| |||||||||||||
| Заходите к нам на форум: задавайте вопросы - получайте ответы! |
|
Исследование Солнечной Системы - Юпитер
| |||||
 Исследователи |
|||||
Аппарат "Галилео" |
Страница:
Станция "Galileo",
Разработка проекта и запуск (Part #1, Part #2),
Долгая дорога (Part #1, Part #2, Part #3),
Спуск в атмосферу,
Пролетный период (Part #1, Part #2, Part #3),
Трудовые будни (Part #1, Part #2, Part #3, Part #4, Part #5, Part #6, Part #7),
Программа GEM (Part #1, Part #2, Part #3, Part #4),
Программа GMM (Part #1, Part #2, Part #3),
Завершение миссии (Part #1, Part #2, Part #3),
Хронология Galileo,
Итоги исследования;
|
|
Гигант Юпитер
Межпланетная станция Galileo (243) Ида
13 августа 1993 года, за 15 суток до встречи со вторым на своем долгом пути к Юпитеру астероидом - Идой, АМС "Галилео" выполнила 20-ю коррекцию траектории. Маневр ТСМ-20 изменил скорость станции на 0.62 м/с. В этот же день была утверждена и 15 августа передана на борт программа работы ЕJ на период с 16 по 27 августа. 17 августа станция выполнила навигационный снимок Иды №4 на фоне "неподвижных" звезд, и до 20 августа включительно передавала его на Землю. Аппарат двигался с гелиоцентрической скоростью 18.22 км/с. До Иды оставалось около 10 млн км. 22 августа станция выполнила последний навигационный снимок (№5), но из-за передачи всех средств слежения в распоряжение проекта "Марс Обсервер" удалось принять только 25% его. 23 августа на "Галилео" была передана программа EJ-3A, а 25 августа - EJ-3B. Наконец, 26 августа аппарат выполнил маневр коррекции траектории ТСМ-21, обеспечивающий пролет на заданном расстоянии около 2420 км от Иды.
28 августа, в то время как исчезала последняя надежда на восстановление связи со станцией "Марс Обсервер", другой и еще более дорогостоящий американский межпланетный зонд - "Галилео" - сблизился с астероидом Ида. Длина Иды около 32 км, а диаметр - 28 км. Она открыта в 1884 году и находится в основной части пояса астероидов. Свое название Ида получила по имени нимфы, укрывавшей юного Юпитера от его отца Сатурна, который собирался съесть Юпитера. "Мы хотим знать об астероидах, потому что они являются примитивными телами, во многих отношениях более примитивными, чем планеты, - сказал руководитель проекта Уильям О'Нил (William O'Neil). - Изучая астероиды, мы получаем больше сведений о формировании Солнечной системы." "Галилео" прошел на минимальном расстоянии в 2399 км от Иды в 16:52 GMT с относительной скоростью 12.5 км/с. Сигналы, подтверждающие этот факт, дошли до Земли спустя полчаса, в 17:22, поскольку Иду и "Галилео" отделяли от Земли 537.5 млн км. Весь процесс пролета управлялся бортовым компьютером. Неточность в ориентации аппарата привела к невозможности получить три кадра из серии запланированных снимков. "К счастью, - сказал О'Нил, - это были наименее ценные снимки с большого расстояния." По сообщению агентства Рейтер со ссылкой на представителя Лаборатории реактивного движения, станция сделала 31 цветной и 8 черно-белых снимков. Станция выполнила также инфракрасную съемку Иды, которая помогла ученым получить сведения о составе, геологии и температуре астероида, а также проверила наличие слабой атмосферы и магнитного поля. Главный специалист проекта Торренс Джонсон (Тоггепсе Johnson) признался, что в ожидании сообщений с борта станции скрестил не только пальцы, но и все, что смог. Авария "Марс Обсервера" привела в смятение и тех, кто работал с другими станциями. Поскольку остронаправленную антенну станции так и не удалось развернуть, передача полученных снимков через широконаправленную антенну заняла колоссальное количество времени. Первый снимок считан из бортового запоминающего устройства и передан на Землю лишь в сентябре. Затем станция ушла за Солнце, и остальные снимки передавались только весной 1994 года. По полученным данным, менее чем за пять часов до встречи, 28 августа в 05:06 PDT (12:06 GMT) зафиксирован переход станции в дежурный режим. При этом отключились гироскопы и акселерометры, платформа с инструментами была повернута в безопасное положение, и станция перешла из ориентированного в обычный полетный режим. Специалисты ЛРД успели отправить на "Галилео" команды, которые перевели приборную платформу в нужное положение. Съемки должны были показать вращение и форму астероида. Должно было быть сделано 75 снимков. Четыре серии мозаичных снимков, выполняемых перед сближением и в течение одной минуты после него с близкого расстояния, были выполнены. 30-31 августа был выполнен частичный просмотр (3 линии разложения из 330) снимков с близкого расстояния (так называемый "взгляд из-за решетки"). Фрагменты снимков высокого разрешения, полученных камерой и спектрометром близкого ИК-диапазона, были обнаружены на кадрах 11, 12, 13, 14 и 21 основной серии. Перед началом передачи снимков по состоянию на 2 сентября "Галилео" находился в режиме вращения со скоростью 2.89 об/мин в точке, удаленной от Солнца на 446.32 млн км, от Земли на 550.08 млн км, от Юпитера на 390.53 млн км, и двигался со скоростью 17.64 км/с относительно Солнца. Передача изображений Иды началась 3 сентября. Первый этап ее продлился до 22 сентября. 22 сентября опубликован единственный снимок (являющийся мозаикой из пяти отдельных кадров) астероида Ида с высоким разрешением из числа тех, которые были получены "Галилео" при пролете этого астероида 28 августа. Поскольку остронаправленная антенна станции развернута лишь частично, передача снимка через широконаправленную антенну заняла почти весь сентябрь. Скорость передачи телеметрических данных в связи с возрастанием расстояния до станции сокращена с 40 до 10 бит/с.
