Galileo (veicolo spaziale) - Galileo (spacecraft)
Nomi | Sonda Jupiter Orbiter | ||||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Tipo di missione | Orbiter di Giove | ||||||||||||||||||||||
Operatore | Nasa | ||||||||||||||||||||||
COSPAR ID | 1989-084B | ||||||||||||||||||||||
SATCAT n. | 20298 | ||||||||||||||||||||||
Sito web | |||||||||||||||||||||||
Durata della missione | |||||||||||||||||||||||
Distanza percorsa | 4.631.778.000 km (2,88 miliardi di miglia) | ||||||||||||||||||||||
Proprietà dei veicoli spaziali | |||||||||||||||||||||||
Produttore | |||||||||||||||||||||||
Messa di lancio | |||||||||||||||||||||||
Massa secca | |||||||||||||||||||||||
Massa del carico utile | |||||||||||||||||||||||
Potenza | |||||||||||||||||||||||
Inizio missione | |||||||||||||||||||||||
Ora di pranzo | 18 ottobre 1989, 16:53:40 UTC | ||||||||||||||||||||||
Razzo |
Space Shuttle Atlantis STS-34 / IUS |
||||||||||||||||||||||
Sito di lancio | Kennedy LC-39B | ||||||||||||||||||||||
Entrato in servizio | 8 dicembre 1995, 01:16 UTC SCET | ||||||||||||||||||||||
Fine della missione | |||||||||||||||||||||||
Disposizione | Entrata controllata in Giove | ||||||||||||||||||||||
Data di decadimento | 21 settembre 2003, 18:57:18 UTC | ||||||||||||||||||||||
Orbiter di Giove | |||||||||||||||||||||||
Componente di veicoli spaziali | Orbiter | ||||||||||||||||||||||
Inserimento orbitale | 8 dicembre 1995, 01:16 UTC SCET | ||||||||||||||||||||||
Sonda atmosferica di Giove | |||||||||||||||||||||||
Componente di veicoli spaziali | Sonda | ||||||||||||||||||||||
Ingresso suggestivo | 7 dicembre 1995, 22:04 UTC SCET | ||||||||||||||||||||||
Sito di impatto |
06°05′N 04°04′W / 6.083°N 4.067°O all'interfaccia di ingresso |
||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||
Programma ammiraglia della NASA
|
Galileo era una sonda spaziale robotica americanache studiava il pianeta Giove e le sue lune , così come gli asteroidi Gaspra e Ida . Prende il nome dall'astronomo italiano Galileo Galilei , consisteva in un orbiter e una sonda di ingresso. Fu consegnato in orbita terrestre il 18 ottobre 1989 dallo Space Shuttle Atlantis . Galileo è arrivato su Giove il 7 dicembre 1995, dopo il sorvolo gravitazionale di Venere e Terra , ed è diventato il primo veicolo spaziale ad orbitare attorno a un pianeta esterno.
Il Jet Propulsion Laboratory ha costruito la navicella spaziale Galileo e ha gestito il programma Galileo per la NASA . La Messerschmitt-Bölkow-Blohm della Germania occidentale ha fornito il modulo di propulsione. L' Ames Research Center della NASA ha gestito la sonda atmosferica, che è stata costruita dalla Hughes Aircraft Company . Al momento del lancio, l'orbiter e la sonda insieme avevano una massa di 2.562 kg (5.648 libbre) e erano alti 6,15 m (20,2 piedi).
I veicoli spaziali sono normalmente stabilizzati ruotando attorno a un asse fisso o mantenendo un orientamento fisso rispetto al Sole e a una stella. Galileo fece entrambe le cose. Una sezione del veicolo spaziale ruotava a 3 rivoluzioni al minuto , mantenendo Galileo stabile e con in mano sei strumenti che raccoglievano dati da molte direzioni diverse, inclusi i campi e gli strumenti delle particelle.
Galileo è stato intenzionalmente distrutto nell'atmosfera di Giove il 21 settembre 2003. Il prossimo orbiter da inviare su Giove è stato Juno , arrivato il 5 luglio 2016.
Sviluppo
Giove è il pianeta più grande del Sistema Solare , con più del doppio della massa di tutti gli altri pianeti messi insieme. L'idea di inviare una sonda su Giove iniziò già nel 1959. Il Scientific Advisory Group (SAG) della NASA per le missioni del sistema solare esterno ha considerato i requisiti per gli orbitanti di Giove e le sonde atmosferiche. Ha notato che la tecnologia per costruire uno scudo termico per una sonda atmosferica non esisteva ancora e le strutture per testarne una nelle condizioni trovate su Giove non sarebbero state disponibili fino al 1980. La direzione della NASA ha designato il Jet Propulsion Laboratory (JPL) come capofila centro per il progetto Jupiter Orbiter Probe (JOP). Il JOP sarebbe il quinto veicolo spaziale a visitare Giove, ma il primo ad orbitare attorno ad esso e la sonda sarebbe la prima ad entrare nella sua atmosfera.
