С января 2000 г. КА Galileo начал отработку второй дополнительной программы GMM (Galileo Millenium Mission)
Набор снимков получен камерой SSI во время пролета системы Юпитера в начале января 2000 г. Они имеют самое высокое разрешение из всех, полученных,
когда либо для малых спутников Юпитера. На снимках слева направо представлены Теба (разрешение – 2 км/пиксел), Амальтея (2.4 км/пиксел) и Метис (3 км/пиксел). Все три спутника сняты
"сверху" – со стороны, противоположной Юпитеру. На Тебе вновь виден кратер Зевс. В южном полушарии Амальтеи можно заметить светлую область поверхности – пожалуй, самую светлую для
всех трех спутников. К сожалению, на снимке область переэкспонирована (засвечена); на самом деле поверхность, покрытая светлым материалом, занимает чуть большую площадь, чем яркое
пятно на фотографии. Находится область внутри кратера, названного Гэа (Gaea). Внимательно присмотревшись к терминатору Амальтеи (линия, разделяющая день и ночь на спутнике), можно
увидеть, что она неровная. Это говорит о грубой структуре поверхности спутника и о большом количестве холмов и долин.
КА "GALILEO": СПУТНИКИ ЮПИТЕРА
22 февраля 2000 г. в 05:47 PST (13:47 UTC) по бортовому времени аппарат выполнил 4-й с 1995 г. пролет Ио, пройдя над поверхностью спутника с относительной
скоростью 7.3 км/с еще ниже, чем 26 ноября 1999 г. – всего в 200 км. За 17 мин до этого КА прошел перииовий (точка максимального сближения с Юпитером) на расстоянии в 4.9 радиуса над
облачным слоем Юпитера.
Фотография поверхности Ио, сделанная с самым высоким разрешением – 5.2 м. Снимок выполнен 22 февраля 2000 г., во время последнего пролета Ио. Угол с вертикалью
составляет 72°. Свет – из правого нижнего угла. Север – справа верху. Как правило, более светлый материал находится на возвышенностях, в то время как более темный, наоборот, во впадинах.
Тем не менее, участки тени и света можно легко перепутать с областями, отличающимися между собой по степени зачерненности.
КА "GALILEO": ИО
Источник газовых фонтанов около вулкана Прометей
Факел из газа и пыли над вулканом Прометей впервые был замечен с борта КА "Вояджер" в 1979 году, с тех пор он не прекращал свою работу. Вулкан окружен
ярким кольцом из диоксида серы, по-видимому, образовавшемуся при конденсации газа из факела. Снимок получен 22 февраля 2000 года. Разрешение изображения 170 метров на пиксель. Справа
темная и полукруглая кальдера, заполненная застывшей лавой. К югу от нее пролегает борозда, из которой лава вытекает на запад (слева). Поток лавы простирается на 90 км от источника.
В некоторых местах поток лавы окружен яркими лучами из диоксида серы. Два таких луча на изображении, прикрыты слабой синей дымкой (вверху слева, рядом с потоком лавы), это пыль над
поверхностью Ио из шлейфов. Оба пятна расположены вдоль фронта горячего потока лавы, которая наступает на окружающую равнину. Ученые миссии Галилео считают, что шлейфы в этих местах
образовались из-за наступления горячей лавы на богатую двуокисью серы равнину, в результате чего она испаряется и образует струи из газа и пыли.
КА "GALILEO": ИО
Цепочка вулканических кратеров на Ио
Изображения для мозаики были сделаны КА "Галилео" 22 февраля 2000 года. Ч/б снимки с высоким разрешением были объединены с цветной фотографией этой
области, полученной летом 1999 года. Мозаика охватывает вулканические кальдеры Chaac Patera (кратер с зеленоватым дном слева, фрагмент A) и Camaxtli Patera (вулканическая
образование с темным гало в правом верхнем углу, фрагмент B). На изображении также хорошо видны как минимум еще 9 вулканических патер. Все патеры с разной морфологией.
Что такое патера? Это образование неправильной формы или со сложными извилистыми краями, без характерных для ударного кратера признаков. Патеры на Ио часто
представляют собой активные вулканические центры и в некотором отношении аналогичны кальдерам.
