Galileo på det sista steget. |

Vi hör ofta om de många rymdprober som vågar ut i solsystemet. Många av dem har uteslutande varit för en viss planet medan andra har tvingats passera flera mål. Men fram till 1995 hade Jupiter aldrig en dedikerad sond som utforskade den. Allt ändrades med lanseringen av Galileo, uppkallad efter forskaren som gav så många bidrag till vår förståelse av Jupiter, men till och med att få lanseringen var en kamp nästan ett decennium. Att Jupiter någonsin fick Galileo blev ett mirakel.

budgetar

Galileo skickades för att godkännas av kongressen 1977. Tidpunkten var dock inte bra eftersom kammaren inte var så varm att finansiera ett sådant uppdrag, som skulle använda rymdfärjan för att få sonden ut i rymden. Tack vare senatens ansträngningar var huset dock övertygat och Galileo gick framåt. Men då precis som detta hinder hade övervunnits, uppstod problem med raketen ursprungligen tänkt att få Galileo till Jupiter en gång klar från Shuttle. En 3-stegsversion av Internial Upper Stage, eller IUS, designades för att ta över när Shuttle fick Galileo klar av jorden men en ny design följde. Den förväntade lanseringen 1982 drevs tillbaka till 1984 (Kane 78).

I november 1981 började presidentens kontor för förvaltning och budget förbereda sig för att dra ut kontakten på Galileo baserat på utvecklingsproblemen. Lyckligtvis, bara en månad senare, kunde NASA spara projektet baserat på hur mycket pengar som redan hade investerats i programmet och hur om Galileo inte skulle flyga så skulle det amerikanska planetprojektet, vår ansträngning att utforska solsystemet vara död. Men spara kom till en kostnad. Boosterraket som ursprungligen valts för att lansera Galileo skulle behöva skalas tillbaka och ett annat projekt, Venus Orbiting Imaging Radar (VOIR) -sond, skulle behöva offra medel. Detta dödade effektivt detta program (78).

Kostnaderna fortsatte att växa för Galileo. Efter att arbetet gjordes på IUS fastställdes det att Jupiter nu var längre bort, vilket krävde en ytterligare Centaur-boosterraket. Detta drev lanseringsdatumet till 1985. Totalt för detta uppdrag hade vuxit från de beräknade 280 miljoner dollar till 700 miljoner dollar (eller från cirka 660 miljoner dollar till cirka 1, 6 miljarder dollar i nuvarande dollar). Trots detta försäkrade forskare alla att uppdraget var värt det. När allt kommer omkring hade Voyager stor framgång och Galileo var en långsiktig uppföljning, inte en fly-by (78-9).

Men VOIR var inte det enda uppdraget som betalade för Galileos biljett. International Solar Polar Mission avbröts och många andra projekt försenades. Sedan var Centaur som Galileo räknade på ute, vilket lämnade den enda resurs 2 IUS och en gravitation boost för att få Galileo till sin destination, lägga till två år till restiden och också minska antalet månar det skulle fånga upp som det så småningom kretsade Jupiter. Mer risk nu för att något går fel och med minskande potentiella resultat. Var det värt det? (79)

Sonden

Massor av vetenskap måste göras med det största slaget för pengar, och Galileo var inget undantag. Med en totalmassa på 2 223 kg och en längd på 5, 3 meter för huvudkroppen med en arm full av magnetiska instrument som är 11 meter lång. De var långt borta från sonden så att sondens elektronik inte skulle ge falska avläsningar. Andra instrument inkluderade var

- en plasmavläsare (för lågenergiladda partiklar)

- plasmavågdetektor (för EM-avläsning av partiklarna)

- Högenergi-partikeldetektor

- dammdetektor

- jonräknare

- kamera som består av CCD-skivor

- nära IR-mappningsspektrometer (för kemisk avläsning)

- UV-spektrometer (för gasavläsningar)

- fotopolarimeter-radiometer (för energiläsningar)

Och för att säkerställa att sonden rör sig installerades totalt tolv 10-Newton thrsut4ers och 1 400 Newton raket. Bränslet som användes var en fin blandning av monometylhydrazin och kväve-tetroxid (Savage 14).