Un'importante decisione presa in questo momento è stata quella di utilizzare un veicolo spaziale del programma Mariner come quello utilizzato per la Voyager per l'orbiter Giove, piuttosto che un Pioneer. Pioneer è stato stabilizzato ruotando la navicella spaziale a 60 giri/min , che dava una visione a 360 gradi dell'ambiente circostante e non richiedeva un sistema di controllo dell'assetto. Al contrario, Mariner aveva un sistema di controllo dell'assetto con tre giroscopi e due serie di sei propulsori a getto di azoto . L'atteggiamento è stato determinato con riferimento al Sole e al Canopo , che sono stati monitorati con due sensori primari e quattro secondari. C'era anche un'unità di riferimento inerziale e un accelerometro . Ciò gli ha permesso di acquisire immagini ad alta risoluzione, ma la funzionalità ha comportato un costo maggiore. Un Mariner pesava 722 chilogrammi (1.592 libbre) rispetto ai soli 146 chilogrammi (322 libbre) di un Pioneer.
John R. Casani , che aveva guidato i progetti Mariner e Voyager, divenne il primo project manager. Ha sollecitato suggerimenti per un nome più ispiratore per il progetto, e il maggior numero di voti è andato a "Galileo" dopo Galileo Galilei , la prima persona a vedere Giove attraverso un telescopio. La sua scoperta nel 1610 di quelle che oggi sono conosciute come le lune galileiane in orbita attorno a Giove fu un'importante prova del modello copernicano del sistema solare. È stato anche notato che il nome era quello di un'astronave nello show televisivo Star Trek . Il nuovo nome è stato adottato nel febbraio 1978.
Il Jet Propulsion Laboratory ha costruito la navicella spaziale Galileo e ha gestito la missione Galileo per la NASA. La Messerschmitt-Bölkow-Blohm della Germania occidentale ha fornito il modulo di propulsione. L' Ames Research Center della NASA ha gestito la sonda atmosferica, che è stata costruita dalla Hughes Aircraft Company . Al momento del lancio, l'orbiter e la sonda insieme avevano una massa di 2.562 kg (5.648 libbre) e erano alti 6,15 m (20,2 piedi). I veicoli spaziali sono normalmente stabilizzati ruotando attorno ad un asse fisso o mantenendo un orientamento fisso con riferimento al Sole e ad una stella; Galileo fece entrambe le cose. Una sezione del veicolo spaziale ruotava a 3 rivoluzioni al minuto , mantenendo Galileo stabile e con in mano sei strumenti che raccoglievano dati da molte direzioni diverse, inclusi i campi e gli strumenti delle particelle. Di nuovo a terra, il team operativo della missione ha utilizzato un software contenente 650.000 righe di codice nel processo di progettazione della sequenza orbitale; 1.615.000 righe nell'interpretazione della telemetria; e 550.000 righe di codice in navigazione. Tutti i componenti e i pezzi di ricambio del veicolo spaziale hanno ricevuto un minimo di 2.000 ore di test. La navicella spaziale doveva durare almeno cinque anni, abbastanza a lungo da raggiungere Giove ed eseguire la sua missione.
Il 19 dicembre 1985 partì dal JPL a Pasadena, in California , per la prima tappa del suo viaggio, un viaggio su strada al Kennedy Space Center in Florida . A causa del disastro dello Space Shuttle Challenger , non è stato possibile rispettare la data di lancio di maggio. La missione è stata riprogrammata il 12 ottobre 1989. La navicella Galileo sarebbe stata lanciata dalla missione STS-34 nello Space Shuttle Atlantis . Con l'approssimarsi della data di lancio di Galileo , i gruppi antinucleari , preoccupati per quello che percepivano come un rischio inaccettabile per la sicurezza pubblica causato dal plutonio nei generatori termoelettrici a radioisotopi (RTG) e nei moduli General Purpose Heat Source (GPHS) di Galileo , ha chiesto un'ingiunzione del tribunale che vietasse il lancio di Galileo . Gli RTG erano necessari per le sonde nello spazio profondo perché dovevano volare a distanze dal Sole che rendevano impraticabile l'uso dell'energia solare.
