Целями этого полета были определены более подробные исследования системы, которая в миниатюре как бы моделирует всю нашу планетную систему. Среди основных задач было названо изучение химического состава и физических характеристик атмосферы Юпитера на качественно новом уровне получения данных. Конструкторами был задуман космический комплекс, состоящий из двух частей — орбитального модуля для длительных наблюдений за динамикой облачного покрова планеты и специального зонда, который должен будет опуститься в атмосферу Юпитера на возможно большую глубину.
Другой задачей проекта планировалось изучение химического состава и физического строения крупных спутников планеты. Для этого основной модуль оснащался соответствующим комплексом приборов, а траектория его движения внутри системы строилась таким образом, чтобы происходило поочередное сближение аппарата со спутниками для обеспечения разрешения на порядок лучше, чем при съемках по программе "Вояджер".
Наконец, третье направление планируемых исследований было связано с изучением структуры и динамики юпитерианской магнитосферы.
Весь проект и космический аппарат, его реализующий, решили назвать именем Галилея — человека, открывшего четыре крупнейших спутника Юпитера.
Согласно первоначальным планам, запуск "Галилео" был назначен на 1982 год с тем, чтобы в 1985 году аппарат достиг системы Юпитера и начал выполнение научной программы. Однако трудности с выбором ракеты-носителя не позволили реализовать намеченную программу.
Следующий срок запуска был назначен на май 1986 года. Теперь предполагалось, что на околоземную орбиту "Галилео", вместе с последней ступенью ракеты-носителя "Центавр", будет доставлен в грузовом отсеке космического челнока (шаттла) "Атлантис". Старт с орбиты и разгон до нужной скорости должен был осуществить двигатель "Центавра". Выйдя на траекторию полета к Юпитеру, "Галилео" достиг бы окрестностей планеты в середине октября 1988 года.
Аппарат был уже почти готов к далекому путешествию, когда при очередном запуске шаттла случилось несчастье. Вскоре после старта космического корабля многоразового использования "Челленджер" в январе 1986 года произошла авария, в результате которой шаттл взорвался, а экипаж погиб.
Естественно, что трагедия в космосе повлекла за собой пересмотр всех планов предстоящих запусков и корректировку многих технических особенностей проектов. Среди прочих решений, руководство NASA посчитало небезопасной транспортировку на орбиту в грузовом отсеке шаттла заправленной жидким ракетным топливом ступени "Центавра". Для создателей "Галилео" не оставалось ничего делать, как заменить разгонный блок менее мощной ракетной ступенью. Невысокая скорость аппарата при старте с околоземной орбиты требовала теперь пересмотреть всю схему полета к Юпитеру.
Так родилась идея гигантской космической пращи, которая благодаря гравитационному ускорению полями Земли и Венеры должна была за два витка "раскрутить" аппарат во внутренней части Солнечной системы и выкинуть его к Юпитеру уже со скоростью, необходимой для преодоления громадного расстояния до планеты.
Итак, запуск "Галилео" был отложен на 7 лет по сравнению с первоначальными планами, а его прибытие в систему Юпитера — на целых 10 лет. Согласно новой схеме полета, встреча аппарата с конечной целью запуска намечалась только лишь на конец 1995 года.
Однако других вариантов не было и разработчики проекта завершили подготовку аппарата с учетом новых особенностей его космической миссии. Нет худа без добра — при такой схеме полета открывались уникальные возможности расширить научную программу за счет попутного изучения Солнечной системы.
Гаспра, Ида и другие
После старта с околоземной орбиты скорость аппарата достигала 30 км/сек. Раскручивание "Галилео" в космической праще началось с маневра около Венеры. В середине февраля 1990 года аппарат прошел мимо планеты на расстоянии 16 тысяч километров. Но еще с расстояния примерно одного миллиона километров начались съемки облачного покрова Венеры. Позднее были включены инфракрасный и ультрафиолетовый спектрометры.
В декабре 1990 года "Галилео" вернулся к Земле, выполнив при сближении съемку отдельных районов нашей планеты. Одновременно начались и съемки поверхности земного спутника — Луны. При последующем сближении впервые было выполнено спектральное картографирование материковых областей обратной стороны Луны.
Увеличив в результате гравитационного маневра у Земли свою скорость на 7 км/с, "Галилео" по огромной дуге ушел в пояс астероидов. Здесь предстояло первое в истории науки свидание космического аппарата с астероидом. Им стала малая планета Гаспра. Ее первые изображения были сделаны 29 октября 1991 года. В этот момент аппарат находился от объекта съемки на расстоянии всего лишь 16 тысяч километров. Как показали снимки, малая планета имела фигуру неправильной формы с наибольшим поперечником около 16 км, ее поверхность покрыта кратерами, наиболее крупный из которых достигает размеров 1.7 км.
