Galileo (rymdsond)

Galileo var en rymdsond, namngiven efter den italienska vetenskapsmannen Galileo Galilei, upptäckare av de Galileiska månarna. Rymdsonden sändes upp av NASA med rymdfärjan Atlantis den 18 oktober 1989 från Kennedy Space Center i Florida, USA. Flygningen gick under namnet STS-34.Meltzer, M: Mission to Jupiter - a history of the Galileo project, NASA History Division, Washington, 2007

Rymdsonden Galileos uppdrag var att gå in i omloppsbana runt Jupiter och utforska planeten och dess månar samt Jupiters atmosfär. På sin väg till Jupiter genomförde sonden ett flertal observationer av de inre planeterna i solsystemet. Galileo passerade, som första rymdsond, nära två asteroider, 243 Ida och 951 Gaspra och upptäckte då den första asteroidmånen, som gavs namnet Dactyl. Galileo observerade också kollisionen mellan fragment från kometen Shoemaker-Levy 9 och Jupiter år 1994. Galileo nådde Jupiter den 7 december 1995 och gick då i omloppsbana runt planeten. Den hade med sig en mindre mätsond som sändes ned mot planetens yta. Mätsonden hade som uppgift att undersöka Jupiters atmosfär. I en timma skickade den tillbaka data innan den krossades av trycket och värmen. Sedan började huvudsonden sitt uppdrag. Den kretsade i över 8 års tid i en komplicerad elliptisk omloppsbana runt Jupiter. Det blev totalt 34 varv innan den förstördes i Jupiters atmosfär den 21 september 2003. Rymdsondens bränsle var nästan slut och den riskerade att bli omöjlig att kontrollera från jorden. NASA valde då att avsiktligt sända den mot Jupiter, för att sonden inte skulle riskera att förorena någon av Jupiters månar med bakterier från Jorden.

Galileo gjorde ett flertal viktiga observationer under sina 8 år kring Jupiter.NASA: NASA_Fact_Sheet.pdf, Jet Propulsion Laboratory, Pasadena Ingående studier gjordes av magnetfältet och strålningen från planeten. Den fann ett kraftigt radioaktivt bälte cirka 50 000 kilometer över Jupiters molntoppar. Mätsonden mätte upp vindhastigheter på 600 kilometer i timmen i Jupiters atmosfär och noterade också otaliga mycket kraftiga åskväder. Rymdsonden observerade i detalj Jupiters ringsystem som tros ha bildats av damm från meteoritnedslag på några av de mindre Jupitermånarna. Galileo hade också i uppgift att detaljerat studera de galileiska månarna Io, Europa, Ganymedes och Callisto. Månarna har inbördes likheter, men också stora olikheter. Månarna visar upp isiga ytskikt, där flera av dem har flytande oceaner under isytan. Io har hela solsystemets mest omfattande vulkaniska aktivitet. Europa saknar höga berg, men visar upp en yta full med sprickor. Ganymedes har formats av omfattande landhöjningar och genererar ett eget magnetfält. Callisto är kraftigt eroderad. Galileo-projektet anses allmänt vara ett av NASA:s mest lyckade rymdsondsprojekt.

Historia Galileo-projektet föregicks av mångåriga diskussioner och debatter i den amerikanska kongressen innan projektet godkändes 1977. Därpå följde ett flerårigt planeringsarbete för att konstruera en rymdsond som klarade den tuffa Jupitermiljön. Stora krav ställdes på beräkning av rymdsondens exakta kurs mot Jupiter och på sondens utrustning. Elektronisk och annan utrustning skulle klara av en mångårig färd till Jupiter och också klara av Jupiters kraftiga magnetfält. Under planeringen av projektet förändrades förutsättningarna för rymdfärden flera gånger. Galileo-projektet försenades av att NASA drabbades av budgetnedskärningar i början av 1980-talet och kom också att försenas i och med katastrofen med rymdfärjan Challenger år 1986.

Nya säkerhetsbestämmelser efter Challengerolyckan innebar stora förändringar för rymdfärjorna, vilket komplicerade uppdraget ytterligare. Efter olyckan ansåg NASA att det var för riskabelt att använda Centaur-raketen, ett kraftigt raketsteg, med rymdfärjorna så som det ursprungligen var planerat. Istället fattades beslut om att rymdsonden skulle förses med en enklare tvåstegsraket, Inertial Upper Stage (IUS), som utvecklats av USA:s flygvapen. Detta är en fastbränsleraket som avfyras efter att rymdsonden frigjorts från rymdfärjan. Tekniken hade provats tidigare och Galileo-projektet skulle bli den tionde gången IUS användes.