Il lancio è stato ritardato altre due volte: da un controller del motore principale difettoso che ha costretto un rinvio al 17 ottobre, e poi da condizioni meteorologiche avverse, che hanno reso necessario un rinvio al giorno successivo, ma questo non è stato un problema poiché la finestra di lancio si è estesa fino al 21 novembre Atlantide è finalmente decollato alle 16:53:40 UTC del 18 ottobre ed è entrato in un'orbita di 343 chilometri (213 miglia). Galileo è stato schierato con successo alle 00:15 UTC del 19 ottobre. Dopo l'ustione dello IUS, la navicella Galileo ha adottato la sua configurazione per il volo da solista e si è separata dallo IUS alle 01:06:53 UTC del 19 ottobre. Il lancio è stato perfetto e Galileo si diresse presto verso Venere a oltre 14.000 km/h (9.000 mph). Atlantide tornò sulla Terra sana e salva il 23 ottobre.
Comando e gestione dei dati (CDH)
Il sottosistema CDH era attivamente ridondante, con due bus di sistema dati paralleli in esecuzione in ogni momento. Ogni bus del sistema dati (noto anche come stringa) era composto dagli stessi elementi funzionali, costituiti da multiplexer (MUX), moduli di alto livello (HLM), moduli di basso livello (LLM), convertitori di potenza (PC), memoria di massa (BUM) , memoria di massa del sottosistema di gestione dei dati (DBUM), catene di temporizzazione (TC), circuiti ad aggancio di fase (PLL), codificatori Golay (GC), decodificatori di comandi hardware (HCD) e controller critici (CRC).
Il sottosistema CDH era responsabile del mantenimento delle seguenti funzioni:
- decodifica dei comandi di uplink
- esecuzione di comandi e sequenze
- esecuzione di risposte di protezione dai guasti a livello di sistema
- raccolta, elaborazione e formattazione dei dati di telemetria per la trasmissione in downlink
- spostamento di dati tra sottosistemi tramite un bus di sistema dati.
Il veicolo spaziale era controllato da sei CPU a microprocessore COSMAC RCA 1802 : quattro sul lato spun e due sul lato despun. Ogni CPU aveva un clock di circa 1,6 MHz e fabbricata su zaffiro ( silicio su zaffiro ), che è un materiale indurito dalle radiazioni e dall'elettricità statica ideale per il funzionamento dei veicoli spaziali. Questo microprocessore è stato il primo chip del processore CMOS a bassa potenza , abbastanza alla pari con il 6502 a 8 bit che era stato integrato nel computer desktop Apple II in quel momento.
Il Galileo Attitude and Articulation Control System (AACSE) era controllato da due Itek Advanced Technology Airborne Computers (ATAC), costruiti utilizzando 2901 resistenti alle radiazioni . L'AACSE potrebbe essere riprogrammato in volo inviando il nuovo programma attraverso il Command and Data Subsystem.
Il software del sistema di controllo dell'assetto di Galileo è stato scritto nel linguaggio di programmazione HAL/S , utilizzato anche nel programma Space Shuttle . La capacità di memoria fornita da ciascun BUM era di 16 K di RAM , mentre i DBUM fornivano ciascuno 8 K di RAM. C'erano due BUM e due DBUM nel sottosistema CDH e risiedevano tutti sul lato ruotato del veicolo spaziale. I BUM e i DBUM forniscono l'archiviazione per le sequenze e contengono vari buffer per i dati di telemetria e la comunicazione tra bus. Ogni HLM e LLM è stato costruito attorno a un singolo microprocessore 1802 e 32K di RAM (per HLM) o 16K di RAM (per LLM). Due HLM e due LLM risiedevano sul lato filato mentre due LLM erano sul lato despun. Pertanto, la capacità di memoria totale disponibile per il sottosistema CDH era di 176 K di RAM: 144 K allocati al lato spun e 32 K al lato despun.
Ciascun HLM era responsabile delle seguenti funzioni:
- elaborazione del comando di collegamento in salita
- manutenzione dell'orologio della navicella
- spostamento dei dati sul bus del sistema dati
- esecuzione di sequenze memorizzate (tabelle tempo-eventi)
- controllo della telemetria
- recupero degli errori compreso il monitoraggio e la risposta della protezione dai guasti del sistema.
Ciascun LLM era responsabile delle seguenti funzioni:
- raccogliere e formattare i dati di progettazione dai sottosistemi
- fornire la capacità di emettere comandi codificati e discreti agli utenti di veicoli spaziali
- riconoscere le condizioni di fuori tolleranza sugli ingressi di stato
- eseguire alcune funzioni di protezione dai guasti del sistema.