Распростившись с Гаспрой, "Галилео" опять вернулся к Земле, чтобы, как легендарный Антей, почерпнуть новые силы для дальнейшего путешествия. Еще раз увеличив свою скорость после вторичного облета Земли, аппарат направился непосредственно к Юпитеру.
Однако при очередном прохождении пояса астероидов, ему предстояло сблизиться с еще одной малой планетой — астероидом Ида. Это свидание произошло 28 августа 1993 года. Наименьшее расстояние от Иды в момент прохождения составляло всего лишь 10 тысяч километров. Самым замечательным открытием на этот раз оказалось обнаружение астероида спутника.
Снимки показали, что вокруг Иды, имеющей наибольший поперечник примерно 56 км, на расстоянии 100 км вращается спутник размером всего лишь 1.5 км.
А на заключительной стадии перелета к Юпитеру "Галилео" провел еще один, заранее не запланированный эксперимент. В июле 1994 года с борта аппарата удалось зафиксировать взрывы в атмосфере этой планеты, вызванные падением фрагментов ядра кометы Шумейкеров-Леви 9. Поскольку с Земли прямые наблюдения этих явлений не были возможны, снимки с борта "Галилео" были единственными изображениями, полученными в момент падений и взрывов фрагментов.
С чем прибыл посол Земли?
10 июля 1995 года, за 150 дней до прибытия к планете, от основного блока отделился спускаемый зонд и продолжил полет по своей собственной траектории, которая в середине этого месяца приведет его в верхние слои атмосферы Юпитера. Скорость входа в атмосферу планеты составит около 50 км/сек. Перегрузки, возникающие в подобных условиях, в 250 раз превышают земную силу тяжести. Аэродинамический конус спускаемого аппарата примет на себя этот удар и скорость постепенно уменьшится. Затем отделится защитный экран и над аппаратом раскроется купол парашюта, с помощью которого начнется плавный спуск в глубины воздушного океана Юпитера.
А примерно за несколько часов перед этим основной отсек "Галилео" пройдет на расстоянии 950 км от спутника Но. Новые изображения его поверхности и, возможно, изображения новых действующих вулканов должны на 1-2 порядка превышать по детальности снимки, полученные в свое время с борта аппаратов "Вояджер". Закончив съемку Но, "Галилео" превратится в ретранслятор сигналов спускаемого аппарата.
С расстояния 200 тысяч километров от Юпитера, основная антенна аппарата зарегистрирует передачу данных зонда об атмосфере планеты и сообщит эту информацию на Землю.
Сеанс связи предположительно продлится около одного часа. За это время спускаемый аппарат погрузится примерно на 600 км в атмосферу Юпитера. На этой глубине давление в 15-20 раз превышает давление воздушных масс у поверхности Земли. Дальнейший рост атмосферного давления и температурных перегрузок, по-видимому, приведет к разрушению спускаемого аппарата. Но разработчики проекта рассчитывают все же на получение значительного объема принципиально новой информации о природе верхних слоев атмосферы Юпитера.
После завершения сеанса связи со спускаемым аппаратом, включится тормозная ракетная установка "Галилео", которая будет работать в течение часа и переведет аппарат на орбиту искусственного спутника Юпитера. Первый виток "Галилео" сделает по сильно вытянутой эллиптической орбите с ближайшим расстоянием от планеты в 200 тыс. км и наибольшим удалением в 10 млн. км. В последующем, в каждом из витков аппарат будет проходить вблизи одного из четырех крупнейших спутников Юпитера. И каждый раз поле тяготения этих тел будет помогать "Галилео" совершать гравитационные маневры с тем, чтобы направиться к следующему объекту исследований.
Вся программа исследований рассчитана на 22 месяца: с 7 декабря 1995 года по 7 октября 1997 года. Общее количество полученных снимков Юпитера и его спутников достигнет, по-видимому, 5 тысяч. Также впервые будут выполнены некоторые физические исследования межпланетного пространства. Например, используя возможности сильно вытянутой орбиты, "Галилео" во время одного из витков погрузится в область магнитного хвоста планеты — части магнитосферы, расположенной в направлении, прямо противоположном направлению на Солнце. До этого еще ни один из космических аппаратов не пересекал магнитный хвост Юпитера. Всего же в системе Юпитера запланировано 17 различных экспериментов.
ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ
| 1989 октябрь | Запуск космического аппарата |
| 1990 февраль | Пролет вблизи Венеры |
| 1990 декабрь | Первый пролет вблизи Земли |
| 1991 октябрь | Пролет вблизи астероида Гаспра |
| 1992 декабрь | Второй пролет вблизи Земли |
| 1993 август | Пролет вблизи астероида Ида |
| 1994 июль | Съемка моментов падений фрагментов ядра кометы Шумейкеров-Леви 9 на Юпитер |
| 1995 декабрь | Начало основного этапа исследований, зонд входит в атмосферу Юпитера |
| 1997 октябрь | Окончание программы |
ЧТО УДАЛОСЬ?
|
ЧТО ВПЕРЕДИ?
|