Atlantis lanserar. |

Uppdraget börjar

Trots alla budgetproblem och förlusten av att Challenger drev tillbaka den ursprungliga lanseringen av Galileo, hände det äntligen i oktober 1989 ombord rymdfärjan Atlantis. Galileo, under ledning av William J. O'Neil, var fri att flyga efter en sju års väntetid och 1, 4 miljarder dollar spenderades. Ändringar av farkosten måste göras eftersom orbitalinriktningen från 1986 inte längre fanns och så extra termiskt skydd lades till så att det kunde tåla sin nya flygväg (vilket också hjälpte till att sänka kostnaderna). Sonden använde flera tyngdkraftsassister från Jorden och Venus och gick faktiskt igenom asteroidbältet två gånger på grund av detta! Venushjälpen var den 10 februari 1990 och två jordflugor inträffade den 8 december 1990 och två år senare på dagen. Men när Galileo äntligen anlände till Jupiter, väntade en ny överraskning forskare. Det visar sig att all den inaktiviteten kan ha orsakat att antennen med hög förstärkning med en höjdförstärkning av 4, 8 meter inte fullständigt sänks ut. Det fastställdes senare att vissa av komponenterna som höll antennens struktur samman var fast från friktion. Detta misslyckande reducerade siktets 50.000 bildmål för uppdraget eftersom de nu skulle behöva överföras tillbaka till jorden med en flammande (sarkasme implicerad) hastighet på 1000 bitar per sekund med hjälp av en sekundär maträtt. Fortfarande att ha något var bättre än ingenting (William 129, 133; Savage 8, 9, Howell, Betz "Inside", STS-34 42-3, Space 1991 119).

Galileo ögonblick innan det avgår från Atlantis. |

Naturligtvis släpptes inte dessa flybys. Vetenskap samlades på Venus moln på mellannivå, en första för varje sond, och även data om blixtnedslag på planeten. För Jorden tog Galileo några avläsningar av planeten och fortsatte sedan till månen, där ytan fotograferades och området runt nordpolen undersöktes (Savage 8).

Galileo går ut. |

Asteroid- och kometmöten

Galileo gjorde historia innan den till och med kom till Jupiter när den 29 oktober 1991 blev den första sonden som någonsin besökt en asteroid. Lyckliga lilla Gaspra, med dimensioner på ungefär 20 meter med 12 meter och 11 meter, passerade av Galileo, med det närmaste avståndet mellan de två bara var 1 601 kilometer. Bilder indikerade en smutsig yta med mycket skräp om. Och om det inte var tillräckligt stort, blev Galileo den första sonden som besökte flera asteroider när den 29 augusti 1993 passerade 243 Ida, som är cirka 55 kilometer lång. Båda flybys indikerar att asteroiderna har magnetfält och att Ida verkar vara äldre på grund av antalet kratrar den har. I själva verket kan den vara 2 miljarder år gammal, över 10 gånger Gaspra-åldern. Detta verkar utmana idén att Ida är medlem i Koronis-familjen. Detta innebär att Ida antingen föll in i sin zon från någon annanstans eller förståelsen av Koronis asteroider. Dessutom konstaterades att Ida hade en måne! Den heter Dactyl och blev den första kända asteroiden som hade en satellit. På grund av Kepler s lagar kunde forskare ta reda på Idas massa och densitet baserad på Dactyl s bana (Savage 9, Burnhain).

En extra överraskning var Comet Shoemaker-Levy 9, som hittades av forskare på jorden i mars 1993. Kort därefter bröts kometen upp av Jupiters allvar och befann sig på en kollisionskurs. Så lyckligt lott att vi hade en sond som kunde få värdefull intel! Och det gjorde det när Levy 9 slutligen kraschade in i Jupiter i juli 1994. Galileos ställning gav det en baksidevinkel mot kollisionen som forskare annars inte skulle ha haft (Savage 9, Howell).