Propulsione
Il sottosistema di propulsione consisteva in un motore principale da 400 N e dodici propulsori da 10 N, insieme a serbatoi di propellente, stoccaggio e pressurizzazione e impianti idraulici associati. I propulsori da 10 N erano montati in gruppi di sei su due boma da 2 metri. Il carburante per il sistema era 925 kg (2.039 lb) di monometilidrazina e tetrossido di azoto . Due serbatoi separati contenevano altri 7 kg (15 libbre) di elio pressurizzante. Il sottosistema di propulsione è stato sviluppato e costruito da Messerschmitt-Bölkow-Blohm e fornito dalla Germania Ovest, il principale partner internazionale del progetto Galileo .
Energia elettrica
A quel tempo, i pannelli solari non erano pratici alla distanza di Giove dal Sole; il veicolo spaziale avrebbe avuto bisogno di un minimo di 65 metri quadrati (700 piedi quadrati) di pannelli. Allo stesso modo, le batterie chimiche sarebbero di dimensioni proibitive a causa dei limiti tecnologici. La soluzione era costituita da due generatori termoelettrici a radioisotopi (RTG) che alimentavano il veicolo spaziale attraverso il decadimento radioattivo del plutonio-238 . Il calore emesso da questo decadimento è stato convertito in elettricità attraverso l' effetto Seebeck allo stato solido . Ciò ha fornito una fonte di elettricità affidabile e di lunga durata, non influenzata dall'ambiente freddo e dai campi ad alta radiazione nel sistema gioviano.
Ciascun GPHS-RTG , montato su un braccio lungo 5 metri (16 piedi), trasportava 7,8 chilogrammi (17 libbre) di 238 Pu . Ogni RTG conteneva 18 moduli separati per la fonte di calore e ogni modulo racchiudeva quattro pellet di ossido di plutonio (IV) , un materiale ceramico resistente alla frattura. Il plutonio è stato arricchito di circa l'83,5% di plutonio-238. I moduli sono stati progettati per sopravvivere a una serie di potenziali incidenti: esplosione o incendio di veicoli di lancio, rientro nell'atmosfera seguito da impatto terrestre o idrico e situazioni post-impatto. Un rivestimento esterno di grafite ha fornito protezione contro gli ambienti strutturali, termici ed erosivi di un potenziale rientro nell'atmosfera terrestre. Ulteriori componenti in grafite hanno fornito protezione dagli impatti, mentre il rivestimento in iridio degli RTG ha fornito il contenimento post-impatto. Gli RTG hanno prodotto circa 570 watt al momento del lancio. La potenza erogata inizialmente è diminuita al ritmo di 0,6 watt al mese ed era di 493 watt quando Galileo è arrivato su Giove.
Telecomunicazioni
Il veicolo spaziale aveva una grande antenna ad alto guadagno che non riusciva a dispiegarsi nello spazio, quindi è stata utilizzata invece l'antenna a basso guadagno, sebbene a velocità di trasferimento dati inferiori.
Strumenti
Strumenti scientifici per misurare campi e particelle sono stati montati sulla sezione rotante del veicolo spaziale, insieme all'antenna principale , all'alimentatore, al modulo di propulsione e alla maggior parte dei computer e dell'elettronica di controllo di Galileo . I sedici strumenti, del peso complessivo di 118 kg (260 libbre), includevano sensori magnetometrici montati su un braccio di 11 m (36 piedi) per ridurre al minimo le interferenze del veicolo spaziale; uno strumento al plasma per rilevare particelle cariche a bassa energia e un rilevatore di onde plasma per studiare le onde generate dalle particelle; un rivelatore di particelle ad alta energia; e un rivelatore di polvere cosmica e gioviana . Trasportava anche l'Heavy Ion Counter, un esperimento di ingegneria per valutare gli ambienti di particelle cariche potenzialmente pericolosi attraverso i quali il veicolo spaziale ha volato, e un rivelatore di ultravioletti estremi associato allo spettrometro UV sulla piattaforma di scansione.
Gli strumenti della sezione despun includevano il sistema di telecamere; lo spettrometro di mappatura nel vicino infrarosso per la realizzazione di immagini multispettrali per l'analisi chimica della superficie atmosferica e lunare; lo spettrometro ultravioletto per lo studio dei gas; e il fotopolarimetro-radiometro per misurare l'energia radiante e riflessa. Il sistema di telecamere è stato progettato per ottenere immagini dei satelliti di Giove con risoluzioni da 20 a 1.000 volte migliori della migliore di Voyager , perché Galileo ha volato più vicino al pianeta e alle sue lune interne e perché il sensore CCD più moderno nella fotocamera di Galileo era più sensibile e aveva una banda di rilevamento del colore più ampia rispetto ai vidicon di Voyager .
