Galileo Probe - Galileo Probe
![]() | tento článek potřebuje další citace pro ověření.Leden 2013) (Zjistěte, jak a kdy odstranit tuto zprávu šablony) ( |
![]() Ilustrace Galileo Uvolnění sondy z nosiče | |
Typ mise | Lander / Atmosférická sonda |
---|---|
Operátor | NASA |
ID COSPARU | 1989-084E[1] |
Vlastnosti kosmické lodi | |
Výrobce | Hughes Aircraft Company |
BOL hmota | 340 kg (750 lb) |
Začátek mise | |
Datum spuštění | 18. října 1989[2] |
Raketa | STS-34 vezou s Galileo orbiter |
Spusťte web | Kennedyho vesmírné středisko, odpalovací komplex 39B |
The Galileo Sonda byla automatická vesmírná sonda pro vstup atmosféry nesená hlavním Galileo vesmírná sonda na Jupiter, kde přímo vstoupila do horkého místa a vrátila data z planety.[3] Sondu o hmotnosti 340 kilogramů (750 lb) vyrobila společnost Hughes Aircraft Company[4] na jeho El Segundo, Kalifornie a měří asi 1,3 metru (4,3 ft) napříč. Uvnitř sondy tepelný štít, byly vědecké přístroje chráněny před extrémním teplem a tlakem během své vysokorychlostní cesty do atmosféry Jovian a vstupovaly rychlostí 48 km / s. Do Jupitera vstoupila 7. prosince 1995 ve 22:04 UTC a přestala fungovat ve 23:00 UTC, o 57 minut a 36 sekund později.[Citace je zapotřebí ]
Mise
Sonda byla vypuštěna z hlavní kosmické lodi v červenci 1995, pět měsíců před dosažením Jupitera, a vstoupila Jupiterova atmosféra bez předchozího brzdění. Sonda byla zpomalena z rychlosti příletu asi 48 kilometrů za sekundu na podzvukovou rychlostí za méně než dvě minuty. Rychlý let atmosférou vyprodukoval plazmu s teplotou kolem 15 500 ° C (28 000 ° F) a uhlíkový fenolický tepelný štít sondy během sestupu ztratil více než polovinu své hmotnosti.[5]
V té době to bylo zdaleka nejtěžší atmosférický vstup kdy se pokusil; sonda vstoupila na Mach 50 a musela vydržet vrchol zpomalení z 228G.[6][7] 152 kg tepelný štít sondy, tvořící téměř polovinu celkové hmotnosti sondy, ztratil při vstupu 80 kg.[8][9] NASA vybudovala speciální laboratoř Giant Planet Facility, která simulovala tepelné zatížení, které bylo podobné konvektivnímu a radiačnímu ohřevu, jaký zažil ICBM hlavice vracející se do atmosféry.[10][11] Poté nasadila 2,5 metru (8,2 stopy) padák a odhodil svůj tepelný štít, který spadl do Jupiterova nitra.
Když sonda klesla přes 156 kilometrů (97 mi)[3] z nejvyšších vrstev jupitské atmosféry shromáždila 58 minut údajů o místním počasí. Vysílání přestalo, až když okolní tlak překročil 23 atmosféry a teplota dosáhla 153 ° C (307 ° F).[12] Data byla odeslána do kosmické lodi nad hlavou a poté přenesena zpět na Zemi. Každý ze 2 vysílačů v pásmu L pracoval rychlostí 128 bajtů za sekundu a vysílal na orbiter téměř identické toky vědeckých dat. Veškerá elektronika sondy byla napájena lithný oxid siřičitý (LiSO2) baterie který poskytoval nominální výkon asi 580 wattů s odhadovanou kapacitou asi 21 ampérhodin při příjezdu na Jupiter.
Vědecké nástroje
Sonda obsahovala sedm nástrojů pro snímání dat o jejím ponoření do Jupiteru:[13]
- přístroj atmosférické konstrukce, který měří teplotu, tlak a zpomalení,
- neutrální hmotnostní spektrometr,
- detektor hojnosti helia, an interferometr podpora studií složení atmosféry,
- A nefelometr pro umístění cloudu a pozorování cloudových částic,
- síťový tok radiometr měření rozdílu mezi nahoru a dolů sálavý tok v každé nadmořské výšce a
- bleskový a rádiový emisní přístroj měřící světelné a rádiové emise spojené s Blesk
- detektor energetických částic, který měří energetické částice v Jupiterových radiačních pásech.
Tepelný štít sondy navíc obsahoval měřicí přístroj ablace během sestupu.[14] Celková data vrácená ze sondy byla přibližně 3,5 megabitů (~ 460 000 bajtů). Sonda přestala vysílat, než byla přerušena přímka viditelnosti s orbiterem.[je třeba další vysvětlení ] Pravděpodobnou proximální příčinou konečné poruchy sondy bylo přehřátí, které senzory indikovaly před ztrátou signálu.
