Galileo (kozmická sonda): Rozdiel medzi revíziami

Smazaný obsah Přidaný obsah
EmausBot (diskusia | príspevky)
Vegbot (diskusia | príspevky)
d Robot automaticky nahradil text: (-púzdr +puzdr); kozmetické zmeny
Riadok 29:
[[Súbor:Galileo Diagram.jpg|thumb|350px|Nákres sondy ukazuje umiestnenie prístrojov, ktoré sonda niesla k Jupiteru]]
Družicovú časť tvorila [[rotácia|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 prepojovacím uzlom so servosystémom SBA (Spin-Bearing Assembly), a to:
* prístrojový úsek v tvare nízkeho šesťbokého [[hranol]]u, nad ktorým bola upevnená [[parabola|parabolická]] smerová [[anténa]] z tenkej [[molybdén]]ovej 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 atmosferickou sondou.
Na spodnej strane stabilizovaného úseku bola pripevnená kužeľovitá atmosferická sonda (popis pozri nižšie). Na bokoch prístrojového úseku boli zavesené tri výklopné ramená. Najdlhšie s dĺžkou 10,9&nbsp;m nieslo [[senzor]]y [[magnetometer|magnetometrov]] umiestnených na jej konci a v jej strede a antény detektoru [[plazma (fyzika)|plazmových]] vĺn, dve kratšie s dĺžkou 5&nbsp;m niesli dve [[rádioizotop]]ové termoelektrické batérie RTG (Radioisotope Thermoelectric Generator) s celkom 25&nbsp;kg [[oxid plutoničitý|oxidu plutoničitého]] <sup>238</sup>PuO<sub>2</sub> na dodávku elektrickej energie (príkon na začiatku letu 570&nbsp;W). Družicová časť niesla tieto prístroje:
* prístroje na [[optika|optické]] a [[spektroskopia|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, [[elektromagnetické spektrum|spektrálny]] obor 300 až 650 a 700 až 1000&nbsp;nm, expozičné časy od 4,167&nbsp;ms do 51,2&nbsp;s) pripojené k [[Cassegrainov ďalekohľad|ďalekohľadu Casesgrainova usporiadania]] ([[ohnisková vzdialenosť]] 1500&nbsp;mm, priemer 250&nbsp;mm, stavebná dĺžka 900&nbsp;mm, svetelnosť f/8,5, zorný uhol 0,46°, uhlové rozlíšenie 10,16&nbsp;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&nbsp;nm) a jeden bezfarebný filter (610±220&nbsp;nm);
*** mapujúci infračervený [[mriežkový spektrometer]] [[NIMS]] (Near-Infrared Mapping Spectrometer) so 17 detektormi (15 InSb a 2 Si) chladenými na teplotu 64&nbsp;K pre štúdium chemického zloženia atmosféry planéty a povrchu mesiacov pripojený k [[ďalekohľad Ritchey-Chretienovho usporiadania|ďalekohľadu Ritchey-Chretienovho usporiadania]] (ohnisková dĺžka 800&nbsp;mm, priemer 228&nbsp;mm, svetelnosť f/3,5, rozlíšenie 5 až 30&nbsp;km);
*** ultrafialový mriežkový [[Ebert-Fastieov spektrometer]] UVS (Ultra-Violet Spectrometer) s 3 fotonásobičmi (spektrálna oblas5 113 až 432&nbsp;nm, spektrálne rozlíšenie 0,7&nbsp;nm pod 190&nbsp;nm, 1,3&nbsp;nm nad 490&nbsp;nm) pripojený k [[ďalekohľad Cassegrain-Dall-Kirkhamovho usporiadania|ďalekohľadu Cassegrain-Dall-Kirkhamovho usporiadania]] (ohnisková dĺžka 250&nbsp;mm, svetelnosť f/5) pre štúdium chemického zloženia atmosféry planéty;
*** integrovaný [[fotopolarimeter]] a [[rádiometer]] PPR (Photopolarimeter-Radiometer) (spektrálny obor 0,4 až 45&nbsp;µm) pripojený k ďalekohľadu usporiadania Cassegrain-Dall-Kirkham (priemer 100&nbsp;mm, ohnisková dĺžka 500&nbsp;mm, zorný uhol 0,14°) určený na zisťovanie aerosolových 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&nbsp;nm, vo fotometrickom režime 7 kanálov v pásmach 618,7, 633,3, 648,0, 788,7, 829,3, 840,3 a 891,8&nbsp;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 [[ultrafialové žiarenie|ultrafialového žiarenia]] [[EUVS]] (Extreme UltraViolet Sprectrometer) (128 kanálov, spektrálny rozsah 54 až 128&nbsp;nm, šírka kanálov 0,59&nbsp;nm, spektrálne rozlíšenie 3,5&nbsp;nm pre plošné, resp. 1,5&nbsp;nm pre bodové zdroje, uhlové rozlíšenie 0,17×0,87°) určený najmä na štúdium plazmového toroidu na dráhe mesiaca [[Io (mesiac)|Io]];
* prístroje na štúdium [[magnetické pole|magnetických polí]] a [[korpuskulárne žiarenie|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&nbsp;nT resp. ±16&nbsp;384&nbsp;nT, 3 na jeho konci s citlivosťou ±32&nbsp;nT resp. ±512&nbsp;nT) a kalibračnými cievkami;