Sezione Despun
Imager a stato solido (SSI)
La SSI era una fotocamera con dispositivo ad accoppiamento di carica (CCD) da 800 x 800 pixel . La parte ottica della fotocamera era un ricambio di volo modificato della fotocamera ad angolo stretto Voyager ; un telescopio Cassegrain . Il CCD aveva una schermatura dalle radiazioni uno strato di tantalio spesso 10 mm (0,4 pollici) che circondava il CCD tranne dove la luce entra nel sistema. Una ruota portafiltri a otto posizioni è stata utilizzata per ottenere immagini a lunghezze d'onda specifiche. Le immagini sono state quindi combinate elettronicamente sulla Terra per produrre immagini a colori. La risposta spettrale dell'SSI variava da circa 400 a 1100 nm. L'SSI pesava 29,7 kg (65 libbre) e consumava, in media, 15 watt di potenza.
Spettrometro di mappatura nel vicino infrarosso (NIMS)
Lo strumento NIMS era sensibile alla luce infrarossa con lunghezza d'onda compresa tra 0,7 e 5,2 micrometri , che si sovrapponeva alla gamma di lunghezze d'onda dell'SSI. NIMS ha utilizzato un telescopio riflettente con apertura di 229 mm (9 pollici). Lo spettrometro utilizzava un reticolo per disperdere la luce raccolta dal telescopio. Lo spettro disperso della luce è stato focalizzato su rivelatori di indio , antimonide e silicio . I NIMS pesavano 18 kg (40 libbre) e utilizzavano in media 12 watt di potenza.
Spettrometro ultravioletto / Spettrometro ultravioletto estremo (UVS/EUV)
Il telescopio Cassegrain dell'UVS aveva un'apertura di 250 mm (9,8 pollici). Sia gli strumenti UVS che EUV utilizzavano un reticolo rigato per disperdere la luce per l'analisi spettrale. La luce è quindi passata attraverso una fessura di uscita in tubi fotomoltiplicatori che hanno prodotto impulsi di elettroni, che sono stati contati e i risultati inviati alla Terra. L'UVS è stato montato sulla piattaforma di scansione di Galileo . L'EUV è stato montato sulla sezione filata. Mentre Galileo ruotava, EUV osservò uno stretto nastro di spazio perpendicolare all'asse di rotazione. I due strumenti combinati pesavano circa 9,7 kg (21 libbre) e consumavano 5,9 watt di potenza.
Fotopolarimetro-Radiometro (PPR)
Il PPR aveva sette bande di radiometria. Uno di questi non utilizzava filtri e osservava tutta la radiazione in entrata, sia solare che termica. Un'altra banda lasciava passare solo la radiazione solare. La differenza tra i canali solare più termico e solo solare dava la radiazione termica totale emessa. Il PPR ha anche misurato in cinque canali a banda larga che hanno compreso l'intervallo spettrale da 17 a 110 micrometri. Il radiometro ha fornito dati sulle temperature dell'atmosfera e dei satelliti di Giove. Il design dello strumento era basato su quello di uno strumento pilotato sulla navicella spaziale Pioneer Venus . Un telescopio riflettente con apertura di 100 mm (4 pollici) raccoglieva la luce e la dirigeva verso una serie di filtri e, da lì, le misurazioni venivano eseguite dai rivelatori del PPR. Il PPR pesava 5,0 kg (11,0 libbre) e consumava circa 5 watt di potenza.
Sezione filata
Sottosistema rilevatore di polvere (DDS)
Il Dust Detector Subsystem (DDS) è stato utilizzato per misurare la massa, la carica elettrica e la velocità delle particelle in arrivo. Le masse di particelle di polvere che il DDS potrebbe rilevare vanno da 10-16 a 10-7 grammi. La velocità di queste piccole particelle potrebbe essere misurata nell'intervallo da 1 a 70 chilometri al secondo (da 0,6 a 43,5 mi/s). Lo strumento potrebbe misurare i tassi di impatto da 1 particella ogni 115 giorni (10 megasecondi) a 100 particelle al secondo. Tali dati sono stati utilizzati per determinare l'origine e la dinamica della polvere all'interno della magnetosfera . Il DDS pesava 4,2 kg (9,3 libbre) e utilizzava una media di 5,4 watt di potenza.