Sonda přenášela data až na tlak 21 barů.[15] (Hladina moře je asi 1 bar tlaku)
Výsledky a konec
Sonda vstoupila do atmosféry Jupitera v 22:04 UTC.[16] Před vstupem do atmosféry objevila sonda nový radiační pás 31 000 mil (50 000 km) nad vrcholy mraků Jupitera. Bylo zjištěno, že atmosféra, kterou následně sestupovala, je mnohem hustší a žhavější, než se očekávalo. Bylo také zjištěno, že Jupiter má pouze poloviční očekávané množství hélia a data nepodporují třívrstvou teorii struktury mraků. Sondou byla měřena pouze jedna významná oblačná vrstva, ale s mnoha náznaky menších oblastí se zvýšenou hustotou částic po celé trajektorii.[17] Sonda detekovala méně blesků, méně vody, ale více větrů, než se očekávalo. Atmosféra byla bouřlivější a větry mnohem silnější než očekávané maximum 350 kilometrů za hodinu (220 mph). Vyžadovalo to namáhavou analýzu počátečních údajů o větru ze sondy, aby se určily skutečné měřené rychlosti větru. Výsledky nakonec ukázaly, že rychlost větru v nejvzdálenějších vrstvách byla 290-360 kilometrů za hodinu (80–100 m / s), v souladu s předchozími měřeními z dálky, ale že vítr dramaticky vzrostl při tlakových úrovních 1-4 bar zůstává trvale vysoká kolem 610 kilometrů za hodinu (170 m / s).[18] Během cesty dolů 156 kilometrů (97 mil) nebyl zjištěn žádný pevný povrch.[3] Následná analýza určila, že Galileo sonda vstoupila do tzv hot spot v atmosféře Jupitera.
Rádiový kontakt přestal (kvůli vysoké teplotě) 78 minut po vstupu do atmosféry Jupitera v hloubce 160 kilometrů.[Citace je zapotřebí ] V tomto bodě měřila sonda tlak 22 barů a teplotu 152 ° C.[19]Teoretická analýza naznačuje, že padák by se nejprve roztavil, zhruba 105 minut po vstupu, poté hliníkové komponenty po dalších 40 minutách volného pádu mořem superkritického tekutého vodíku. Titanová struktura by trvala asi 6,5 hodiny déle, než by se rozpadla. Kvůli vysokému tlaku by se kapky kovů ze sondy konečně odpařily, jakmile budou kritická teplota bylo dosaženo a smícháno s kapalinou Jupitera kovový vodík interiér.[20] Očekávalo se, že se sonda úplně odpařila 10 hodin po vstupu do atmosféry.[16]
Umělecký dojem ze vstupu sondy dovnitř Jupiterova atmosféra
Časová osa atmosférického vstupu sondy.
Schéma atmosférický vstup sondy a subsystémy
Postupem času bylo možné data vytěžit pro další nahlédnutí do atmosféry a jedním ze způsobů, jak to udělat, bylo studovat pohyb sondy během sestupu dolů.[15] Bylo zjištěno, že při tlaku 700 mbar jsou větry na Jupiteru postupovat a zvýšit na rychlost 170 m / s při tlaku 4 000 mbar.[15]
Jména
Galileo Probe má cospar ID 1989-084E, zatímco orbiter měl ID 1989-084B.[21] Názvy kosmické lodi zahrnují Galileo Probe nebo Vstupní sonda Jupitera zkráceně JEP.[22][23]
Související COSPAR ID mise Galileo:[24]
- 1989-084A STS 34
- 1989-084BGalileo
- 1989-084CIUS (Orbus 21)
- 1989-084D IUS (Orbus 6E)
- 1989-084EGalileo Sonda
Viz také
- Seznam kosmických lodí napájených z nedobíjecích baterií
- Pioneer Venus Multiprobe
- Huygens kosmická loď (neseno Cassini oběžná dráha na Saturnův měsíc Titan)
- Atmosférická vstupní sonda Saturn (koncept podobné sondy pro vstup do vesmíru pro Saturn)
Reference
- ^ Badescu, Viorel; Zacny, Kris (2018-04-28). Vnější sluneční soustava: Perspektivní zdroje energie a materiálu. ISBN 9783319738451.
- ^ Siddiqi, Asif A. (2018-09-28). Beyond Earth: A Chronicle of Deep Space Exploration. ISBN 9781626830424.