** spektrometer plazmových vĺn [[PWS]] (Plasma Wave Spectrometer) vybavený rozkladacou dipólovou anténou s rozpätím 6,6&nbsp;m, umiestnenou priečne na konci ramena a 2 cievkovými anténami na sťažni veľké parabolickej antény (258 kanálov, frekvenčný rozsah 5,62&nbsp;Hz až 5,65&nbsp;MHz pri dipólovej anténe, 5&nbsp;Hz až 3,5&nbsp;kHz resp. 1&nbsp;až 50&nbsp;kHz pri cievkových anténach);
** analyzátor plazmy PLS [=Plasma Instrument], ktorý tvorili:
*** štyri elektrostatické analyzátory (64 kanálov v rozsahu od 0,9&nbsp;eV do 52&nbsp;keV, časové rozlíšenie 0,5&nbsp;s);
*** štyri hmotové spektrometre (schopné detekovať ionty H<sup>+</sup>, H<sub>2</sub><sup>+</sup>/He<sup>++</sup>, He<sup>+</sup>, O<sup>++</sup>, O<sup>+</sup>/S<sup>++</sup>, Na<sup>+</sup>, S<sup>+<sup>, K<sup>+</sup> a SO<sub>2</sub><sup>+<sup>);
** detektor mikrometeoroitov [[DDS]] (Dust Detector System) (efektívna účinná plocha 0,1&nbsp;m<sup>2</sup>, citlivosť od 0,1&nbsp;fg do 1&nbsp;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&nbsp;keV do >11&nbsp;MeV, ionty od 22&nbsp;keV do 55&nbsp;MeV);
*** analyzátor izotopového zloženia CMS (Composition Measurements System) tvorený dvoma ďalekohľadmi:
**** teleskop TOF (Time-of-Flight) (13 kanálov, jadrá [[vodík]]a 80&nbsp;keV až 1,25&nbsp;MeV, jadrá [[hélium|hélia]] od 27&nbsp;keV/u až 1,0&nbsp;MeV/u, jadrá [[kyslík]]a od 12 do 522&nbsp;keV/u, jadrá [[síra|síry]] od 16 do 310&nbsp;keV/u, jadrá [[železo|železa]] od 20 do 200&nbsp;keV/u);
**** teleskop diferenciálnej energie (13 kanálov, jadrá He od 0,19 do 1,4&nbsp;MeV/u, jadrá O od 0,16 do 10,7&nbsp;MeV/u, jadrá [[sodík|Na]] od 1,0 do 11,7&nbsp;MeV/u a jadrá Fe od 0,22 do 15,0&nbsp;MeV/u);
** detektor ťažkých iontov [[HIC]] (Heavy Ion Counter) tvorený dvoma teleskopmi (rozsah protónových čísel od 6 (C) do 28 (Ni), energetický rozsah od 6 do >200&nbsp;MeV/u) ;
* experimenty využívajúce rádiového vysielače sondy RS (Radio Science):
** vlastnosti plazmy a nehomogenít [[slnečný vietor|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 [[Konjunkcia (astronómia)|konjunkcie]] sondy so [[Slnko]]m.
[[Súbor:Galileo_Preparations_-_GPN-2000-000672.jpg|thumb|Sonda Galileo sa pripravuje na pripojenie k urýchľovaciemu stupňu]]
Riadok 70:
Atmosferická sonda mala tvar kužeľa s maximálnym priemerom 1,25&nbsp;m a výškou 0,86&nbsp;m. Z celkovej hmotnosti pripadalo 152&nbsp;kg na [[ablácia|ablatívny]] [[tepelný štít]] z fenolovej živice, ktorý kryl väčšiu časť povrchu. Krátkodobo mohol vydržať teploty až 14&nbsp;000&nbsp;°C a izoloval 65× dokonalejšie ako domáca [[termoska]]. Na palube boli umiestnené nasledujúce experimenty, ako užitočné zaťaženie s celkovou hmotnosťou 28&nbsp;kg:
* neutrálny hmotnostný spektrometer na štúdium chemického zloženia atmosféry NMS (Neutral Mass Spectrometer) (detekcia [[hélium|He]], [[voda|H<sub>2</sub>O]], [[metán|CH<sub>4</sub>]], [[amoniak|NH<sub>3</sub>]], ďalších atómov a molekúl s hmotnosťou od 1 do 52&nbsp;u a vybraných ťažších atómov ako sú [[kryptón|Kr]] a [[xenón|Xe]], tj. 84&nbsp;u a 131&nbsp;u, rozsah tlaku okolitého prostredia 0,01 až 1&nbsp;MPa);
* súbor senzorov na priame meranie teploty, tlaku a nepriame určenie hustoty a priemernej [[molekulová hmotnosť|molekulovej hmotnosti]] atmosféry v závislosti na výške ASI (Atmospheric Structure Instrument), ktorý tvorili:
** [[akcelerometer|akcelerometre]] na meranie atmosferického brzdenia;
** [[teplomer]];
** [[tlakomer]];
* [[nefelometer]] NEP (Nephelometer) na štúdium veľkosti, distribúcie a fyzikálnych charakteristík častíc v oblakoch na základe rozptylu [[infračervené žiarenie|infračerveného žiarenia]] (vlnová dĺžka 900&nbsp;nm, rozsah tlaku okolitého prostredia 0,01 až 1&nbsp;MPa);
* infračervený [[interferometer]] na stanovenie koncentrácie hélia v atmosfére HAD (Helium Abundance Detector) (rozsah merania od 0,3 do 0,8&nbsp;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&nbsp;µm, merania v rozsahu tlakov 0,01 až 1&nbsp;MPa);
* detektor búrkových [[blesk|elektrických výbojov]] LRD (Lightning and Radio Emission Detector), s dvoma detekčnými systémami:
** elektromagnetický rádiový detektor (frekvenčné pásma 3, 15 a 100&nbsp;kHz) pre detekciu [[rádiový šum|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 [[elektrón]]y, 3 kanály pre [[protón]]y, 1 kanál pre častice alfa, 1 kanál pre ťažšie ionty).
 