Rilevatore di particelle energetiche (EPD)
Il rivelatore di particelle energetiche (EPD) è stato progettato per misurare i numeri e le energie di ioni ed elettroni le cui energie superavano circa 20 keV (3,2 fJ). L'EPD potrebbe anche misurare la direzione di marcia di tali particelle e, nel caso degli ioni, potrebbe determinarne la composizione (se lo ione è ossigeno o zolfo , per esempio). L'EPD ha utilizzato rivelatori allo stato solido al silicio e un sistema di rilevamento del tempo di volo per misurare i cambiamenti nella popolazione di particelle energetiche su Giove in funzione della posizione e del tempo. Queste misurazioni hanno aiutato a determinare come le particelle hanno ottenuto la loro energia e come sono state trasportate attraverso la magnetosfera di Giove. L'EPD pesava 10,5 kg (23 libbre) e utilizzava in media 10,1 watt di potenza.
Contatore di ioni pesanti (HIC)
L'HIC era, in effetti, una versione riconfezionata e aggiornata di alcune parti del ricambio di volo del Voyager Cosmic Ray System. L'HIC ha rilevato ioni pesanti utilizzando pile di wafer di silicio a cristallo singolo. L'HIC potrebbe misurare ioni pesanti con energie a partire da 6 MeV (1 pJ) e fino a 200 MeV (32 pJ) per nucleone. Questa gamma includeva tutte le sostanze atomiche comprese tra carbonio e nichel . L'HIC e l'EUV hanno condiviso un collegamento di comunicazione e, pertanto, hanno dovuto condividere il tempo di osservazione. L'HIC pesava 8,0 kg (17,6 libbre) e utilizzava una media di 2,8 watt di potenza.
Magnetometro (MAG)
Il magnetometro (MAG) utilizzava due set di tre sensori. I tre sensori hanno consentito di misurare le tre componenti ortogonali della sezione del campo magnetico . Un set si trovava all'estremità del braccio del magnetometro e, in quella posizione, si trovava a circa 11 m (36 piedi) dall'asse di rotazione del veicolo spaziale. Il secondo set, progettato per rilevare campi più forti, era a 6,7 m (22 piedi) dall'asse di rotazione. Il boom è stato utilizzato per rimuovere il MAG dalle immediate vicinanze di Galileo per ridurre al minimo gli effetti magnetici del veicolo spaziale. Tuttavia, non tutti questi effetti possono essere eliminati distanziando lo strumento. La rotazione del veicolo spaziale è stata utilizzata per separare i campi magnetici naturali dai campi indotti dall'ingegneria. Un'altra fonte di potenziale errore nella misurazione proveniva dalla flessione e torsione del lungo braccio del magnetometro. Per tenere conto di questi movimenti, una bobina di calibrazione è stata montata rigidamente sul veicolo spaziale per generare un campo magnetico di riferimento durante le calibrazioni. Il campo magnetico sulla superficie terrestre ha un'intensità di circa 50.000 nT . A Giove, il set di sensori fuoribordo (11 m) poteva misurare l'intensità del campo magnetico nell'intervallo da ±32 a ±512 nT, mentre il set entrobordo (6,7 m) era attivo nell'intervallo da ±512 a ±16.384 nT. L'esperimento MAG pesava 7,0 kg (15,4 libbre) e utilizzava 3,9 watt di potenza.
Sottosistema plasma (PLS)
Il PLS ha utilizzato sette campi visivi per raccogliere particelle cariche per l'analisi dell'energia e della massa. Questi campi visivi coprivano la maggior parte degli angoli da 0 a 180 gradi, espandendosi a ventaglio dall'asse di rotazione. La rotazione del veicolo spaziale trasportava ogni campo visivo attraverso un cerchio completo. Il PLS ha misurato le particelle nell'intervallo di energia da 0,9 a 52.000 eV (da 0,14 a 8.300 aJ ). Il PLS pesava 13,2 kg (29 libbre) e utilizzava una media di 10,7 watt di potenza.
Sottosistema delle onde plasmatiche (PWS)
Un'antenna a dipolo elettrico è stata utilizzata per studiare i campi elettrici dei plasmi , mentre due antenne magnetiche a bobina di ricerca hanno studiato i campi magnetici. L'antenna a dipolo elettrico era montata sulla punta del braccio del magnetometro. Le antenne magnetiche della bobina di ricerca sono state montate sull'alimentazione dell'antenna ad alto guadagno. Misurazioni quasi simultanee dello spettro del campo elettrico e magnetico hanno permesso di distinguere le onde elettrostatiche dalle onde elettromagnetiche . Il PWS pesava 7,1 kg (16 libbre) e utilizzava una media di 9,8 watt.
