Galileo (uzay aracı)

Günümüz dünyasında Galileo (uzay aracı) pek çok kişinin dikkatini çeken güncel ve önemli bir konu haline geldi. Toplum üzerindeki etkisi, tarihteki önemi, kültür üzerindeki etkisi veya bilimsel alandaki önemi nedeniyle Galileo (uzay aracı) birçok kişinin ilgisini çekti. Yıllar geçtikçe, Galileo (uzay aracı) çeşitli alanlarda önemli bir rol oynamıştır ve varlığı günümüz dünyasında önemini korumaya devam etmektedir. Bu makalede, Galileo (uzay aracı) ile ilgili farklı yönleri keşfederek önemini, etkisini ve mevcut bağlamdaki alaka düzeyini inceleyeceğiz.

Galileo
Io'daki Galileo'nun sanatsal tasviri ve arka planda Jüpiter; yüksek kazançlı anten bu çizimde tam olarak konuşlandırılmıştır, fakat gerçekte uzaydayken sıkışmış ve tamamen açılmamıştır.
İsimlerJupiter Orbiter Probe
Görev türüJüpiter yörünge aracı
UygulayıcıNASA
SATCAT no.20298
Web sitesisolarsystem.nasa.gov/galileo/
Görev süresi
Planlanan: 8 yıl, 1 ay, 19 gün
  • Jüpiter yörüngesi: 7 yıl, 9 ay, 13 gün
  • Sonlanma: 13 yıl, 11 ay, 3 gün
Katedilen mesafe4.631.778.000 km (2,88 milyar mi)[1]
Uzay aracı özellikleri
Üretici
Fırlatma ağırlığı
  • Toplam: 2.560 kg (5.640 lb)[2]
  • Yörünge aracı: 2.220 kg (4.890 lb)[2]
  • Sonda: 340 kg (750 lb)[2]
Yakıtsız ağırlık
  • Yörünge aracı: 1.880 kg (4.140 lb)[2]
  • Sonda: 340 kg (750 lb)[2]
Yük ağırlığı
  • Yörünge aracı: 118 kg (260 lb)[2]
  • Sonda: 30 kg (66 lb)[2]
Güç
  • Yörünge aracı: 570 watt[2]
  • Sonda: 730 watt-saat[2]
Görev başlangıcı
Fırlatma tarihi18 Ekim 1989, 16.53:40 (18 Ekim 1989, 16.53:40) UTC[3]
RoketSpace Shuttle Atlantis
STS-34/IUS
Fırlatma yeriKennedy LC-39B
Hizmete giriş tarihi8 Aralık 1995, 01.16 UTC SCET
Görev sonu
Tasfiye türüJüpiter'e kontrollü giriş
Parçalanma tarihi21 Eylül 2003, 18.57:18 (21 Eylül 2003, 18.57:18) UTC
Venüs uçuşu (kütleçekim yardımı)
En yakın yaklaşım10 Şubat 1990[4]
Mesafe16.000 km (9.900 mi)
Dünya uçuşu (kütleçekim yardımı)
En yakın yaklaşım8 Aralık 1990 ve 8 Aralık 1992
Mesafe960 km (600 mi) ve 303 km (188 mi)
951 Gaspra uçuşu
En yakın yaklaşım29 Ekim 1991
Mesafe1.601 km (995 mi)
243 Ida uçuşu
En yakın yaklaşım28 Ağustos 1993
Mesafe2.400 km (1.500 mi)
Jüpiter yörünge aracı
Uzay aracı bileşeniYörünge aracı
Yörüngeye yerleşme8 Aralık 1995, 01.16 UTC SCET
Jüpiter atmosfer sondası
Uzay aracı bileşeniSonda
Atmosferik giriş7 Aralık 1995, 22.04 UTC SCET[5]
Çarpışma yeri06°05′K 04°04′B / 6.083°K 4.067°B / 6.083; -4.067 (Galileo Probe)
 
Galileo Projesi yöneticileri[6]
Yönetici Tarih
John R. Casani Ekim 1977 - Şubat 1988
Dick Spehalski Şubat 1988 - Mart 1990
Bill O'Neil Mart 1990 - Aralık 1997
Bob Mitchell Aralık 1997 - Haziran 1998
Jim Erickson Haziran 1998 - Ocak 2001
Eilene Theilig Ocak 2001 - Ağustos 2003
Claudia Alexander Ağustos 2003 - Eylül 2003

Galileo uzay aracı veya Galileo projesi, Jüpiter gezegeni ve uydularının yanı sıra Gaspra ve Ida asteroitlerini de inceleyen bir Amerikan robotik uzay sondasıdır. İtalyan astronom Galileo Galilei'den adını alan sonda, bir adet yörünge aracı ve bir adet giriş sondasından meydana gelmektedir. Uzay Mekiği Atlantis tarafından 18 Ekim 1989'da STS-34 kullanılarak Dünya yörüngesine yerleştirildi. Galileo, Venüs ve Dünya'nın yerçekimsel destek geçişlerinin ardından 7 Aralık 1995'te Jüpiter'e ulaştı ve bir dış gezegenin yörüngesine giren ilk uzay aracı oldu.

Galileo uzay aracı Jet İtki Laboratuvarı tarafından inşa edilmiştir. Galileo programı ise NASA tarafından yönetilmiştir. Tahrik modülünü Batı Almanya'nın Messerschmitt-Bölkow-Blohm firması tedarik etmiştir. Hughes Aircraft Company tarafından inşa edilen atmosferik sonda NASA'nın Ames Araştırma Merkezi tarafından yönetilmiştir. Fırlatma sırasında, yörünge aracı ve sondanın ikisi birlikte 2.562 kg (5.648 lb) kütleye sahipti ve 615 m (2.018 ft) boyundaydı.[2]

Uzay araçları normalde ya sabit bir eksen etrafında dönerek ya da Güneş'e veya bir yıldıza göre sabit bir oryantasyon sağlayarak stabilize edilmektedir ancak Galileo için bunların ikisi de kullanılmamıştır. Dakikada 3 devirle dönen uzay aracının bir bölümü Galileo'yu sabit tutmaktayken, alan takip ile parçacık enstrümanları da dahil olmak üzere birçok farklı yönden veri toplayan altı enstrümanı aynı zamanda kendi üzerinde taşıyordu.