Снимок был получен за 3.5 минуты до максимального сближения АМС с астероидом, с расстояния от 3060 до 3820 км. Пространственное разрешение составляет от 31 до 38 метров. Ида оказалась нерегулярным телом с максимальной длиной около 52 км. Южный ее полюс находится примерно в середине изображения. На снимке видны многочисленные кратеры. Передача следующих снимков была запланирована на весну 1994 года при очередном сближении Земли и "Галилео" (АМС удалялась от Солнца, но Земля завершив оборот за Солнцем становилась ближе к аппарату). 4 ноября 1993 года станция прошла внешнюю условную границу пояса астероидов. 16 февраля 1994 года специалисты NASA начали предварительный поиск изображений, записанных АМС "Галилео" при пролете астероида Иды 28 августа 1993 года. Специалисты Лаборатории реактивного движения (JPL) запрограммировали станцию на передачу отдельных строк хранящихся в бортовом запоминающем устройстве изображений, чтобы точно определить положение Иды на снимках и выбрать наилучшие фрагменты снимков для передачи на Землю ("взгляд из-за тюремной решетки"). На следующий день Энн Харш (Ann Harsh), ассистентка из группы обработки изображений проекта "Галилео" заметила деталь, которая не могла быть дефектом изображения. Был обнаружен чрезвычайно интересный результат: по-видимому, станции удалось сфотографировать небесное тело, являющееся естественным спутником Иды. Астрономия обогатилась уникальной фотографией первого обнаруженного спутника астероида. Астероид 243 Ида, на расстоянии 2400 км от которого 28 августа прошлого года прошла американская АМС "Галилео", действительно обладает естественным спутником, который отлично виден на распространенном NASA 23 марта втором черно-белом снимке Иды. Спутник имеет размер около одной мили и вращается вокруг Иды на расстоянии порядка 100 км. Это первый достоверно обнаруженный естественный спутник астероида, открытие которого может дать новую информации по истории малых планет Солнечной системы. Семью месяцами, разделившими момент съемки Иды и момент открытия, ученые обязаны единственной серьезной неполадке на "Галилео". Если бы остронаправленная антенна станции была развернута, все полученные при пролете изображения пришли бы на Землю в ближайшие часы и дни. Но из-за малой скорости передачи ученым пришлось запастись терпением. На сентябрьский снимок подозрительная область не попала. Но 23 февраля специалисты, изучавшие предварительный вариант карты химического состава, полученной на спектрометре близкого ИК-диапазона, также обнаружили неизвестный объект. К 28 февраля обе группы ученых пришли к согласию: обнаружен спутник. Но открытие требовало прямого подтверждения, которым и стал прием полного изображения. Новооткрытый спутник получил традиционное для астрономов временное обозначение 1993 (243)1, что означает первый спутник 243-й малой планеты, обнаруженный в 1993 году и неформальное имя Ида-2.