Sonda ingresso Galileo
Tipo di missione | Lander / Sonda atmosferica |
---|---|
Operatore | Nasa |
COSPAR ID | 1989-084E |
SATCAT n. | 20298 |
Durata della missione | 0 giorni |
Proprietà dei veicoli spaziali | |
Produttore | Compagnia Aerea Hughes |
BOL massa | 340 kg (750 libbre) |
Inizio missione | |
Ora di pranzo | 18 ottobre 1989 |
Razzo | STS-34 sulle spalle con l' orbiter Galileo |
Sito di lancio | Kennedy Space Center, complesso di lancio 39B |
La sonda atmosferica è stata costruita dalla Hughes Aircraft Company nel suo stabilimento di El Secondo, in California . Pesava 339 chilogrammi (747 libbre) ed era alto 86 centimetri (34 pollici). All'interno dello scudo termico della sonda , gli strumenti scientifici sono stati protetti dal calore e dalla pressione estremi durante il suo viaggio ad alta velocità nell'atmosfera gioviana, entrando a 48 chilometri al secondo (110.000 mph). Le temperature hanno raggiunto circa 16.000°C (28.832°F). La NASA ha costruito un laboratorio speciale, il Giant Planet Facility, per simulare il carico di calore, che era simile al riscaldamento convettivo e radiativo sperimentato da una testata ICBM che rientra nell'atmosfera.
Batterie
L'elettronica della sonda era alimentata da 13 batterie al biossido di zolfo al litio prodotte dal Power Sources Center di Honeywell a Horsham, Pennsylvania . Ogni cella aveva le dimensioni di una batteria D in modo da poter utilizzare gli strumenti di produzione esistenti. Fornivano una potenza nominale di circa 7,2 ampere di capacità con una tensione minima di 28,05 volt.
Strumenti scientifici
La sonda includeva sette strumenti per acquisire dati sulla sua immersione in Giove:
Strumento | Funzione | Messa | Consumo di energia | Investigatore principale | Organizzazioni |
---|---|---|---|---|---|
Strumento struttura atmosferica | Misurazione di temperatura, pressione e decelerazione | 4,1 kg (9,0 libbre) | 6.3 W | Alvin Seiff | Ames Research Center e San Jose State University Foundation |
Spettrometro di massa neutro | Analizzare la composizione del gas dell'atmosfera | 13 kg (29 libbre) | 29 W | Hasso Niemann | Centro di volo spaziale Goddard |
Rilevatore di abbondanza di elio | Un interferometro a supporto degli studi sulla composizione atmosferica | 1,4 kg (3,1 libbre) | 1,1 W | Ulf von Zahn | Università di Bonn , Università di Rostock |
Nefelometro | Posizione della nuvola e osservazioni delle particelle di nuvola | 4,8 kg (11 libbre) | 14 W | Boris Ragent | Ames Research Center e San Jose State University Foundation |
Radiometro a flusso netto | Misurare la differenza tra il flusso radiante verso l'alto e verso il basso a ciascuna altitudine | 3,0 kg (6,6 libbre) | 7,0 W | L. Sromovsky | Università del Wisconsin |
Rivelatore di fulmini , emissioni radio e strumento per particelle energetiche | Misurare le emissioni luminose e radio associate ai fulmini e i flussi di protoni , elettroni , particelle alfa e ioni pesanti | 2,7 kg (6,0 libbre) | 2,3 W | Luigi Lanzerotti | Bell Laboratories , Università della Florida e Repubblica Federale Tedesca |
Apparecchiature radiofoniche | Misurare la velocità del vento e l'assorbimento atmosferico | David Atkinson | Università dell'Idaho |
Inoltre, lo scudo termico della sonda conteneva la strumentazione per misurare l'ablazione durante la discesa.
Cessazione
Mancando il carburante per sfuggire bene alla gravità di Giove, alla fine della vita di Galileo , nel settembre 2003, la sonda è stata deliberatamente schiantata su Giove, per prevenire la contaminazione in avanti della possibile vita della luna di Giove Europa .
Nomi
La sonda Galileo aveva COSPAR ID 1989-084E mentre l'orbiter aveva ID 1989-084B. I nomi del veicolo spaziale includono Galileo Probe o Jupiter Entry Probe abbreviato in JEP. I relativi COSPAR ID della missione Galileo erano:
- 1989-084A STS 34
- 1989-084B Galileo
- 1989-084C IUS (Orbus 21)
- 1989-084D IUS (Orbus 6E)
- 1989-084E Sonda Galileo
Appunti
Riferimenti
- Badescu, Viorel; Zacny, Kris (2018). Sistema solare esterno: potenziale energia e risorse materiali . Springer. ISBN 978-3-319-73845-1. OCLC 1042249198 .