Ankomst och resultat

Den 13 juli 1995 släppte Galileo en sond som skulle falla i Jupiter samtidigt som huvudsonden anlände till Jupiter. Det hände den 7 december 1995, när den delen av Galileo drog ner i molnen på Jupiter med en hastighet av över 106 000 mil per timme i 57 minuter medan sondens huvuddel kom in i Jupiters bana. När avlastaren tävlade med sitt uppdrag spelade alla instrument in data om Jupiter, de första sådana direkta mätningar som gjordes av planeten. Preliminära resultat indikerade att den övre atmosfären på planeten var torrare än förväntat och att den treskiktade strukturen av molnen som de flesta modeller förutspådde inte var korrekt. Heliumnivåerna var bara hälften av vad som förväntades och totalt sett var kol-, syre- och svavelnivåerna mindre än väntat. Detta kan ha konsekvenser för forskare som avkodar bildandet av planeterna och varför nivåer av vissa element inte matchar modeller (O'Donnell, Morse).

Io som avbildad av Galileo-sonden. |

Inte för chockerande men ändå ett faktum var en brist på solid struktur som den atmosfäriska sonden stött på under dess härkomst. Densitetsnivåerna var högre än väntat och detta tillsammans med en retardationskraft upp till 230 g och temperaturavläsningarna tycks indikera en okänd "värmekanism" som finns på Jupiter. Detta var särskilt sant under den nedstigningsdel med fallskärmen, där sju olika vindar med stora temperaturskillnader upplevdes. Andra avgångar från de förutsagda modellerna inkluderade

inget lager av ammoniumkristaller

- inget lager av ammoniumhydrosulfid

- inget lager vatten och andra isföreningar

Det fanns en del indikationer på att ammoniumföreningarna var närvarande men inte där de skulle ha förväntats. Inget bevis för vattenis hittades alls trots bevis från Voyager och Shoemaker-Levy 9-kollisioner som pekade mot den (Morse).

Vindarna var en annan överraskning. Modeller pekade på topphastigheter på 220 mph men Galileo-farkosten fann att de var mer som 330 mph och över ett större höjdområde än väntat. Detta kan bero på att den okända uppvärmningsmekanismen ger vindarna mer muskler än väntat av solljus och vattenkondensation. Detta skulle innebära en minskning av blixtaktiviteten, som sonden visade sig vara sant (bara 1/10 så många blixtnedslag jämfört med jorden) (Ibid).

Naturligtvis var Galileo på Jupiter för att lära sig inte bara om planeten utan dess månar också. Mätningar av Jupiter s magnetfält runt Io avslöjade att ett hål verkar existera i det. Eftersom avläsningar av tyngdkraften kring Io tycks indikera att månen har en jättejärnkärna över hälften av själva månen, är det möjligt att Io genererar sitt eget fält med tillstånd av Jupiters intensiva tyngdkraft. Uppgifterna som användes för att bestämma detta uppnåddes under flyby i december då Galileo kom till inom 559 miles från Io s yta. Ytterligare analys av data pekade på en tvåskiktsstruktur för månen, med en järn / svavelkärna med radie 560 kilometer och en något smält mantel / skorpa) (Isbell).

Förlängning

Det ursprungliga uppdraget var att avsluta efter 23 månader och totalt 11 banor runt Jupiter med 10 av dem som kom i närheten av några av månarna, men forskare kunde säkerställa ytterligare medel för en uppdragsförlängning. I själva verket beviljades totalt 3 av dem som möjliggjorde 35 besök på de stora joviska månarna inklusive 11 till Europa, 8 till Callisto, 8 till Ganymede, 7 till Io och 1 till Amalthea (Savage 8, Howell).