Galileo, 21 Eylül 2003'te Jüpiter'in atmosferinde kasıtlı olarak imha edildi. Jüpiter'e gönderilen bir sonraki yörünge aracı ise 5 Temmuz 2016'da Jüpiter'e ulaşan Juno olmuştur.

Gelişimi

Jüpiter, Güneş Sistemi'ndeki en büyük gezegendir ve diğer tüm gezegenlerin toplam kütlesinin iki katından fazlasına sahiptir.[7] Jüpiter'e bir sonda gönderilmesi düşüncesi 1959 gibi erken bir tarihte başlamıştır.[8] NASA'nın Dış Güneş Sistemi Görevleri Bilimsel Danışma Grubu (SAG) Jüpiter yörüngesine gönderilecek sondalar ve atmosferik sondalar için gereksinimleri değerlendirmiştir. NASA, atmosferik bir sonda için ısı kalkanı inşa edecek teknolojinin henüz mevcut olmadığını ve Jüpiter'de bulunan koşullar altında bir kalkanı test edecek tesislerin 1980 yılına kadar mevcut olmayacağını belirtmiştir.[9] NASA yönetimi Jet İtki Laboratuarını (JPL) Jüpiter Yörünge Sondası (JOP) projesi için lider merkez olarak belirlemiştir.[10] JOP, Jüpiter'i ziyaret edecek beşinci, ancak yörüngesine girecek ilk uzay aracı olması planlanan sonda, aynı zamanda Jüpiter'in atmosferine girecek ilk araç olacaktır.[11]

Dikey İşleme Tesisinde (VPF), Galileo Ataletsel Üst Aşama güçlendirici ile birleşime hazırlanıyor.

Bu sırada alınan önemli bir karar ise, Jüpiter yörüngesine oturtulması planlanan araç için Pioneer programı yerine Voyager pragramı kapsamında kullanılmış olan Mariner programı sonralarının kullanılması kararıydı. Pioneer uzay aracını 60 rpm'de döndürerek stabilize ediyordu, bu da çevrenin 360 derecelik bir görüntüsünü veriyordu ve bir reaksiyon kontrol sistemi gerektirmiyordu. Buna karşılık Mariner'da üç jiroskop ve iki set altılı nitrojen jet iticisinden oluşan bir reaksiyon kontrol sistemi vardı. Reaksiyon, iki birincil ve dört ikincil sensörle izlenen Güneş ve Canopus yıldızını referans alınarak belirleniyordu. Ayrıca bir eylemsiz referans birimi ve bir ivmeölçer de vardı. Bu sayede yüksek çözünürlüklü görüntüler alabiliyordu, ancak bu işlevsellik aracın ağırlığının artmasına neden oluyordu. Bir Mariner 722 kilogram (1.592 lb) ağırlığındayken, bir Pioneer sadece 146 kilogram (322 lb) ağırlığındaydı.[12]

Mariner ve Voyager projelerini yönetmiş olan John R. Casani bu projenin ilk yöneticisi oldu.[13] Projenin daha ilham verici bir isme sahip olması için önerilere başvurdu ve en çok oyu Jüpiter'in uydularını teleskopla görüntüleyen ilk kişi olan Galileo Galilei'nin adı olan "Galileo" uygun bulundu. Galileo'nun 1610 yılında Jüpiter'in yörüngesinde dönen ve bugün Galile uyduları olarak bilinen uyduları keşfetmesi, Güneş Sistemi'nin Kopernik modelinin önemli bir kanıtı olmuştur. Ayrıca bu ismin Star Trek televizyon şovundaki bir uzay aracının ismi olduğu da belirtilmiştir. Yeni isim Şubat 1978'de kabul edilmiştir.[14]

Yerdeki görev operasyon ekibi, yörünge dizisi tasarım sürecinde 650.000 satır kod içeren bir yazılım; telemetri yorumlamasında 1.615.000 satır; ve navigasyonda 550.000 satır kod kullandı. Uzay aracının tüm bileşenleri ve yedek parçaları en az 2.000 saat test edilmiştir. Uzay aracının en az beş yıl, yani Jüpiter'e ulaşıp görevini yerine getirecek kadar uzun süre dayanması bekleniyordu.[15]

Araç, 19 Aralık 1985'te Pasadena, California'daki JPL'den yola çıkarak yolculuğunun ilk ayağı olan Florida'daki Kennedy Uzay Merkezi'ne doğru yola çıktı.[15][16] Challenger Uzay Mekiği faciası nedeniyle Mayıs ayındaki fırlatma gerçekleştirilemedi.[17] Görev 12 Ekim 1989'da yeniden planlandı. Galileo uzay aracı STS-34 mürettebatlı uzay görevi kapsamında Uzay Mekiği Atlantis ile fırlatılacaktı.[18]

Fırlatılma tarihi yaklaştıkça, Galileo'nun radyoizotop termoelektrik jeneratörleri (RTG'ler) ve Genel Amaçlı Isı Kaynağı (GPHS) modüllerindeki plütonyumun halkın güvenliği açısından kabul edilemez bir risk olarak algılanmasından endişe duyan nükleer karşıtı gruplar, Galileo'nun fırlatılmasını yasaklayan bir mahkeme emri talep ettiler.[19] RTG'ler derin uzay sondaları için gerekliydi çünkü Güneş'ten güneş enerjisi kullanımını pratik olmaktan çıkaran mesafelere uçmaları gerekiyordu.[20]

Galileo'yu Dünya yörüngesine taşıyan Uzay Mekiği Atlantis'in STS-34 ile fırlatılması