- ^ A b C Douglas Isbell a David Morse (22. ledna 1996). „Výsledky vědecké sondy Galileo“. JPL. Citováno 4. března 2016.CS1 maint: používá parametr autoři (odkaz)
- ^ „Tisková zpráva a reklama společnosti Hughes Science / Scope, získaná z Flight Global Archives 23. května 2010“. flightglobal.com. Citováno 2011-05-15.
- ^ http://www.spaceanswers.com/space-exploration/the-probe-that-survived-for-78-minutes-inside-jupiter/
- ^ Heppenheimer, Thomas A. (2009). Tváří v tvář tepelné bariéře: Historie hypersoniky. Vládní tiskárna. ISBN 978-0160831553.
- ^ Chu-Thielbar (19. 7. 2007). „Sondování planet: Můžete se odtamtud dostat?“. Citováno 2007-07-27.
- ^ Julio Magalhães (1997-09-17). "Galileo Ablace tepelného štítu sondy ". Výzkumné centrum NASA Ames. Archivovány od originál dne 29. 9. 2006. Citováno 2006-12-12.
- ^ Julio Magalhães (06.12.1996). „The Galileo Sondy sondy ". Výzkumné centrum NASA Ames. Archivovány od originál dne 01.01.2007. Citováno 2006-12-12.
- ^ Laub, B .; Venkatapathy, E. (6. – 9. Října 2003). „Technologie systému tepelné ochrany a potřeby zařízení pro náročné budoucí planetární mise“ (PDF). Mezinárodní workshop o planetární sondě, vstupu do atmosféry a sestupu, trajektorie a vědy. Lisabon, Portugalsko. Archivovány od originál (PDF) dne 8. ledna 2007. Citováno 2006-12-12.
- ^ Bernard Laub (2004-10-19). „Vývoj nových systémů ablativní tepelné ochrany (TPS)“. Výzkumné centrum NASA Ames. Archivovány od originál dne 2006-10-19. Citováno 2006-12-12.
- ^ "Galileo Mise na Jupiter, NASA “. .jpl.nasa.gov. Citováno 2011-05-15.
- ^ Galileo Probe NASA Space Science Data Coordinated Archive
- ^ Milos, Frank S. (1997). „Experiment s ablací tepelného štítu sondy Galileo“. Journal of Spacecraft and Rockets. 34 (6): 705–713. Bibcode:1997JSpRo..34..705M. doi:10.2514/2.3293.
- ^ A b C Atkinson, David H .; Pollack, James B .; Seiff, Alvin (01.09.1998). „Experiment s Dopplerovým větrem sondy Galileo: Měření hlubokých zónových větrů na Jupiteru“. Journal of Geophysical Research: Planets. 103 (E10): 22911–22928. Bibcode:1998JGR ... 10322911A. doi:10.1029 / 98je00060. ISSN 0148-0227.
- ^ A b Galileo Časová osa vstupu sondy NASA
- ^ Ragent, B; Colburn, DS; Avrin, P; Rages, KA (1996). "Výsledky experimentu s nefelometrem sondy Galileo". Věda. 272 (5263): 854–6. Bibcode:1996Sci ... 272..854R. doi:10.1126 / science.272.5263.854. PMID 8629019.
- ^ Atkinson, David H .; Ingersoll, Andrew P .; Seiff, Alvin (1997). „Hluboký vítr na Jupiteru měřený sondou Galileo“. Příroda. 388 (6643): 649–650. Bibcode:1997 Natur.388..649A. doi:10.1038/41718.
- ^ Události mise sondy Galileo
- ^ Jonathan McDowell (08.12.1995). „Jonathan's Space Report, č. 267“. Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics. Archivovány od originál dne 10.08.2011. Citováno 2007-05-06.
- ^ Badescu, Viorel; Zacny, Kris (2018-04-28). Vnější sluneční soustava: Perspektivní zdroje energie a materiálu. Springer. ISBN 9783319738451.
- ^ Ritter, H .; Mazoue, F .; Santovincenzo, A .; Atzei, A. (2006). „Studie proveditelnosti vstupní sondy Jupiter od týmu ESTEC CDF: Vyhodnocení tepelného toku a definice TPS“. Systémy tepelné ochrany a horké konstrukce. 631: 6. Bibcode:2006ESASP.631E ... 6R.
- ^ Atkinson, David H .; Pollack, James B .; Seiff, Alvin (01.09.1998). „Experiment s Dopplerovým větrem sondy Galileo: Měření hlubokých zónových větrů na Jupiteru“. Journal of Geophysical Research: Planets. 103 (E10): 22911–22928. doi:10.1029 / 98je00060. ISSN 0148-0227.
- ^ „Space Launch 1989-084“. www.lib.cas.cz. Citováno 2018-12-03.
Zdroje
- Galileo Sonda NASA Space Science Data Coordinated Archive