Что такое кальдера? Кальдеры представляют собой, как правило, круглые впадины большого размера, которые образовались в результате обрушения неглубоких
магматических камер, опустошённых в результате вулканических извержений. Тем не менее, патеры на Ио отличаются от кальдер, наблюдаемых в других местах в Солнечной системе. Патеры
имеют ровные края, острые углы и скорее всего они связаны с разломами в коре Ио. Во многих случаях можно было увидеть, как лава извергается из этих разломов. Планетологи пока не уверены,
формируется ли патера над магматической камерой или она возникает в результате разломов в коре и движения плит, а лава впоследствии по этим разломам поднимается наверх.
Одна из патер (оранжево-белая, справа от центра, фрагмент C) могла образоваться при движении тонких пластов коры Ио над лавовым озером. На мозаике
также есть область, где темные и светлые лавовые потоки расходятся далеко за пределы патеры (в направлении верхнего левого угла, фрагмент D).
Темные потоки – это горячая силикатная лава. Все темные области на мозаике соответствуют горячим местам на поверхности Ио. Светлые потоки могут состоять из серы и других соединений,
или это те же самые силикатные потоки, но довольно старые, которые затем были покрыты серосодержащим веществом (например, конденсация окиси серы из факелов на Ио). Светлые равнины,
окружающие вулканические области, имеют неоднородный рельеф. Равнины относительно старые, так что это могло развиться со временем. Например, на формирование рельефа равнин
могла оказать влияние возгонка двуокиси серы.
Мозаика с центром в точке с координатами 13 градусов с.ш. и 145 градусов з.д. Ширина области 850 км. Разрешение изображения 186
метров на пиксель. Цвета усилены.
КА "GALILEO": ИО
Ученые рисковали: при такой близости к Юпитеру радиация могла в любой момент погубить КА. Это были условия еще более жесткие, чем при пролете в ноябре 1999
г. С другой стороны, успех должен был обеспечить их новыми, уникальными данными об Ио.
Гигантский лавовый поток на Ио
Мозаика включает в себя снимки, полученные КА "Галилео" в феврале 2000 года и летом 1999 года и демонстрирует много новых деталей самого
длинного активного потока лавы в Солнечной системе. Область на снимке называется Амирани (Amirani), еще во время исследований КА "Вояджер" было обнаружено, что она
является родиной для нескольких горячих точек на поверхности Ио. Новые фотографии с борта КА "Галилео" показали, что все они являются частью одного огромного потока
лавы. Лавовое поле Амирани состоит из множества темных потоков лавы. Свежая лава самая горячая и, как правило, на снимках черного цвета так как она слишком теплая
что бы на ней смог конденсироваться диоксид серы из газовых выбросов. Свежая лава вытекает как минимум из 5 мест в северной части лавового поля и, по крайней мере,
из 3 мест в центре. Тем не менее, скорее всего, источником лавы является южная оконечность лавового поля. Свежая лава проходит сотни километров по лавовым трубкам
под застывшим слоем напластований старой и застывшей лавы. Маленькие, белые, диффузные ореолы, окружающие места прорыва свежей лавы, вероятно, представляют собой иней
или снег из двуокиси серы, которая сначала вырвалась в газообразном состоянии в виде гейзеров, а затем конденсировалась. Ярко-красный окрас поверхности к югу от
лавового потока Амирани, вероятно, стал результатом кипения и выпадения капелек серы. Газ, обогащенный серой, также вырывается из пузырящейся лавы вдоль трещины на
юге поля Амирани. Именно благодаря этой трещине лава поднимается на поверхность. Область на снимке 180 на 500 км. Высококачественные ч/б снимки в основе мозаики
сделаны с разрешением 210 метров на пиксель, а цветные снимки, благодаря которым было раскрашено изображение, с разрешением 1,3 км на пиксель.
КА "GALILEO": ИО
Детали лавового поля Амирани на Ио
Серия изображений с борта КА "Галилео" демонстрирует стремительность изменений крупнейшего на Ио лавового поля Амирани. При сравнении пар
снимков области, сделанных с разницей в 134 дня (11 октября 1999 года и 22 февраля 2000 года), было выявлено 23 новых лавовых потока. Лавовое поле Амирани протянулось
по поверхности Ио на 300 км. Новые потоки в длину достигают нескольких километров и в общей сложности заняли площадь в 620 кв. км всего за пять месяцев. Лавовое поле
Амирани огромно даже по сравнению с другими образованиями на Ио. Лавовый поток из вулкана Прометей за этот промежуток распространился всего на 60 кв. км. Ученые миссии
пристально изучают лавовое поле Амирани для того, чтобы понять процесс образования больших лавовых потоков. Последнее извержение такого масштаба на Земле произошло около
15 млн лет назад вдоль реки Колумбия, штат Вашингтон. Многие ученые раньше считали, что такие лавовые потоки образуются во время грандиозных вулканических взрывов. Тем
не нее благодаря наблюдениям за потоком Амирани стало ясно что такие процессы могут протекать достаточно спокойно, несмотря на тот факт, что из трещины на юге потока на
поверхность Ио выливается до 100 тонн горячей лавы ежесекундно. Цветное изображение слева представляет собой мозаику из высококачественных ч/б снимков, сделанных 22
февраля 2000 года с разрешением в 210 метров на пиксель, и цветных снимков, сделанных 30 июня 1999 года с разрешением 1,3 км на пиксель.