17 Ekim'e ertelenmesine neden olan arızalı bir ana motor kontrolörü ve ardından ertesi güne ertelenmesini gerektiren sert hava koşulları nedeniyle fırlatma iki kez daha ertelendi.[21] Ancak fırlatma penceresi 21 Kasım'a kadar uzadığı için bu bir endişe kaynağı değildi.[22] Atlantis, nihayet 18 Ekim'de 16:53:40 UTC'de havalandı ve 343-kilometre (213 mi) yüklekliğindeki bir yörüngeye oturtuldu.[21] Galileo 19 Ekim 00:15 UTC'de başarıyla konuşlandırıldı.[17] Atalet üst kademesinin (IUS) yanmasının ardından Galileo uzay aracı solo uçuş için konfigürasyonunu benimsedi ve 19 Ekim 01:06:53 UTC'de IUS'tan ayrıldı.[23] Fırlatma mükemmeldi ve Galileo kısa süre içinde 14.000 km/sa (9.000 mph) hızla Venüs'e doğru yol aldı.[24] Atlantis ise 23 Ekim'de güvenli bir şekilde Dünya'ya döndü.[21]

Galileo'nun ana bileşenleri

Komuta ve Veri İşleme (CDH)

CDH alt sistemi aktif olarak yedekliydi ve her zaman iki paralel veri sistemi veriyolu çalışıyordu.[25] Çoklayıcılar (MUX), yüksek seviye modüller (HLM), düşük seviye modüller (LLM), güç dönüştürücüler (PC), toplu bellek (BUM), veri yönetimi alt sistemi toplu belleği (DBUM), zamanlama zincirleri (TC), faz kilitli döngüler (PLL), Golay kodlayıcılar (GC), donanım komut kod çözücüleri (HCD) ve kritik kontrolörlerden (CRC) oluşan her bir veri sistemi veriyolu (diğer adıyla string) aynı işlevsel unsurlardan oluşuyordu.[26]

CDH alt sistemi aşağıdaki işlevlerin sürdürülmesinden sorumluydu:

  • uplink komutlarının kodunun çözülmesi
  • komutların ve dizilerin yürütülmesi
  • sistem düzeyinde hata koruma yanıtlarının yürütülmesi
  • aşağı bağlantı iletimi için telemetri verilerinin toplanması, işlenmesi ve biçimlendirilmesi
  • Verilerin bir veri sistemi veriyolu üzerinden alt sistemler arasında taşınması.[27]

Uzay aracı dördü döndürülen tarafta ve ikisi dönmeyen tarafta olmak üzere altı adet RCA 1802 COSMAC mikroişlemci CPU tarafından kontrol ediliyordu. Her bir CPU yaklaşık 1,6 MHz hızında çalışıyor ve uzay aracının çalışması için ideal bir radyasyon ve statik sertleştirilmiş malzeme olan safir (safir üzerine silikon) üzerinde üretiliyordu. Bu mikroişlemci ilk düşük güçlü CMOS işlemci yongasıydı ve o dönemde Apple II masaüstü bilgisayarına yerleştirilen 8-bit 6502 ile oldukça benzerdi.[28]

Galileo İrtifa ve Artikülasyon Kontrol Sistemi (AACSE), radyasyonla sertleştirilmiş 2901'ler kullanılarak üretilen iki adet Itek İleri Teknoloji Hava Bilgisayarı (ATAC) tarafından kontrol ediliyordu. AACSE, yeni programın Komuta ve Veri Alt Sistemi aracılığıyla gönderilmesiyle uçuş sırasında yeniden programlanabiliyordu.[29]

Galileo'nun reaksiyon kontrol sistemiyazılımı, Uzay Mekiği programında da kullanılan HAL/S programlama dilinde[30] yazılmıştır.[31] Her bir BUM tarafından sağlanan bellek kapasitesi 16K RAM iken, DBUM'ların her biri 8K RAM sağlamaktaydı. CDH alt sisteminde iki BUM ve iki DBUM vardı ve bunların hepsi uzay aracının döndürülen tarafında bulunuyordu. BUM'lar ve DBUM'lar diziler için depolama sağlıyor ve telemetri verileri ve interbus iletişimi için çeşitli tamponlar içeriyordu. Her HLM ve LLM tek bir 1802 mikroişlemci ve 32K RAM (HLM'ler için) ya da 16K RAM (LLM'ler için) üzerine kurulmuştur. İki HLM ve iki LLM spun tarafında, iki LLM ise dönmeyen tarafında yer alıyordu. Dolayısıyla, CDH alt sistemi için mevcut toplam bellek kapasitesi 176K RAM idi: 144K spun tarafına ve 32K dönmeyen tarafına ayrılmıştı.

Her bir HLM aşağıdaki işlevlerden sorumluydu:

  • uplink komut işleme
  • uzay aracı saatinin bakımı
  • veri sistemi veriyolu üzerinden veri hareketi
  • depolanmış dizilerin yürütülmesi (zaman-olay tabloları)
  • telemetri kontrolü
  • sistem hata koruma izleme ve müdahale dahil hata kurtarma.[32]

Her bir LLM aşağıdaki işlevlerden sorumluydu:

  • alt sistemlerden mühendislik verilerini toplamak ve biçimlendirmek
  • uzay aracı kullanıcılarına kodlanmış ve ayrık komutlar verme kabiliyeti sağlamak
  • durum girişlerindeki tolerans dışı koşulları tanır
  • bazı sistem arıza koruma işlevlerini yerine getirir.[32]

İtki sistemi

İtici alt sistemi 400 N (90 lbf) ana motor ve on iki adet 10 N (2,2 lbf) itici ile birlikte itici gaz, depolama ve basınçlandırma tankları ve ilgili tesisattan oluşuyordu. 10 N'luk iticiler altışarlı gruplar halinde iki adet 2-metre (6,6 ft) bom üzerine monte edilmişti. Sistemin yakıtı 925 kg (2.039 lb) monometilhidrazin ve nitrojen tetroksitten oluşuyordu. İki ayrı tankta 7 kg (15 lb) helyum basınç maddesi daha bulunuyordu. İtici alt sistem Messerschmitt-Bölkow-Blohm tarafından geliştirilip inşa edilmiş ve Galileo Projesinin başlıca uluslararası ortağı olan Batı Almanya tarafından sağlanmıştır.[33]