Zostupový systém sa skladal z brzdiaceho a stabilizačného [[padák]]u a nosného padáku z [[dakron]]u a [[kevlar]]u s priemerom 2,5&nbsp;m. Elektrickú energiu dodávali lítiumsulfonylové [[akumulátor]]y s celkovou kapacitou 21&nbsp;Ah, vlastný [[raketový pohon]] nebol inštalovaný. Životnosť puzdra obmedzovali:
* mechanická a tepelná odolnosť (pri pozemných skúškach v r. 1983 do 60&nbsp;°C vnútornej teploty a tlaku do 1,6&nbsp;MPa, vypočítaná odolnosť do 2,0&nbsp;MPa, k poškodeniu neutrálneho hmotnostného spektrometra došlo až pri 2,1&nbsp;MPa);
* kapacita akumulátorov (z výroby 21&nbsp;Ah, pri príletu k Jupiteru asi 20&nbsp;Ah, tj. 74&nbsp;min zostupu);
* družicová časť sondy Galileo mala na príjem údajov najviac 75&nbsp;minút a potom sa musela venovať inej aktivite.
 
Prenos dát na materskú sondu sa uskutočňoval na dvoch [[frekvencia|frekvenciách]] v pásme L (1,3870 a 1,3871&nbsp;GHz, rýchlosť prenosu 256 bit/s). Ultrastabilný oscilátor udržoval konštantnú frekvenciu signálov, takže z [[Dopplerov jav|Dopplerovho posunu]] bolo možné odvodiť dáta o rychlosti vetra a smeru pohybu púzdrapuzdra.<ref>{{Citácia elektronického dokumentu
| titul = The Galileo spacecraft
| url = http://www.spaceflightnow.com/galileo/030920spacecraft.html
Riadok 149:
V dňoch 17. až 22. júla 1994 sa sonda, v tej dobe vzdialená 238&nbsp;mil. &nbsp; km od Jupiterau, podieľala na snímkovaní pádu kométy [[Shoemaker-Levy 9]] do atmosféry Jupitera spoločne s pozemnými observatóriami a [[Hubbleov teleskop|Hubbleovým teleskopom]].
 