Den svagare tvåstegsraketen innebar att en direktflygning till Jupiter blev omöjlig. Istället planerades för en mer komplicerad rutt för rymdsonden för att spara så mycket bränsle som möjligt. Det innebar att sonden behövde ta hjälp av gravitationskrafterna hos planeten Venus och Jorden för att på så sätt slungas ut mot Jupiter. Detta i sin tur medförde att rymdsonden kom närmare solen vilket ställde nya krav på att utrustningen skulle klara solens värme och strålning. Den mer komplicerade banan för rymdsonden innebar också att det skulle ta sex år att nå Jupiter istället för de två år som en direktflygning hade tagit.

Galileo-projektet leddes av NASA:s Office of Space Science och av Jet Propulsion Laboratory (JPL), som är en division inom California Institute of Technology. JPL designade och byggde rymdsondens huvudsond och ledde uppdraget. NASA:s Ames Research Center ansvarade för mätsonden. Den byggdes av Hughes Aircraft Company. Drivmodulen byggdes av det tyska företaget Messerschmitt-Bölkow-Blohm.

Galileo-projektet beräknas ha kostat totalt 1,39 miljarder dollar. Till det kommer internationella insatser och deltagande i projektet som beräknas ha kostat 110 miljoner dollar. Mer än 100 forskare från USA, Storbritannien, Tyskland, Frankrike, Kanada och Sverige medverkade. Totalt arbetade cirka 800 personer i någon del av projektet."Galileo Lecagy Site ", NASA (läst 2011-02-27)

Andra rymdsonder till Jupiter thumb|left|Fotomontage av Jupiters röda fläck och de fyra Galileiska månarna (Bild: NASA) Galileo var inte den första rymdsonden som skickats till Jupiter, men däremot den första sond som satts i omloppsbana runt planeten. Galileos mätsond var också den första att sändas ner mot ytan på någon av de yttre planeterna i solsystemet. USA har sänt totalt ytterligare sju rymdsonder förbi Jupiter.

Pioneer 10 flög redan i december 1973 på 200 000 kilometers avstånd förbi Jupiter . Den studerade bland annat Jupiters magnetfält och atmosfär samt några av Jupiters månar. Pioneer 10 tog de första närbilderna av Jupiter. Pioneer 11 flög förbi Jupiter i december 1974 på endast 34 000 kilometers avstånd på sin väg mot Saturnus. Sonden observerade särskilt Jupiters röda fläck samt studerade polarregionerna. Pioneer 11 gjorde också beräkningar av månen Callistos massa."Pioneer 10 & 11", solarviews.com (läst 2011-02-27)

Voyager 1 passerade Jupiter i mars 1979 och Voyager 2 flög förbi Jupiter i juli 1979. De två sonderna tog stora mängder foton av Jupiter och upptäckte tre nya Jupitermånar och ringar runt planeten. Observationerna gav också ny kunskap om de fysiska och geologiska processer som pågår på Jupiter och på Jupiter-månarna. Den kraftiga vulkaniska aktiviteten på månen Io förvånade forskarna. Sonderna studerade också atmosfären kring Jupiter. Dessa rymdsonder passerade därefter Saturnus 1980 och, vad gäller Voyager 2, Uranus och Neptunus 1986 respektive 1989."Voyager – The Interstellar Mission: Jupiter", NASA (läst 2011-02-27)

Ulysses passerade Jupiter i februari 1992. Rymdsonden genomförde en rad mätningar av magnetfält, radio- och plasmavågor m.m i Jupiter-systemet. Ulysses, vars huvudsakliga uppdrag var att studera solens heliosfär, flög förbi Jupiter på en annan altitud än de tidigare sonderna. När sonden passerade Jupiter som närmast var den 40 grader norr om Jupiter-ekvatorn, vilket gjorde det möjligt att mer detaljerat studera Jupiters strålningsbälte."Ulysses: Jupiter Science Results ", NASA (läst 2011-02-27) Erfarenheten från alla dessa tidiga rymdfärder var till stor nytta vid planeringen av Galileo-projektet.