İtki modülü

Elektrik gücü

O zamanlar güneş panelleri Jüpiter'in Güneş'e olan uzaklığında kullanımı pratik değildi; uzay aracının en az 65 metrekare (700 ft2) panele ihtiyacı olacaktı. Kimyasal bataryalar da aynı şekilde teknolojik sınırlamalar nedeniyle çok büyük olacaktı. Çözüm, uzay aracına plütonyum-238'in radyoaktif bozunması yoluyla güç sağlayan iki radyoizotop termoelektrik jeneratör (RTG) koymaktı. Bu bozunmanın yaydığı ısı, katı hal Seebeck etkisi yoluyla elektriğe dönüştürülüyordu. Bu, Jüpiter sistemindeki soğuk ortamdan ve yüksek radyasyon alanlarından etkilenmeyen güvenilir ve uzun ömürlü bir elektrik kaynağı sağladı.[28][34]

Her GPHS-RTG, 5-metre uzunluğunda (16 ft) bir boom üzerine monte edilmişti ve 78 kilogram (172 lb) 238
Pu taşıyordu. Her RTG 18 ayrı ısı kaynağı modülü içeriyordu ve her modül kırılmaya dayanıklı seramik bir malzeme olan dört plütonyum(IV) oksit yakıt toplağını kapsıyordu.[34] Plütonyum yaklaşık yüzde 83,5 plütonyum-238'e zenginleştirilmişti.[35] Modüller fırlatma aracının patlaması veya yanması, atmosfere yeniden giriş ve ardından kara veya su çarpması ve çarpma sonrası durumlar gibi bir dizi olası kazadan sağ çıkabilecek şekilde tasarlanmıştı. Grafitten bir dış kaplama, Dünya atmosferine olası bir yeniden girişin yapısal, termal ve aşındırıcı ortamlarına karşı koruma sağlamıştır. İlave grafit bileşenler çarpma koruması sağlarken, RTG'lerin iridyum kaplaması çarpma sonrası muhafazayı sağlayacaktı.[34] RTG'ler fırlatma sırasında yaklaşık 570 watt güç üretti. Güç çıkışı başlangıçta ayda 0,6 watt oranında azaldı ve Galileo Jüpiter'e vardığında 493 watt oldu.[36]

İletişim

Uzay aracının yüksek kazançlı büyük bir anteni vardı, ancak uzaydayken açılamadı, bu nedenle daha düşük veri aktarım hızlarında da olsa düşük kazançlı anten kullanıldı.[37]

Ekipmanlar

Alanları ve parçacıkları ölçecek bilimsel aletler, ana anten, güç kaynağı, itici modül ve Galileo'nun bilgisayar ve kontrol elektroniklerinin çoğuyla birlikte uzay aracının dönen bölümüne monte edildi. Toplam ağırlığı 118 kg (260 lb) olan on altı alet arasında uzay aracından kaynaklanan paraziti en aza indirmek için 11 m (36 ft) bir boom üzerine monte edilmiş manyetometre sensörleri; düşük enerjili yüklü parçacıkları tespit etmek için bir plazma aleti ve parçacıklar tarafından üretilen dalgaları incelemek için bir plazma dalgası detektörü; yüksek enerjili bir parçacık detektörü; ve kozmik ve Jüpiter kaynaklı toz detektörü yer alıyordu. Ayrıca, uzay aracının içinden geçtiği potansiyel olarak tehlikeli yüklü parçacık ortamlarını değerlendirmek için bir mühendislik deneyi olan Ağır İyon Sayacı ve tarama platformundaki UV spektrometresi ile ilişkili bir aşırı ultraviyole dedektörü de taşıyordu.[2]

Dönmeyen bölümünün aletleri arasında kamera sistemi; atmosferik ve ay yüzeyi kimyasal analizi için çok spektral görüntüler elde etmek üzere yakın kızılötesi haritalama spektrometresi (NIMS); gazları incelemek üzere morötesi spektrometre; ve ışıyan ve yansıyan enerjiyi ölçmek üzere fotopolarimetre-radyometre yer alıyordu. Kamera sistemi, Jüpiter'in uydularının Voyager'ın en iyisinden 20 ila 1.000 kat daha iyi çözünürlükte görüntülerini elde etmek üzere tasarlanmıştır, çünkü Galileo gezegene ve iç uydularına daha yakın uçmuştur ve Galileo'nun kamerasındaki daha modern CCD sensörü Voyager'ın vidyolarından daha hassas ve daha geniş bir renk algılama bandına sahiptir.[2]

Dönmeyen bölüm

Katı hal görüntüleyici (SSI)

SSI 800'e 800 piksellik bir şarj bağlantılı cihaz (CCD) kameraydı. Kameranın optik kısmı olan bir Cassegrain teleskopu Voyager dar açılı kamerasının değiştirilmiş bir uçuş yedeğiydi[38] CCD, ışığın sisteme girdiği yer dışında CCD'yi çevreleyen 10 mm (0,4 in) kalınlığında bir tantalum tabakası radyasyon korumasına sahipti. Belirli dalga boylarında görüntü elde etmek için sekiz konumlu bir filtre çarkı kullanıldı. Görüntüler daha sonra renkli görüntüler üretmek için Dünya'da elektronik olarak birleştirildi. SSI'ın spektral tepkisi yaklaşık 400 ila 1100 nm arasında değişiyordu. SSI 29,7 kg (65 lb) ağırlığındaydı ve ortalama 15 watt güç tüketiyordu.[39][40]

Katı hal görüntüleyici (SSI)

Yakın kızılötesi haritalama spektrometresi (NIMS)

Yakın kızılötesi haritalama spektrometresi (NIMS)