Data från en flyby från 1998 från 1998 visade intressant "kaosterräng" eller cirkulära regioner där ytan var grov och ojämn. Det var år innan forskarna insåg vad de tittade på: färska områden med underjordiska material som fanns på ytan. När trycket under ytan växte pressade det uppåt tills den iskalla ytan sprickade isär. Underlagsvätskan fyllde hålet och fryst sedan igen, vilket fick isens ursprungliga kanter att växla och inte bilda en perfekt yta igen. Det gjorde det också möjligt för forskare med en möjlig modell för att låta material från ytan gå under, eventuellt sådd liv. Utan den utvidgningen skulle resultat som dessa missa (Kruski).

Och efter att forskare tittade på Galileo-bilder (trots att de bara var 6 meter per pixel på grund av det nämnda antennproblemet) insåg de att Europas yta roterar i en annan takt än månen! Detta fantastiska resultat är meningsfullt först efter att ha tittat på den fullständiga bilden av Europa. Tyngdekraften drar på månen och värmer upp den, och med både Jupiter och Ganymede som dra i olika riktningar, fick det skalet att sträcka sig så mycket som 10 fot. Med en bana på 3, 55 dagar bogseras ständigt olika platser och i olika hastigheter beroende på när perihelion och aphelion uppnås, vilket gör att ett skal på 12 mil med ett hav på 60 mil dämpas vid perihelion. I själva verket visar data från Galileo att det kommer att ta ungefär 12 000 år innan skalet och månens huvudkropp träffade en kort synkronisering innan de återigen går i olika takt (Hond, Betz "Inside").

Europa som avbildad av Galileo-sonden. |

Slutet

Och som man säger, måste alla goda saker komma till slut. I detta fall avslutade Galileo sitt uppdrag när det föll i Jupiter den 21 september 2003. Detta var en nödvändighet när forskare räknade ut att Europa troligen har flytande vatten och därmed möjligen liv. Att ha Galileo möjligen krascha i den månen och förorena den var oacceptabelt, så det enda sättet var att låta den falla in i gasjätten. I 58 minuter varade det under de extrema förhållandena med högt tryck och 400 mil per timme vindar men slutligen undergavs. Men vetenskapen som vi samlade från den var trendinställning och hjälpte till att bana vägen för framtida uppdrag som Cassini och Juno (Howell, William 132).

Citerade verk

Burnhain, Robert. "Heres tittar på Ida." Astronomy april 1994: 39. Tryck.

"Galileo på väg till Jupiter." Space 1991. Motorbooks International Publishers & Wholesale. Osceola, WI. 1990. Tryck. 118-9.

Hond, Kenn Peter. "Roterar Europas skal i en annan takt än månen?" Astronomi augusti 2015: 34. Tryck.

Howell, Elizabeth. “Rymdskepp Galileo: Till Jupiter och dess månar.” Space.com . Inköp 26 november 2012. Webb. 22 oktober 2015.

Isbell, Douglas och Mary Beth Murrill. "Galileo hittar jättejärnkärna i Jupiters måne Io." Astro.if.ufrgs.br 3 maj 1996. Web. 20 oktober 2015.

Kane, Va. "Galileos uppdrag räddat - bara knappt." Astronomi april 1982: 78-9. Skriva ut.

Kruski, Liz. "Europa May Harbor Subsurface Lakes." Astronomi Mar. 2012: 20. Tryck.

Morse, David. "Galileo-sonden föreslår omvärdering av planeten." Astro.if.ufrgs.br . 22 jan 1996. Webb. 14 oktober 2015.

O'Donnell. Franklin. “Galileo korsar gränsen i Jupiters miljö.” Astro.if.ufrgs.br . 01 december 1995. Webb. 14 oktober 2015.

Savage, Donald och Carlina Martinex, DC Agle. “Galileo End of Mission Press Kit.” NASA Press 15 september 2003: 8, 9, 14, 15. Skriv ut.

"STS-34 Atlantis." Space 1991. Motorbooks International Publishers & Wholesale. Osceola, WI. 1990. Tryck. 42-4.

William, Newcott. "I domstolen för kung Jupiter." National Geographic Sept 1999: 129, 132-3. Skriva ut.