КА "GALILEO": ИО
Потоки лавы, вулканы, пропасти, обвалы…
…что еще можно ожидать увидеть на Ио? Этот черно-белый снимок дна вулканической кальдеры Чаак (Chaac) сделан с разрешением до 7 м. Темные полосы
– следствие потери данных при их передаче на Землю. На цветном изображении (разрешение – 185 м, цвета условные) показано дно кальдеры Чаак. Размеры кальдеры поражают:
протяженность – 100 км, 30 км в поперечнике. По длине тени, взятой на снимке высокого разрешения, можно оценить высоту гор на северо востоке попавшего в объектив района:
2.8 км. Ученые, проанализировав снимки, пришли к выводу, что структура лавового потока кальдеры схожа со структурой потоков земной лавы, наблюдавшихся при извержении вулкана
Килауэа на Гавайях. Следовательно, как и на Земле, лава в кальдере Чаак течет по дну множеством потоков, которые иногда растекаются широкими озерами. На снимке видны и
некоторые из таких потоков. Наиболее свежие из них выглядят на снимке как самые темные. Они еще не успели покрыться слоем серосодержащего материала, укрывающего большую
часть поверхности Ио. Материал светлого цвета, окружающий кальдеру, возможно, является хлопьями диоксида серы или материала какого-то другого состава, богатого серой.
Зеленый цвет на дне кальдеры, как полагают ученые, – область, где сера присутствует в связанном состоянии. Например, она могла прореагировать с горячим расплавом лавы.
Верхний снимок сделан 22 февраля 2000 г. с расстояния 600 км. Цветное изображение снизу выполнено как комбинация двух изображений. Первое – черно-белая фотография поверхности
Ио, сделанная 22 февраля с расстояния 18800 км с разрешением 1.3 км. Второе – цветной снимок, выполненный 3 июля 1999 г. с расстояния 130000 км.
КА "GALILEO": ИО
"Ио настолько активен, что каждый раз, когда мы пролетаем над этой планетой, то видим уже иную поверхность, чем в прошлый раз, – говорил накануне д-р
Торренс Джонсон (Torrence Johnson), ученый из JPL. (Обратите внимание на оговорку насчет "планеты" – она не случайна!) – На этот раз у нас есть шанс увидеть изменения, вызванные
извержениями вулканов в октябре и ноябре". Ученые верили в удачу.
Горы и Патеры в области Шамшу на Ио
Мозаика из снимков, полученных КА "Галилео" 22 февраля 2000 года, демонстрирует три горных массива и две патеры в области Шамшу (Shamshu) на спутнике Юпитера
Ио. Темный овал слева является депрессией, которая сформировалась при выходе потоков лавы на поверхность. От депрессии в сторону гор на северо-востоке проходит полоска неровного рельефа,
в этом же направлении с юго-запада на северо-восток гору Шамшу делит длинный каньон, в ширину достигающий 10 км. Северо-западный край горы демонстрирует зубчатую эрозию, в этих местах
породы начали обваливаться под действием силы тяжести вниз. Еще два горных массива можно увидеть с правой стороны мозаики. Депрессия между ними носит название Шамшу Патера. Темные пятна
на дне патеры представляют собой молодые и активные потоки лавы. Северный край Шамшу Патера пытается вклиниться в горный массив. Север сверху. Солнце освещает поверхность с запада.
Разрешение изображения 345 метров на пиксель. Область на снимке размером 390 на 380 км. Центр с координатами 9 градусов ю.ш. и 68 градусов з.д. Снимки в основе мозаики были получены с
расстояния в 34 500 км от Ио.