NIMS cihazı, SSI'ın dalga boyu aralığıyla örtüşen 0,7 ila 5,2 mikrometre dalga boyundaki kızılötesi ışığa duyarlıydı. NIMS, 229 mm (9 in) açıklıklı bir yansıtıcı teleskop kullanmıştır. Spektrometre, teleskop tarafından toplanan ışığı dağıtmak için bir ızgara kullanmıştır. Dağılan ışık spektrumu indiyum, antimonid ve silikondan oluşan dedektörlere odaklanıyordu. NIMS 18 kg (40 lb) ağırlığındaydı ve ortalama 12 watt güç kullanıyordu.[41][42]

Ultraviyole spektrometre / aşırı ultraviyole spektrometre (UVS/EUV)

UVS'nin Cassegrain teleskobu 250 mm (9,8 in) açıklığa sahipti. Hem UVS hem de EUV cihazları, spektral analiz için ışığı dağıtmak üzere cetvelle çizilmiş bir ızgara kullanıyordu. Işık daha sonra bir çıkış yarığından elektron darbeleri üreten foto çoğaltıcı tüplere geçiyor, bunlar sayılıyor ve sonuçlar Dünya'ya gönderiliyordu. UVS Galileo'nun tarama platformuna monte edilmiştir. EUV ise döndürülen bölüme monte edilmişti. Galileo döndükçe, EUV dönme eksenine dik dar bir uzay şeridini gözlemledi. İki cihazın toplam ağırlığı yaklaşık 9,7 kg (21 lb) idi ve 5,9 watt güç kullanıyordu.[43][44]

Ultraviyole spektrometre

Fotopolarimetre-radyometre (PPR)

PPR'nin yedi radyometri bandı vardı. Bunlardan birinde filtre kullanılmıyor ve hem güneş hem de termal olmak üzere gelen tüm radyasyon gözlemleniyordu. Başka bir bant ise sadece güneş radyasyonunun geçmesine izin veriyordu. Güneş-artı-termal ve sadece güneş kanalları arasındaki fark, yayılan toplam termal radyasyonu verir. PPR ayrıca 17 ila 110 mikrometre arasındaki spektral aralığı kapsayan beş geniş bant kanalında da ölçüm yaptı. Radyometre Jüpiter'in atmosferi ve uydularının sıcaklıkları hakkında veri sağlamıştır. Cihazın tasarımı, Pioneer Venüs uzay aracında uçan bir cihazın tasarımına dayanıyordu. 100 mm (4 inç) açıklıklı bir yansıtıcı teleskop ışığı toplayarak bir dizi filtreye yönlendiriyor ve buradan PPR'nin dedektörleri tarafından ölçümler yapılıyordu. PPR 5,0 kg (11,0 lb) ağırlığındaydı ve yaklaşık 5 watt güç tüketiyordu.[45][46]

Dönen bölge

Toz dedektörü alt sistemi (DDS)

Toz dedektörü alt sistemi (DDS) gelen parçacıkların kütlesini, elektrik yükünü ve hızını ölçmek için kullanıldı. DDS'nin tespit edebildiği toz parçacıklarının kütleleri 10-16 ila 10-7 gram arasındadır. Bu küçük parçacıkların hızı saniyede 1 ila 70 kilometre (0,6 ila 43,5 mil/s) aralığında ölçülebiliyordu. Cihaz 115 günde 1 parçacık (10 megasaniye) ile saniyede 100 parçacık arasındaki çarpma hızlarını ölçebilmektedir. Bu tür veriler manyetosfer içindeki toz kökenini ve dinamiklerini belirlemeye yardımcı olmak için kullanıldı. DDS 4,2 kg (9,3 lb) ağırlığındaydı ve ortalama 5,4 watt güç kullanıyordu.[47][48]

Toz dedektörü alt sistemi

Enerjik parçacık dedektörü (EPD)

Enerjik parçacık detektörü (EPD), enerjileri yaklaşık 20 keV (3,2 fJ) aşan iyon ve elektronların sayı ve enerjilerini ölçmek üzere tasarlanmıştır. EPD ayrıca bu tür parçacıkların hareket yönünü ölçebiliyor ve iyonlar söz konusu olduğunda bileşimlerini (örneğin iyonun oksijen mi yoksa sülfür mü olduğu) belirleyebiliyordu. EPD, Jüpiter'deki enerjik parçacık popülasyonundaki değişiklikleri konum ve zamanın bir fonksiyonu olarak ölçmek için silikon katı hal dedektörleri ve bir uçuş zamanı dedektör sistemi kullandı. Bu ölçümler, parçacıkların enerjilerini nasıl elde ettiklerini ve Jüpiter'in manyetosferinde nasıl taşındıklarını belirlemeye yardımcı oldu. EPD 10,5 kg (23 lb) ağırlığındaydı ve ortalama 10,1 watt güç kullanıyordu.[49][50]

Ağır iyon sayacı (HIC)

Ağır iyon sayacı (HIC)

HIC aslında Voyager kozmik ışın sisteminin uçuş yedeğinin bazı bölümlerinin yeniden paketlenmiş ve güncellenmiş bir versiyonuydu. HIC ağır iyonları tek kristal silikon yığınları kullanarak tespit ediyordu. HIC, nükleon başına 6 MeV (1 pJ) kadar düşük ve 200 MeV (32 pJ) kadar yüksek enerjilere sahip ağır iyonları ölçebilmektedir. Bu aralık karbon ve nikel arasındaki tüm atomik maddeleri içeriyordu. HIC ve EUV bir iletişim bağlantısını paylaşıyordu ve bu nedenle gözlem zamanını paylaşmak zorundaydılar. HIC 8,0 kg (17,6 lb) ağırlığındaydı ve ortalama 2,8 watt güç kullanıyordu.[51][52]

Manyetometre (MAG)

Manyetometre (MAG)

