Жизнь и смерть "Галилео"
Космический долгожитель АМС "Galileo" начал свое путешествие в октябре 1989 г., покинув на околоземной орбите грузовой отсек КК "Атлантис" (STS-34). За 14 лет полета внутри Солнечной системы общая протяженность сложного пути "Галилео" составила 4 631 778 000 км. Аппарат посетил окрестности Луны и Венеры, впервые получил изображения астероидов с близкого расстояния. Почти достигнув Юпитера - главной цели своей миссии, "Галилео" успел зафиксировать уникальнейшее астрономическое явление - вход в атмосферу этой планеты фрагментов кометы Шумейкеров - Леви 9. Спускаемый аппарат "Галилео" впервые проник под облачный слой Юпитера и передал на Землю сведения о параметрах его атмосферы. "Галилео" многократно приближался к ее спутникам и получил уникальную информацию об их природе. Сделав 35 оборотов вокруг Юпитера, 21 сентября 2003 г. космический аппарат завершил программу в его загадочных глубинах, в последний раз передав уникальные данные о самой крупной планете Солнечной системы.
Аппарат вышел на околоземную орбиту, покинув грузовой отсек КК "Атлантис" 18 октября 1989 г. (Земля и Вселенная, 1990, № 1). Пролетев 10 февраля 1990 г. на расстоянии 16138 км вблизи Венеры (Земля и Вселенная, 1990, № 4), "Галилео" вернулся к Земле и в декабре того же года опять направился к Венере. Последний, третий, виток "пращи" завершился в начале декабря 1992 г. около Земли, когда аппарат, набрав необходимую скорость - 39 км/с, устремился к Юпитеру.
Конечно, многократные гравитационные маневры увеличили время перелета "Галилео" к конечной цели путешествия, но они были необходимы. Во время сближения с Землей и Венерой "Галилео" передал их многочисленные снимки, а при пролете около Луны - впервые получил ее глобальные спектральные изображения. 29 октября 1991 г. и 27 августа 1993 г. при пролете сделаны первые снимки астероидов Гаспра (с расстояния 1601 км) и Ида (около 10500 км). Эти малые планеты (Гаспра - 20 ? 12 ? 11 км, Ида - длина 55 км и поперечник от 20 до 24 км) покрыты типичным для лишенных атмосферы тел чехлом из раздробленных пород - реголитом и многочисленными ударными кратерами. Однако исследователей ждал сюрприз: выяснилось, что у Иды есть спутник поперечником около 1.5 км. При ближайшем рассмотрении на поверхности этого крошечного спутника, Дактиля, удалось различить кратеры[/img]
Примерно через год научную группу проекта ждала еще одна неожиданность. Открытая незадолго перед этим комета Шумейкеров - Леви 9 из семейства Юпитера (Земля и Вселенная, 1993, № 6; 1994, № 1), в результате многих сближений с планетой распалась на части и в конце концов должна была упасть на нее в июле 1994 г. Комета приближалась к Юпитеру с невидимой на Земле стороны, так что было невозможно наблюдать столкновение ее фрагментов с планетой-гигантом. Место падения и последствия удара становились видимыми только немного позже, когда в процессе вращения Юпитер поворачивался к земному наблюдателю этой областью. Но "Галилео" летел к Юпитеру в другом направлении, поэтому его камерам стало доступно полушарие, где падали фрагменты кометы.