КА "GALILEO": ИО
Активный вулканический центр Камаштли Патера на Ио
22 февраля 2000 года КА "Галилео" запечатлел горячий, активный вулканический кратер, называемый Камаштли Патера, на спутнике Юпитера Ио. Патера
представляет собой большую депрессию, вероятно, вулканического происхождения, образовавшуюся на месте разлома в коре Ио. Дно патеры укрывают яркие и темные потоки лавы. Темные
потоки лавы, вероятно, состоят из застывших (но в прошлом очень горячих) силикатных пород богатых магнием, а светлые представляют собой низкотемпературную лаву, насыщенную серой.
В паре мест Патеру окружают светлые образования. Отчетливо виден ореол из темного вещества, который простирается на 30 км вокруг Патеры. Это гало, вероятно, состоит из замороженных
капель лавы, упавших на поверхность после того, как они были выброшены при обрушении жерла вулкана. Две меньшие патеры без названия, расположились слева на западе от Камаштли. Одна
из них очень темная, так как дно залито свежей и горячей лавой, которая в этом месте извергается быстрее, чем в Камаштли Патере. Другой вулканический очаг сравнительно яркий, почти
как окружающие его равнины. Это означает, что вулканизм здесь довольно давно остановился, лава замерзла и сверху была укрыта снегом или инеем из диоксида серы. Во время съемки Солнце
располагалось в зените, так что оттенки поверхности отображают не топографически затененные участки, а различия в химическом составе пород. Разрешение 186 метров на пиксель.
Область размером 145 на 145 км. Центр с координатами 15 градусов с.ш. и 138 градусов з.д.
КА "GALILEO": ИО
"Мы будем рады, если он [аппарат] и на этот раз просто останется работоспособным", – говорил Джим Эриксон (Jim Erickson), менеджер проекта из JPL. Впрочем,
Galileo уже давно работал за пределами гарантийного срока, так что ученые могли позволить себе роскошь рискнуть столь дорогостоящим аппаратом.
Извержение вулкана Тваштар на Ио
Пара изображений, полученных благодаря КА "Галилео", показывает нам динамику извержения вулкана Тваштар, цепи вулканических образований на спутнике
Юпитера Ио. Съемка проводила с перерывом в пару месяцев (в конце 1999 года и начале 2000 года). Изображение слева составлено по снимкам, полученным 26 ноября (ч/б с высоким
разрешением, 183 метра на пиксель) и 3 июля (цветные с низким разрешением, 1,3 км на пиксель) 1999 года. Красный и желтые поток лавы проработаны системой визуализации, так как
во время съемки он был слишком ярким и произошла засветка области. Изображение справа представляет собой сочетание 5 снимков, сделанных 22 февраля 2000 года с разрешением 315
метров на пиксель.
КА "GALILEO": ИО
Вулкан Прометей на Ио
Мозаика демонстрирует вулкан Прометей на Ио в трех различных вариантах с разным разрешением. Верхнее изображение состоит из 8 снимков с разрешением
всего 12 метров на пиксель. Нижнее левое изображение представляет собой кадр со средним разрешением в 170 метров на пиксель, а нижнее правое сделано с низким разрешением в 1,3
км на пиксель. Снимки со средним и высоким разрешением были получены 22 февраля 2000 года, а снимок с низким разрешением сделан 3 июля 1999 года. На всех изображениях север сверху.
Мозаика сверху охватывает область длиной 65 км с востока на запад с центром в точке с координатами 13 градусов с.ш. и 155 з.д. Благодаря снимкам с высоким разрешением стало возможным
рассмотреть больше деталей лавового потока из вулкана Прометей. Например, темные расплывчатые пятна, сфотографированные 3 июля 1999 года, превратились в темные и свежие лавовые потоки
с четким контуром на снимках от 22 февраля 2000 года. Яркие пятна вдоль краев лавового потока превратились в светлые полосы из замерзшего диоксида серы, исходящими от краев потока.
Местность, окружающая лавовый поток Прометея, ранее видимая как гладкая и ровная, на снимках с высоким разрешением предстала довольно ухабистой с многочисленными грядоподобными
образованиями. Справа на верхнем изображении с высоким разрешением в пределах темного лавового потока заметны две очень яркие области, которые указывают на места прорывов горячей
жидкой лавы.
КА "GALILEO": ИО
Программа пролета была почти полностью посвящена Ио, за исключением съемки Европы с расстояния 409000 км и радио просвечивания юпитерианской атмосферы. Никаких
особенностей в программе исследований, по сравнению с ранее проводимыми, не было.
