преемником «Галилео», именно он стал вторым аппаратом, вышедшим на орбиту вокруг Юпитера. Название «Юнона» объясняется довольно просто, ведь это имя жены бога Юпитера. Запуск аппарата был произведён 5 августа 2011 года. Полет к Юпитеру длился 4,9 года, 5 июля 2016 года «Джуно» вышел на орбиту планеты-гиганта. В отличие от прошлых миссий на «Юноне» были установлены три солнечные батареи вместо радиоизотопных термоэлектрических генераторов. Батареи длиной 8,9 м, шириной от 2,1 до 2,9 метра, вырабатывают суммарную мощность в 490 Вт. Здесь также находятся два литий-ионных аккумулятора, питающие аппарат во время прохождения в тени. Общий бюджет миссии превысил 1 миллиард долларов.

На борту космического аппарата находится табличка 7,1×5,1 сантиметра, посвященная Галилео Галилею, на ней изображен сам Галилей, а также надпись, сделанная итальянским ученым в январе 1610 года при наблюдении самых крупных спутников Юпитера. Кроме таблички на борту есть еще три фигурки LEGO — Галилея, римского бога Юпитера и его жены Юноны, выполненные из алюминия. По плану НАСА, «Джуно» будет находиться на орбите Юпитера высотой 4—5 тысячи км до февраля 2018 года. За это время он должен сделать 37 витков вокруг планеты. По окончании миссии он сойдет с орбиты и сгорит в атмосфере Юпитера.

Увы, миссия не оказалась застрахована от сбоев — 19 октября 2016 года из-за сбоя станция перешла в безопасный режим, в результате отключилось все оборудование, включая камеры. В итоге ученые не получили ожидаемые снимки полюсов газового гиганта и лишились возможности получить новые данные по полярным сияниям южного полюса и масштабным циклонам северного. Примерно через неделю НАСА сообщило о том, что зонд удалось вывести в нормальный режим работы, он даже провел коррекцию курса.