Перепрограммировав бортовой научный комплекс, руководители полета получили возможность наблюдать то, что кроме камер АМС не мог видеть никто - момент столкновения каждого из осколков ее распавшегося ядра с Юпитером! Переданные "Галилео" изображения этого редкого астрономического явления значительно расширили наши представления о кометах и катастрофических процессах в Солнечной системе
С ПАРАШЮТОМ - НА ЮПИТЕР
Через год, 13 июля 1995 г., начался основной и завершающий этап экспедиции "Галилео" - космический аппарат готовился к исследованиям системы планеты-гиганта. В этот день от основного модуля отделился спускаемый аппарат и пустился в автономный полет - пятимесячное свободное "падение" на Юпитер. Спускаемый аппарат диаметром 1.2 м и массой 339 кг не снабдили корректирующими двигателями, поэтому спуск происходил по баллистической траектории. На его борту размещались семь приборов массой 28 кг для получения сведений о температуре, давлении и составе атмосферы, облачном покрове и поясах радиации, которые спускаемому аппарату предстояло пройти, прежде чем погрузиться в глубины газовой планеты. Передача данных на приемную аппаратуру основного модуля (орбитального отсека) проводилась с помощью комплекса связи. Скорость аппарата при входе в атмосферу Юпитера составляла 47.6 км/с. На первом этапе торможение обеспечивал аэродинамический защитный конус-экран, а затем - парашют диаметром 2.5 м, который раскрывался после проникновения под слой плотных облаков. Это произошло на глубине 18 км от условного поверхностного уровня атмосферы. Спускаемый аппарат 7 декабря 1995 г. в течение 59 мин передавал информацию до глубины около 200 км, где, по-видимому, испарился из-за высокой температуры. Сигналы от спускаемого аппарата прекратились на глубине примерно 150 км, где давление составляло 22 бара, а температура превысила +150о С. За время спуска на борт основного модуля было передано около 3.5 Мбайт данных
Оказалось, что верхние слои атмосферы Юпитера содержат меньше водяных паров, чем ожидалось. Только позже, сопоставив температурно-влажностные и другие данные, специалисты пришли к выводу, что место падения спускаемого аппарата не типично и его можно отнести к "горячим точкам" Юпитера из-за повышенной температуры и малого содержания водяных паров. Сильные атмосферные течения и турбуленция, вспышки молний на трассе спуска дополнили картину. Хотя по частоте возникновения молнии в облачном слое Юпитера более редки, чем на Земле, разряды по мощности примерно в 1000 раз сильнее земных. Приборы обнаружили облака, содержащие аммоний; как предполагают, они сформировались в более глубоких слоях атмосферы. Химический состав исследованной части атмосферы Юпитера не соответствует в точности химическому составу Солнца, что, вероятно, указывает на существование особых процессов, сопровождавших его эволюцию.
Через час после прекращения связи со спускаемым аппаратом провели первое включение корректирующего двигателя основного модуля "Галилео", и он вышел на орбиту вокруг Юпитера. Так вдобавок к более чем 60 естественным спутникам планета-гигант обрела первый искусственный спутник. "Галилео" приступил к систематическим исследованиям Юпитера и его спутников, растянувшимся на несколько лет
В ноябре 2002 г. на 34-м витке "Галилео" приблизился на минимальное расстояние к Юпитеру, пролетел мимо ближайшего к планете маленького спутника Амальтея и получил сведения о внутренних областях магнитосферы и радиационных поясах планеты. В частности, звездный сканер навигационной системы зарегистрировал световые вспышки - это следы многочисленных осколков твердого вещества, вращающихся вокруг Юпитера в зоне орбиты Амальтеи. Этим "нырком" аппарат начал выполнение третьей дополнительной программы полета - завершающего входа в атмосферу Юпитера. Аппарат, входивший в атмосферу планеты со скоростью 48.2 км/с, не имевший никакой теплозащиты и устройств торможения, должен был сгореть при погружении. Смысл падения АМС на планету заключался в нескольких часах ее постепенного схода с орбиты на 35-м (последнем) витке. За это время "Галилео" еще раз обследовал ближайшие окрестности планеты.
В часы, предшествующие падению аппарата в атмосферу Юпитера, начался последний сеанс передачи данных с "Галилео", который с этого момента шел в режиме реального времени. Аппарат тогда находился на расстоянии 965 тыс. км от Юпитера. 8 ч спустя он пересек орбиту Ио, затем на расстоянии 143 тыс. км от верхнего слоя облаков его магнитометры "зашкалило". При столь близком расстоянии от планеты напряженность магнитного поля Юпитера настолько высока, что уже не поддавалось регистрации приборами аппарата. На расстоянии около 57 тыс. км над облачным слоем аппарат пересек орбиты ближайших к Юпитеру крохотных спутников - Адрастеи и Метиса. Чуть позже "Галилео" вошел в тень Юпитера, оказавшись над его ночной стороной, а через минуту он скрылся за лимбом планеты. В этот момент он находился на расстоянии всего 9283 км над слоем облаков. По-видимому, "Галилео" разрушился в атмосфере Юпитера 21 сентября 2003 г. в 18 ч 57 мин по Гринвичу. Последний сигнал от него был получен станцией дальней космической связи в Голдстоуне в 19 ч 43 мин 14 с по Гринвичу. От Юпитера до Земли сигнал шел примерно 52 мин. "Галилео" уже не стало, а на Земле все еще звучал его радиоголос…
В.В. Шевченко, доктор физико-математических наук
Государственный астрономический институт им. П.К. Штернберга, МГУ