Även efter Galileo-projektet har några rymdsonder passerat Jupiter. Cassini-Huygens for förbi i december 2000 på sin resa mot Saturnus. Det innebar att sonden studerade Jupiter samtidigt som Galileo kretsade kring Jupiter. Cassini-Huygens tog stora mängder fotografier av planeten. På bilderna syntes bland annat ett antal mindre fläckar som visade sig vara kraftiga stormar. Sonden studerade också Jupiters ringar, Io:s vulkanism samt några av de mindre månarna och deras inverkan på Jupiters ringar "Cassini's Millennium Flyby of Jupiter", Space Today Online (läst 2011-02-27).

Den senaste rymdsonden som passerat Jupiter är New Horizons i februari 2007 på sin resa mot Pluto och Kuiperbältet. Rymdsonden studerade de galileiska månarna mer i detalj, men genomförde också studier av flera av de mindre månarna. Även denna sond studerade vulkanerna på Io. Sonden studerade också Jupiters lilla röda fläck, planetens magnetosfär och dess ringsystem."Pluto-Bound New Horizons Provides New Look at Jupiter System ", NASA, 2007-05-01 (läst 2011-02-27)

Alla dessa rymdsonder gjorde olika typer av vetenskapliga observationer vid förbipassagerna. Ingen av dem har dock tillnärmelsevis studerat Jupiter så detaljerat som Galileo.

Den 5 augusti 2011 sändes rymdsonden Juno mot Jupiter. Den planeras gå in i omloppsbana runt planeten i juli 2016 och ska liksom Galileo utforska Jupiter och dess månar.

Uppdraget för rymdsonden Galileo var att, med hjälp av mätsonden, studera Jupiters atmosfär samt att, med huvudsonden, mer i detalj studera Jupiter, dess månar och magnetosfären. Månarnas geologi, gravitation, magnetfält m.m skulle studeras särskilt. Även om Voyager-rymdsonderna utforskade delar av det yttre solsystemet i slutet av 1970-talet och under 1980-talet, så fanns en ambition hos NASA att mer i detalj studera de stora yttre planeterna. Galileo var det första större projektet för att åstadkomma detta. Det följdes några år senare av bland annat Cassini-projektet med en rymdsond mot Saturnus. I Galileos uppdrag ingick också att på vägen till Jupiter-systemet göra andra observationer som skulle öka vår kunskap om solsystemet och dess uppbyggnad. Galileo konstruerades för att fullgöra sitt uppdrag i två års tid. Uppdraget kom att vara i totalt åtta år efter tre förlängningar. Sondens kurs var sådan att tillfälle gavs till observationer av stora delar av solsystemet innan ankomsten till Jupiter. Venus, jorden, månen och några asteroider studerades särskilt.

Uppdraget innebar att en rymdsond: för första gången i detalj utforskade atmosfären hos någon av de yttre planeterna i solsystemet för första gången kretsade kring en av de yttre planeterna för första gången skickade en mätsond ner i atmosfären på en av de yttre planeterna studerade Jupiters månar från ett perspektiv som var mer än hundra gånger närmare än någonsin tidigare för första gången systematiskt studerade hela Jupitersystemet under åratal för första gången detaljstuderar asteroider och upptäcker en asteroidmåne för första gången i detalj observerar en kollision mellan en komet och en planet i solsystemet gjorde den första multispektrala studien av månen hade instrument för observationer som var överlägsna i kapacitet och precision jämfört med alla föregångare

Vetenskapliga mål Rymdsonden Galileo bestod av två delar, en huvudsond och en mindre mätsond. De vetenskapliga målen för mätsonden var att:The Galileo Project Information, NASA (läst 2011-02-27) bestämma den kemiska sammansättningen i Jupiters atmosfär. studera vad som kännetecknar atmosfärens struktur till ett djup där trycket är minst 10 bar. utforska molnpartiklars egenskaper, läge och struktur i olika molnskikt. undersöka Jupiters värmestrålning. studera blixtnedslag och blixtarnas karaktär på Jupiter. mäta överföringen av kraftigt laddade partiklar i den yttre delen av atmosfären.

De vetenskapliga målen för huvudsonden var att: utforska dynamiken i Jupiters atmosfär

Galileo (rymdsond)

Źródło i licencja