- Blagdon, L. (1980). "Galileo Litio SO 2 ". L'officina della batteria del Goddard Space Flight Center del 1979 (PDF) . Goddard Space Flight Center: NASA. pagine 83–95 . Estratto il 7 marzo 2021 .
- Beyer, PE; O'Connor, RC; Mudgway, DJ (15 maggio 1992). "Galileo Early Cruise, inclusi Venere, la prima terra e gli incontri di Gaspra" (PDF) . Il rapporto sulle telecomunicazioni e sull'acquisizione di dati : 265–281. Rapporto sullo stato di avanzamento del TDA 42-109 . Estratto il 6 marzo 2021 .
- Bennett, Gary L.; Hemler, Richard J.; Schock, Alfred (9–14 ottobre 1994). Sviluppo e Utilizzo delle Fonti di Galileo e Ulisse . 45° Congresso della Federazione Astronautica Internazionale. Gerusalemme, Israele . Estratto il 7 dicembre 2020 .
- Dawson, Virginia; Bowles, Mark (2004). Addomesticare l'idrogeno liquido: The Centaur Upper Stage Rocket (PDF) . La serie storica della NASA. Washington, DC: NASA. SP-4230 . Estratto il 1 ottobre 2020 .
- Hofland, LM; Stofel, EJ; Taenaka, RK (1996). "Test della durata delle cellule al litio-anidride solforosa della sonda Galileo". Atti dell'11a conferenza annuale sulla batteria su applicazioni e progressi . Long Beach, California. pagine 9–14. doi : 10.1109/BCAA.1996.484963 .
- Laub, B.; Venkatapatia, E. (6–9 ottobre 2003). "Tecnologia del sistema di protezione termica e necessità di strutture per impegnative future missioni planetarie". Workshop internazionale sull'analisi e la scienza della traiettoria di ingresso e discesa atmosferica della sonda planetaria (PDF) . Lisbona, Portogallo: Università dell'Idaho. pagine 1–9. Archiviato dall'originale (PDF) l'8 gennaio 2007 . Estratto il 12 dicembre 2006 .
- Meltzer, Michael (2007). Missione su Giove: una storia del progetto Galileo (PDF) . La serie storica della NASA. Washington, DC: NASA. OCLC 124150579 . SP-4231 . Estratto il 19 gennaio 2021 .
- Milos, Frank S. (1997). "Esperimento di ablazione dello scudo termico della sonda Galileo" . Diario di veicoli spaziali e razzi . 34 (6): 705–713. Bibcode : 1997JSpRo..34..705M . doi : 10.2514/2.3293 . ISSN 1533-6794 .
- Ritter, H.; Mazou, F.; Santovincenzo, A.; Atzei, A. (2006). "Studio di fattibilità della sonda di ingresso di Giove dal team ESTEC CDF: valutazione del flusso di calore e definizione del TPS". Sistemi di protezione termica e strutture calde . 631 : 6. Bibcode : 2006ESASP.631E...6R .
- Siddiqi, Asif A. (2018). Beyond Earth: A Chronicle of Deep Space Exploration, 1958–2016 (PDF) . La NASA History Series (seconda ed.). Washington, DC: Ufficio del programma storico della NASA. ISBN 978-1-62683-042-4. LCCN 2017059404 . SP-4041 . Estratto il 29 ottobre 2020 .
- Siewiorek, Daniel; Swarz, Robert S. (1998). Sistemi informatici affidabili . Natick, Massachusetts: AK Peters. ISBN 1-56881-092-X. OCLC 245700546 .
- Taylor, Jim; Cheung, Kar-Ming; Seo, Dongae (luglio 2002). Galileo Telecomunicazioni (PDF) . DESCANSO Serie di sintesi del design e delle prestazioni. Washington, DC: NASA . Estratto il 15 novembre 2020 .
- Tomayko, James E. (marzo 1988). Computer in volo spaziale: l'esperienza della NASA (PDF) (rapporto). Ufficio di storia della NASA . Estratto il 29 ottobre 2020 .
Guarda anche
link esterno
- Sito della missione Galileo dell'esplorazione del sistema solare della NASA
- Sito legacy di Galileo dall'esplorazione del sistema solare della NASA
- Mosaici di immagini satellitari Galileo dell'Arizona State University
- Album di immagini Galileo di Kevin M. Gill
- Rapporto sui primi risultati della sonda
- Archivio coordinato dei dati della scienza spaziale della NASA Galileo Probe