Кальдера Чаак на Ио
На изображении показаны фрагменты одной из многочисленных для Ио кальдер, или коллапсировавшего вулканического кратера. Снимки получены 22 февраля 2000
года с расстояния в 700-800 км от Ио. Эти снимки лавового потока самые качественные из когда-либо полученных. Разрешение снимков крупным планом (справа) составляет 7-8 метров на
пиксель. Они показывают края кальдеры на севере и юге, а также районы на ее дне. Наиболее загадочным является рельеф, который окружает кальдеру. Равнины вокруг кальдеры Чаак покрыты
чередующимися темными и светлыми участками. Процесс, который сформировал такой рельеф является полной загадкой. Ученые, анализирующие изображения, пришли к выводу, что дно кальдеры,
купола, ямки по существу идентичны многим земным кальдерам. Например, сходство с кальдерой на вершине вулкана Килауэа на Гавайях просто поражает. Самый южный снимок кальдеры Чаак
демонстрирует несколько приподнятых плато и глубокий, темный колодец около 400 метров в диаметре. Хотя кальдера Килауэа в 10 раз меньше кальдеры Чаак, обе кальдеры имеют сходные
черты. Лава на Гавайях образовала озеро, которое затем покрылось застывшей коркой и частично опустилось вниз, а в некоторых местах образовались ямы где лава уходила под землю. Ученые
предполагают, что тоже самое произошло и в кальдере Чаак в недавнем прошлом. Центр снимка с координатами 12 градусов с.ш. и 158 градусов з.д. Север сверху. Солнце освещает поверхность
справа. Снимок слева получен 22 февраля 2000 года с расстояния в 18 800 км от Ио.
КА "GALILEO": ИО
Пролет прошел без проблем. Дважды бортовой компьютер выдал ложную команду перезагрузки (в первый раз в 22:01:38 PST и второй где-то между 17:30 и 18:30 PST), но
благодаря бортовому ПО ошибки были нейтрализованы без ущерба для научной программы.
Октябрь 1999 г., ноябрь 1999 г., февраль 2000 г. На снимках видно, как меняется глобальная картина распределения вулканов на поверхности Ио за период от одного
до трех месяцев. Активные вулканы показаны ярко желтым цветом (снимки выполнены в ИК-спектре спектрометром, поэтому цвета условны). Изображения высокого разрешения наложены на обычное
изображение низкого разрешения, полученное в 1996 г. В центре диска расположен вулкан Прометей. До последнего пролета ученые считали, что в области Прометея есть еще только три активных
вулкана. После пролета они обнаружили в этой области не менее 14 активных вулканов.
КА "GALILEO": ИО
Поверхность Ио
Мозаика демонстрирует поверхности Ио с самым лучшим разрешением (5-6 метров на пиксель) за время пролета 22 февраля 2000 года. Север сверху. Мозаика
охватывает область шириной в 17 км с востока на запад. Снимки повернуты относительно друг друга вследствие большой скорости аппарата во время пролета. Центр с координатами 32
градуса с.ш. и 193 градуса з.д. Солнце освещает поверхность справа, но топографические тени очень трудно рассмотреть из-за слишком контрастного рельефа. Приподнятый мыс снизу на
мозаике в высоту достигает 400 метров. Поверхность весьма разнообразна по внешнему виду. В областях, где происходит чередование ярких и темных слоев, по всей видимости, действуют
процессы эрозии. Сублимация двуокиси серы, ее переход из твердого состояния в газообразное, также может играть определенную роль в сегрегации светлых и темных пород. На снимках была
обнаружена область с интригующими узкими каналами, шириной до 10 метров и длиной в несколько сотен метров. Такой рельеф служит доказательством для существования жидких соединений
cеры на Ио.
КА "GALILEO": ИО
Третья ложная команда перезагрузки, выданная 24 февраля в 04:45 PST, все-таки вывела КА в защитный режим. К этому времени КА был уже в 2.1 млн км, или в 29
радиусах от Юпитера, и воспроизводил данные на Землю. ПО, ответственное за защиту от сбоев, к этому времени всегда отключают, поскольку можно уже не опасаться радиации. Специалисты были удивлены
отказом, но, тем не менее, к 21:30 они вернули КА в рабочее состояние, а воспроизведение данных возобновили 26 февраля.
До следующей встречи с Юпитером аппарат передавал данные на Землю, прерываясь только при проведении стандартных операций управления и контроля за бортовой
аппаратурой.
Исследователи