По двум полным снимкам Иды ученые определили ее размеры в 56x24x21 км. Расстояние между центром астероида и его спутником очень приблизительно оценено в 50-150 км, а диаметр спутника примерно в 1.5 км. Ида относится к астероидам S-типа, состоящим в основном из силикатов, И входит в группу Коронис. Спутник, во всяком случае, не относится к многочисленным астероидам типа С, сложенным из соединений углерода. Спутник не мог появится в результате простого гравитационного захвата, если в событии не участвовало третье тело. Кратеры на Иде дают основание считать ее старой, но членство в группе Коронис говорит об относительно молодом возрасте. Есть предположение о том, что все астероиды группы Коронис могли появиться в результате сравнительно недавнего столкновения крупного астероида (диаметром 200-300 км) с другим телом. В этом случае появление спутников вполне естественно. До этого времени астрономы не могли утверждать, какая часть малых планет - астероидов - может обладать спутниками, но считалось, что их немного. Попытки обнаружить их путем наблюдения покрытия звезд не принесли однозначных результатов. И сейчас еще трудно сказать, является ли спутник Иды редкостью в мире астероидов. Но, во всяком случае, его обнаружение почти "с первой попытки" - поразительная удача исследователей. Особенно если учесть, что обладателем спутника оказался всего лишь второй из исследованных с близкого расстояния астероидов, что перенос старта "Атлантиса" с "Галилео" на борту с 12 на 18 октября 1989 года едва не повлек отказ от исследования Иды, и что если бы станция была запущена в мае 1986 года, как это предполагалось до "Челленджера", она бы шла совершенно иным маршрутом... В результате обработки данных ученые пришли к выводу, что Ида имеет более неправильную форму, чем заснятый 29 октября 1991 астероид Гаспра. Новые снимки позволили выяснить некоторые детали орбиты спутника Иды. К сожалению, выяснилось, что спутник движется вокруг малой планеты в такой плоскости, что "Галилео" увидел ее почти с ребра. Поэтому оценить реальную форму и период орбиты даже по нескольким изображениям оказалось весьма трудно. "Круговая орбита на [расстоянии] 90 км, почти в экваториальной плоскости Иды, с периодом около одних земных суток, видимо, соответствует наблюдениям, которые мы имеем в настоящее время, - сообщил член группы обработки изображений Кеннет Клаасен (Kenneth P. Klaasen). - Однако целый ряд эллиптических орбит также не может быть исключен. Наблюдения, все еще хранящиеся на бортовом магнитофоне "Галилео", которые будут переданы в следующем месяце, возможно, позволят нам улучшить оценку." Полуторокилометровый спутник ("Ида-2") обходит астероид в том же направлении, в котором Ида вращается вокруг своей оси. (Не следует удивляться огромному периоду обращения при столь малом расстоянии. Причина кроется в малой массе системы Ида/Ида-2. Допустим, что Ида имеет форму, близкую к эллипсоиду вращения. При размерах 58 и 22.5 км объем такого тела близок к 29000 км3. При средней плотности 3 г/см3 масса Иды составит 88 трлн тонн, или 15 миллиардных долей массы Земли. Сравнение параметров движения систем Солнце/Земля и Ида/Ида-2 с помощью третьего закона Кеплера в варианте Ньютона дает при радиусе орбиты 90 км период около 19 часов. Разумеется, задача ученых состоит в обратном - достоверно измерить параметры орбиты, рассчитать массу Иды, с учетом известной формы вычислить плотность и сделать выводы о внутреннем строении).
Хотя Ида и ее естественный спутник похожи по цвету и яркости, состав складывающего их материала, по-видимому, различен. По данным картографического спектрометра близкого ИК-диапазона (NIMS) построены температурная и минералогическая карты поверхности Иды и выполнено минералогическое исследование Иды-2. Районы Иды, для которых получены наиболее точные измерения, сообщил главный специалист по спектрометру д-р Роберт Карлсон (Robert Carlson), по-видимому, сложены в основном из оливина, с некоторым количеством ортопироксена. Что касается спутника Иды, то там в почти равных количествах присутствуют оливин, орто- и клинопироксен. Это заставляет предполагать, что Ида-2 не является просто осколком Иды. Наиболее вероятным источником происхождения луны Иды считается "катаклизмическая фрагментация и разрушение более крупного астероида, во время которого сформировалась и сама Ида, - говорит член группы обработки д-р Кларк Чапмэн (Clark Chapman). - В рамках этого сценария небольшая луна была выброшена взрывом практически на такую же орбиту, как у Иды, и была захвачена притяжением более крупного тела, в то время как большинство остальных фрагментов ушли на независимые орбиты вокруг Солнца."
27 июня 1994 года NASA опубликовало еще два снимка из системы Иды. Первый представляет собой результат дополнительной обработки с компьютерным усилением изображения самого первого кадра, на котором был обнаружен естественный спутник астероида. Снимок был сделан в пределах нескольких секунд от момента максимального сближения АМС с Идой. Во время максимального сближения твердотельная камера станции сделала серию из 15 снимков, рассчитанных так, чтобы "поймать" Иду и заснять ее с наилучшим разрешением. По счастливой случайности на правый край одного из снимков попала луна Иды. Расстояние от КА до цели в этот момент составляло около 2400 км, что обеспечило разрешение 24 метра/пиксель на поверхности спутника.
На "усиленном" изображении не только видна узкая полоска освещенной Солнцем части спутника, но и заметна теневая сторона, на которую падал отраженный от Иды свет.
Второй снимок представляет собой наиболее детальное изображение спутника, снятое твердотельной камерой через широкополосный прозрачный фильтр за 4 минуты до максимального сближения с расстояния около 3900 км. Этот снимок был частью серии из 30 изображений, из которых предполагалось построить мозаику поверхности Иды, и также захватил неизвестное тогда небесное тело. Разрешение на снимке составляет 39 метров и позволяет уверенно различить более десятка кратеров диаметром от 80 м, в том числе расположенный на терминаторе наиболее крупный кратер диаметром до 300 м.
Два снимка с разных точек помогли наконец определить размеры спутника Иды, который считается теперь довольно аккуратным эллипсоидом с размерами 1.2x1.4x1.6 км. Гладкая форма спутника резко контрастирует с в высшей степени нерегулярным обликом самой Иды. Последние снимки астероида Ида были получены на Земле в конце июня 1994 года. Материал:
| ||||||||||||||||||||||||
 |
|
|