Manyetometre (MAG) üç sensörden oluşan iki set kullanmıştır. Üç sensör manyetik alan kesitinin üç ortogonal bileşeninin ölçülmesini sağlıyordu. Bir set manyetometre bomunun ucuna yerleştirilmişti ve bu konumda uzay aracının dönüş ekseninden yaklaşık 11 m (36 ft) uzaktaydı. Daha güçlü alanları tespit etmek için tasarlanan ikinci set ise dönüş ekseninden 6,7 m (22 ft) uzaklıktaydı. Boom, uzay aracından kaynaklanan manyetik etkileri en aza indirmek amacıyla MAG'ı Galileo'nun yakın çevresinden uzaklaştırmak için kullanıldı. Ancak, tüm bu etkiler aleti uzaklaştırarak ortadan kaldırılamazdı. Uzay aracının dönüşü, doğal manyetik alanları mühendislik kaynaklı alanlardan ayırmak için kullanıldı. Ölçümdeki bir başka potansiyel hata kaynağı da uzun manyetometre bomunun eğilip bükülmesinden kaynaklanıyordu. Bu hareketleri hesaba katmak için, kalibrasyonlar sırasında bir referans manyetik alan oluşturmak üzere uzay aracına sabit bir şekilde bir kalibrasyon bobini monte edilmiştir. Dünya yüzeyindeki manyetik alan yaklaşık 50.000 nT'lik bir güce sahiptir. Jüpiter'de, dış taraftaki (11 m) sensör seti ±32 ila ±512 nT aralığındaki manyetik alan güçlerini ölçebilirken, iç taraftaki (6,7 m) set ±512 ila ±16.384 nT aralığında aktifti. MAG deneyi 7,0 kg (15,4 lb) ağırlığındaydı ve 3,9 watt güç kullanıyordu.[53][54]

Plazma alt sistemi (PLS)

PLS, enerji ve kütle analizi için yüklü parçacıkları toplamak üzere yedi görüş alanı kullanmıştır. Bu görüş alanları 0 ila 180 derece arasındaki açıların çoğunu kapsıyor ve dönüş ekseninden dışarı doğru yayılıyordu. Uzay aracının dönüşü her bir görüş alanını tam bir daire boyunca taşımıştır. PLS, 09 ila 52.000 eV (1,4 ila 8.300 aJ) enerji aralığındaki parçacıkları ölçtü. PLS 13,2 kg (29 lb) ağırlığındaydı ve ortalama 10.7 watt güç kullanıyordu.[55][56]

Plazma dalgası alt sistemi (PWS)

Plazma dalgası alt sistemi (PWS)

Plazmaların elektrik alanlarını incelemek için bir elektrik dipol anteni kullanılırken, iki arama bobini manyetik anteni manyetik alanları incelemiştir. Elektrik dipol anteni manyetometre bomunun ucuna monte edilmiştir. Arama bobini manyetik antenleri yüksek kazançlı anten beslemesine monte edildi. Elektrik ve manyetik alan spektrumunun neredeyse eşzamanlı ölçümleri elektrostatik dalgaların elektromanyetik dalgalardan ayırt edilmesini sağladı. PWS 7,1 kg (16 lb) ağırlığındaydı ve ortalama 9,8 watt kullanıyordu.[57][58]

Galileo giriş sondası

Atmosferik giriş sondasının cihazlarının ve alt sistemlerinin şeması

Atmosferik sonda Hughes Aircraft Company tarafından El Segundo, Kaliforniya'daki fabrikasında inşa edildi.[59][60] 339 kilogram (747 lb) ağırlığında ve 86 santimetre (34 in) yüksekliğindeydi.[2] Sondanın ısı kalkanının içindeki bilimsel araçlar, Jüpiter sistemi atmosferine saniyede 48 kilometre/saniye (110.000 mph) hızla girerek yaptığı yüksek hızlı yolculuk sırasında aşırı ısı ve basınçtan korundu. [Sıcaklıklar yaklaşık 16.000 °C (29.000 °F) ulaştı.[61][62] NASA, atmosfere yeniden giren bir ICBM savaş başlığının yaşadığı konvektif ve radyatif ısınmaya benzer ısı yükünü simüle etmek için Dev Gezegen Tesisi adında özel bir laboratuvar inşa etti.[63][64]

Bataryalar

Sondanın elektronik aksamı, Honeywell'in Horsham, Pennsylvania'daki Güç Kaynakları Merkezi tarafından üretilen 13 adet lityum sülfür pilden güç alıyordu. Her bir hücre bir D pili boyutundaydı, böylece mevcut üretim araçları kullanılabiliyordu.[65][66] 28,05 voltluk minimum voltajda yaklaşık 7,2 amper saat kapasiteli nominal bir güç çıkışı sağlıyorlardı.[67]

Bilimsel araçlar

Sonda, Jüpiter'e dalışı sırasında veri toplamak için yedi araç içeriyordu:[68][69]

Bilimsel aletler
Enstrüman Fonksiyon Kütle Güç tüketimi Baş araştırmacı Organizasyonlar
Atmosferik yapı enstrümanı Sıcaklık, basınç ve yavaşlama ölçümü 41 kg (90 lb) 6,3 W Alvin Seiff Ames Araştırma Merkezi ve San Jose Eyalet Üniversitesi Vakıf
Nötr kütle spektrometresi]] Atmosferin gaz bileşimini analiz eder 13 kg (29 lb) 29 W Hasso Niemann Goddard Uzay Uçuş Merkezi
Helyum Bolluk Dedektörü Atmosferik kompozisyon çalışmalarını destekleyen bir interferometre 14 kg (31 lb) 1,1 W Ulf von Zahn Bonn Üniversitesi, Rostock Üniversitesi
Nefelometre Bulut konumu ve bulut parçacık gözlemleri 48 kg (106 lb) 14 W Boris Ragent Ames Araştırma Merkezi ve San Jose Eyalet Üniversitesi Vakıf
Net-akı radyometre Her yükseklikte yukarı ve aşağı radyant akı arasındaki farkın ölçülmesi 30 kg (66 lb) 7,0 W L. Sromovsky Wisconsin Üniversitesi
Yıldırım ve radyo emisyon dedektörü ve enerjik parçacıklar aracı Yıldırımla ilişkili ışık ve radyo emisyonlarının ve proton, elektron, alfa parçacıkları ve ağır iyon akılarının ölçülmesi 27 kg (60 lb) 2,3 W Louis Lanzerotti Bell Laboratories, University of Florida ve Federal Almanya Cumhuriyeti
Radyo ekipmanı Rüzgar hızlarının ve atmosferik emilimin ölçülmesi David Atkinson Idaho Üniversitesi