Dňa 13. júla 1995 o 05:30 UT sa od materskej sondy oddelilo atmosferické púzdropuzdro. V tej dobe bola sonda na ceste 2240 dní a nachádzala sa 82,5&nbsp;mil. &nbsp;km od Jupitera a 664&nbsp;mil.&nbsp;km od Zeme.
 
==== Prílet k Jupiteru ====
 
Dňa [[7. december|7. decembra]] [[1995]] o 17:45:44 UT sonda preletela vo vzdialenosti 892&nbsp;km od povrchu mesiaca [[Io (mesiac)|Io]]. Išlo o kritickú chvíľu celej výpravy, pretože gravitačný manéver pri tomto mesiaci bol nutný na zabrzdenie asi o pätinu potrebnej zmeny rýchlosti (175&nbsp;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&nbsp;UT sonda preletela perijovom dráhy vo vzdialenosti 214&nbsp;570&nbsp;km nad hornou hranicou oblačnosti Jupitera, 285&nbsp;590&nbsp;km od stredu planéty. O 22:06 UT sonda prijala prvé signály z atmosferického púzdrapuzdra. Signál, predaný ďalej, letel na Zem 52 minút.
 
==== Meranie atmosferickej sondy ====
Riadok 159:
Dňa 7. decembra 1995 o 22:04:05 UT vstúpila atmosferická sonda do [[atmosféra Jupitera|atmosféry Jupitera]] rýchlosťou 47 km/s nad [[terminátor]]om v [[rovník]]ovej 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 (tiažové zrýchlenie)|preťaženie]] asi 230&nbsp;G a tepelný štít sa rozžeravil na 14&nbsp;000&nbsp;°C. Počas ďalšej minúty rýchlosť klesla asi na 0,5&nbsp;km/s, tj. pod hranicu miestnej [[rýchlosť zvuku|rýchlosti zvuku]]. Maximálne dynamické zaťaženie dosiahlo 5×10<sup>5</sup>&nbsp;N/m<sup>2</sup>, tepelné 42&nbsp;kW/cm<sup>2</sup>. Odtavilo sa 85&nbsp;kg ablatívneho ochranného štítu z fenolových živíc. Začiatok meraní bol o 53&nbsp;s oneskorený a začal na úrovni [[atmosférický tlak|atmosferického tlaku]] 350&nbsp;hPa namiesto 100&nbsp;hPa. O 22:06 UT bol v hĺbke asi 40&nbsp;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&nbsp;minúty po vstupe do atmosféry sa púzdropuzdro pomaly kolísalo na padáku a začalo vysielanie smerom k družicovej časti, nachádzajúcej sa v tej dobe vo výške 215&nbsp;000&nbsp;km. Za miestneho večerného súmraku prelietalo hnedou hmlou, aby sa ponorilo do bielych mrakov tuhého čpavku. Konečne o 22:58&nbsp;UT bol na Zemi prijatý s napätím očakávaný signál potvrdzujúci začatie vysielania atmosferického púzdrapuzdra. Okolo 22:45 UT sa už sonda nachádzala v hĺbke okolo 80&nbsp;km (okolitý tlak asi 0,8&nbsp;MPa), kde teplota dosahovala 37&nbsp;°C a o desať minút neskôr už v hĺbke asi 95&nbsp;km, zvierané tlakom 1&nbsp;MPa.
 
O 23:04&nbsp;UT atmosferické púzdropuzdro ukončilo vysielanie. Maximálna hĺbka, kam sa mohlo púzdropuzdro dostať, bola 163&nbsp;km, kde bola teplota asi 193&nbsp;°C a tlak 3&nbsp;MPa. V skutočnosti púzdropuzdro vysielalo 57,6&nbsp;minút, tzn. dosiahlo úroveň teploty 152&nbsp;°C a tlaku 2,3&nbsp;MPa, čo zodpovedalo hĺbke okolo 130&nbsp;km. Okolo 23:49 UT podľa odhadov asi zanikol padák.
 
Technici odhadli, že asi o 00:30&nbsp;UT nasledujúceho dňa zanikli časti atmosferickej sondy, vyrobené z hliníkových zliatin, neskôr aj kostra z titanových zliatin a najneskôr okolo 07:00&nbsp;UT púzdropuzdro definitívne prestalo existovať.
 
==== Navedenie na obežnú dráhu ====