Ek olarak, aracın ısı kalkanı iniş sırasındaki ablasyonu ölçmek için aletler içeriyordu.[70]

Bilimsel kullanım

Sonda tarafından toplanan veriler çok sayıda bilim insanı tarafından kullanıldı. Adam Showman, Jüpiter'in sıcak noktalarının etrafındaki akışları açıklamak için dev gezegenler modelini uyguladı.[71]

Sonlandırma

Eylül 2003'te, Jüpiter'in yerçekimi etkisinden kaçacak yakıttan yoksun olan Galileo, sonunda Jüpiter'in uydusu Europa'daki olası yaşamın ileriye doğru kirlenmesini önlemek için kasıtlı olarak Jüpiter'e çarptırıldı.[72]

İsimler

Galileo Sondası 1989-084E COSPAR kimliğine sahipken yörünge aracı 1989-084B kimliğine sahipti.[73] Uzay aracının isimleri arasında Galileo Probe veya JEP[74] kısaltmasıyla Jüpiter Entry Probe bulunmaktadır. Galileo görevinin ilgili COSPAR kimlikleri şunlardı:[75]

  • 1989-084A STS 34
  • 1989-084B Galileo
  • 1989-084C IUS (Orbus 21)
  • 1989-084D IUS (Orbus 6E)
  • 1989-084E Galileo Sondası
Galileo Giriş Sondasının İç İniş Modülü

Jüpiter sistemi görüntüleri galerisi

Jüpiter'in bulut katmanlarının doğru ve yanlış renkli görüntüleri
757 nm, 415 nm, 732 nm, and 886 nm; büyük kırmızı nokta.
İo'nun ay ışığı tarafından aydınlatılan bulutların ortasında jovian şimşeği

Kaynakça

Özel
  1. ^ "The Final Day on Galileo – Sunday, September 21, 2003". NASA/Jet Propulsion Laboratory via Spaceref.com. 19 Eylül 2003. Erişim tarihi: 18 Aralık 2016. [ölü/kırık bağlantı]
  2. ^ a b c d e f g h i j k l m n o p q "Galileo Jupiter Arrival" (PDF) (Press Kit). NASA / Jet Propulsion Laboratory. Aralık 1995. 16 Kasım 2001 tarihinde kaynağından (PDF) arşivlendi. 
  3. ^ Beyer, P. E.; O'Connor, R. C.; Mudgway, D. J. (15 Mayıs 1992). "Galileo Early Cruise, Including Venus, First Earth, and Gaspra Encounters" (PDF). The Telecommunications and Data Acquisition Report. NASA / Jet Propulsion Laboratory. ss. 265-281. TDA Progress Report 42-109. 25 Ocak 2021 tarihinde kaynağından arşivlendi (PDF). Erişim tarihi: 5 Aralık 2020. 
  4. ^ "Welcome to the Galileo Orbiter Archive Page". PDS Atmospheres Node. 18 Ekim 1989. 11 Nisan 2023 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 11 Nisan 2023. 
  5. ^ Michael Meltzer, Mission to Jupiter: a History of the Galileo Project 14 Şubat 2017 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi., NASA SP 2007–4231, s. 188
  6. ^ Meltzer 2007.
  7. ^ "Jupiter". NASA Solar System Exploration. 24 Mart 2018 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 27 Ekim 2020. 
  8. ^ Meltzer 2007, ss. 9–10.
  9. ^ Meltzer 2007, ss. 29–30.
  10. ^ Meltzer 2007, ss. 32–33.
  11. ^ Dawson & Bowles 2004, ss. 190–191.
  12. ^ Meltzer 2007, ss. 30–32.
  13. ^ "NASA's 50 Year Men and Women". NASA. 19 Mart 2010 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 28 Ekim 2020. 
  14. ^ Meltzer 2007, s. 38.
  15. ^ a b Meltzer 2007, ss. 68–69.
  16. ^ Beyer, O'Connor & Mudgway 1992.
  17. ^ a b Meltzer 2007, s. 78.
  18. ^ Carr, Jeffrey (10 Kasım 1988). "Four New Shuttle Crews Named (STS-32, STS-33, STS-34, STS-35)" (PDF) (Basın açıklaması). NASA. 88-049. 25 Şubat 2017 tarihinde kaynağından arşivlendi (PDF). Erişim tarihi: 5 Kasım 2020. 
  19. ^ Broad, William J. (10 Ekim 1989). "Groups Protest Use of Plutonium on Galileo". The New York Times. 12 Şubat 2021 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 4 Kasım 2020. 
  20. ^ Sagan, Carl (9 Ekim 1989). "Galileo: To Launch or not to Launch?". 26 Ocak 2021 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 4 Kasım 2020. 
  21. ^ a b c "Mission Archives: STS-34". NASA. 18 Şubat 2010. 11 Ekim 2006 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 7 Ocak 2017. 
  22. ^ Sawyer, Kathy (17 Ekim 1989). "Galileo Launch Nears". The Washington Post. 27 Ağustos 2017 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 5 Kasım 2020. 
  23. ^ "PDS: Mission Information". NASA. 17 Temmuz 2017 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 9 Kasım 2020. 
  24. ^ "Galileo Travels 292,500 Miles Toward Venus". The Washington Post. 28 Ağustos 2017 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 5 Kasım 2020. 
  25. ^ Siewiorek & Swarz 1998, s. 683.
  26. ^ Tomayko 1988, ss. 198–199.
  27. ^ Tomayko 1988, ss. 193–198.
  28. ^ a b "Galileo Engineering". RESA. 13 Haziran 2008 tarihinde kaynağından arşivlendi. 
  29. ^ Tomayko 1988, ss. 198–201.
  30. ^ Tomayko 1988, s. 199.
  31. ^ Tomayko 1988, s. 110.
  32. ^ a b Tomayko 1988, ss. 190–198.
  33. ^ "Galileo Engineering". RESA. 13 Haziran 2008 tarihinde kaynağından arşivlendi. 
  34. ^ a b c "What's in an RTG?". NASA. 11 Nisan 2010 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 15 Mayıs 2011. 
  35. ^ Bennett, Hemler & Schock 1994, s. 4.
  36. ^ Taylor, Cheung & Seo 2002, s. 86.
  37. ^ "Galileo FAQ – Galileo' Antennas". .jpl.nasa.gov. 28 Mayıs 2010 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 15 Mayıs 2011. 
  38. ^ "Solid-State Imaging (SSI)". NASA. 30 Ekim 2020 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 19 Kasım 2020. 
  39. ^ "SSI – Solid State Imaging". NASA. 1 Temmuz 2010 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 15 Mayıs 2011. 
  40. ^ "SSI Imaging Team". NASA. 2 Ağustos 2009 tarihinde kaynağından arşivlendi. 
  41. ^ "NIMS – Near-Infrared Mapping Spectrometer". NASA. 28 Mayıs 2010 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 15 Mayıs 2011. 
  42. ^ "NIMS Team". UCLA. 10 Ekim 1999 tarihinde kaynağından arşivlendi. 
  43. ^ "EUVS – Extreme Ultraviolet Spectrometer". NASA. 5 Haziran 2010 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 15 Mayıs 2011. 
  44. ^ "EUV Team". University of Colorado at Boulder. 14 Ağustos 2010 tarihinde kaynağından arşivlendi. 
  45. ^ "PPR – Photopolarimeter-Radiometer". NASA. 14 Haziran 2010 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 15 Mayıs 2011. 
  46. ^ "PPR Team". Lowell Observatory. 21 Temmuz 2004 tarihinde kaynağından arşivlendi. 
  47. ^ "DDS – Dust Detector Subsystem". NASA. 19 Haziran 2010 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 15 Mayıs 2011. 
  48. ^ "Cosmic Dust: Messengers from Distant Worlds". High Energy Stereoscopic System. 10 Şubat 2007 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 10 Aralık 2012. DSI via Stuttgart University 
  49. ^ "EPD – Energetic Particles Detector". NASA. 21 Haziran 2010 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 15 Mayıs 2011. 
  50. ^ "Galileo EPD". Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory. 16 Ocak 1999 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 5 Aralık 2020. 
  51. ^ "HIC – Heavy Ion Counter". NASA. 2 Temmuz 2010 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 15 Mayıs 2011. 
  52. ^ "HIC Team". Caltech. 2 Aralık 2005 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 5 Aralık 2020. 
  53. ^ "MAG – Magnetometer". NASA. 18 Şubat 2010 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 15 Mayıs 2011. 
  54. ^ "MAG Team". UCLA. 21 Temmuz 2004 tarihinde kaynağından arşivlendi. 
  55. ^ "PLS – Plasma Subsystem". NASA. 21 Haziran 2010 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 15 Mayıs 2011. 
  56. ^ "PLS Team". University of Iowa. 10 Şubat 2007 tarihinde kaynağından arşivlendi. .
  57. ^ "PWS – Plasma Wave Subsystem". NASA. 13 Aralık 2009 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 15 Mayıs 2011. 
  58. ^ "Galileo PWS". University of Iowa. 17 Ocak 1999 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 5 Aralık 2020. 
  59. ^ "Hughes Science/Scope Press Release and Advertisement". Flightglobal. 12 Ocak 2012 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 15 Mayıs 2011. 
  60. ^ "Galileo Arrives at Kennedy Space Center" (Basın açıklaması). NASA. 17 Mayıs 1989. 1989-1242. 5 Aralık 2021 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 6 Mart 2021. 
  61. ^ "In Depth | Galileo Probe". NASA Solar System Exploration. 19 Nisan 2019 tarihinde kaynağından arşivlendi. 
  62. ^ Isbell, Douglas; Morse, David (22 Ocak 1996). "Galileo Probe Science Results". JPL. 5 Ocak 1997 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 4 Mart 2016. 
  63. ^ Laub & Venkatapathy 2003, ss. 1–9.
  64. ^ Bernard Laub (19 Ekim 2004). "Development of New Ablative Thermal Protection Systems (TPS)". NASA Ames Research Center. 19 Ekim 2006 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 12 Aralık 2006. 
  65. ^ Meltzer 2007, s. 118.
  66. ^ Hofland, Stofel & Taenaka 1996, s. 9.
  67. ^ Blagdon 1980, s. 83.
  68. ^ Meltzer 2007, s. 122.
  69. ^ "NASA – NSSDC – Experiment – Query Results". NASA. 18 Ocak 2009 tarihinde kaynağından arşivlendi. 
  70. ^ Milos 1997, ss. 705–713.
  71. ^ Showman, Adam P.; Dowling, Timothy E. (8 Eylül 2000). "Nonlinear Simulations of Jupiter's 5-Micron Hot Spots". Science (İngilizce). 289 (5485): 1737-1740. doi:10.1126/science.289.5485.1737. ISSN 0036-8075. 12 Şubat 2023 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 31 Mayıs 2023. 
  72. ^ "Galileo Plunges Into Jupiter". 22 Eylül 2003. 31 Mayıs 2013 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 10 Şubat 2022. 
  73. ^ Badescu & Zacny 2018, s. 836.
  74. ^ Ritter et al. 2006, s. 6.
  75. ^ "Space Launch 1989-084". Knihovna Akademie věd ČR. 9 Mayıs 2008 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 3 Aralık 2018. 
Genel

Dış bağlantılar