Найти в Дзене
Space girl

Три межпланетные миссии запущенные со "Спейс Шаттлов".

Приветствую Вас мои дорогие подписчики и случайные читатели канала!

"Спейс Шаттлы" были способны не только запускать спутники, но и проводить их техническое обслуживание, а иногда и возвращать на Землю. И в целом космический челнок имел много возможностей, которых не имеют современные космические корабли. Однако за более чем 100 запусков, с борта шаттлов было запущено всего три межпланетные миссии. Ими были - "Магеллан", "Галилео" и "Улисс".

Зонды: "Магеллан" (слева), Галилео (в центре), и Улисс (справа)
Зонды: "Магеллан" (слева), Галилео (в центре), и Улисс (справа)

Мало кто обращал внимание, но в 1980-х годах, после запуска двух "Вояджеров", США не запускали никаких межпланетных миссий. Между 1978 и 1990 годами в США не было утверждено ни одной программы по изучению других планет. Примечательно также и то, что когда в 1986 году к Земле приблизилась комета Галлея, для ее изучения была отправлена целая армада зондов. Японией, СССР и странами Европейского сообщества к комете Галлея, для ее изучения, было запущено 5 разных зондов. Среди этих стран не было США. В это время у США в точке Лагранжа L1, между Землей и Солнцем, находился старый космический аппарат ISEE-3. Один из астродинамиков в НАСА придумал - как используя гравитацию Луны отправить его на встречу с кометой Галлея. Позже аппарат переименуют в International Cometary Explorer - ICE.

Орбитальные маневры космического аппарата ISEE-3 (ICE), для полета к комете Галлея.
Орбитальные маневры космического аппарата ISEE-3 (ICE), для полета к комете Галлея.

Три межпланетный миссии - "Магеллан", "Галилео" и "Улисс", были отправлены не в том порядке как изначально планировалось. "Галилео" и "Улисс" разрабатывались еще до первого запуска "Спейс Шаттла" . Их предполагалось запустить мае 1986 года, но как мы все помним, в начале этого года произошла катастрофа шаттла "Челленджер". Все это привело к тому что пришлось вносить изменение в конструкцию самих аппаратов, потому как было пропущено трансферное окно запуска. Разработка же зонда "Магеллан" началась несколько позже, но он был запущен первым.

Катастрофа "Челленджера" привела и к тому, что была пересмотрена вся космическая программа НАСА. "Спейс Шаттл" теперь был не единственной возможностью запуска космических аппаратов к другим планетам. Будущие миссии были перенесены на ракеты-носители. Так первый, после долгого перерыва, старт зонда к Марсу - Mars Observer, состоится в 1992 на ракете-носителе Титан. Еще одним последствием катастрофы "Челленджера" стало то, что для запуска с борта шаттла планировалось использовать разгонную ступень "Центавр-G", которая была разработана к моменту запуска межпланетных миссий. Это разгонная ступень, работающая на жидком водороде и жидком кислороде, позволила отправлять полезную нагрузку намного дальше, и быстрее чем изначально применявшаяся для этих целей промежуточная ступень. Эта была твердотопливная двухступенчатная промежуточная ступень, которая использовалась в основном для разгона геостационарных спутников до их целевой орбиты при запуске с борта "Спейс Шаттлов", но она не была способна отправить космические аппараты в глубокий космос. Поэтому была использована ступень "Центавр-G" и ее модификация - "Центавр-G Prime".

Разгонная ступень "Центавр-G Prime".
Разгонная ступень "Центавр-G Prime".

Размеры этой ступени были довольно большими, из-за того что ступень содержала большой бак с водородом низкой плотности, кроме того масса ступени и полезной нагрузки была близка к максимальной грузоподъемности шаттла. Предполагалось использовать более легкий внешний топливный бак шаттла, и экипаж был сокращен с 7 до 4 человек. Жидкий водород имеет свойство выкипать со временем, поэтому запуск зондов осуществлялся в первые сутки после запуска.

Ну а теперь поговорим о самих миссиях.

"Магеллан"

Цель миссии "Магеллан" заключалась в составлении карты поверхности Венеры с использованием радара с синтезированной апертурой. Это не первая миссия которая должна была выполнить эту работу. Для этой цели изначально планировался зонд - Venus orbiting imaging radar (VOIR). Его разработка началась в конце в 1970-х годов, длилась около двух лет и была отменена Конгрессом США в 1982 году. Но год спустя Лаборатория реактивного движения JPL стала разрабатывать гораздо более дешевую миссию - "Магеллан". Зонд "Магеллан" это уникальный пример того, как из г..... и веток соорудить работоспособный аппарат.

Запуск зонда "Магеллан" с борта челнока "Атлантис" 4 мая 1989 года (Фото НАСА).
Запуск зонда "Магеллан" с борта челнока "Атлантис" 4 мая 1989 года (Фото НАСА).

Во первых из конструкции были удалены все научные приборы которые не относились к радиолокационному изучению планеты. Во вторых была удалена вторая радиолокационная антенна, которая изначально планировали на зонде VOIR, этот аппарат по проекту мог сканировать планету и одновременно передавать данные на Землю. У "Магеллана" будет одна антенна, она будет сканировать Венеру, а затем аппарат ориентировался в сторону Земли, и с помощью этой же антенны передавал научные данные. Это оказало влияние на то, сколько научных данных "Магеллан" мог в итоге получить и передать. Команда разработчиков подошла к своей работе еще более творчески! Зонд был построен из запасных частей и оборудования для испытаний других космических аппаратов. Космический аппарат был оснащен двигателями и антенной с высоким коэффициентом усиления, которые были взяты от программы "Вояджер", много авионики и систем электропитания были взяты от аппарата "Галилео", были даже запчасти от "Маринера-9", зонда "Улисс", "Спейс Шаттла". Все это было объединено подрядчиком в одном аппарате, построенном по сниженной цене. Для испытания даже позаимствовали детали из Национального музея воздухоплавания и астронавтики Смитсоновского института. В одной из экспозиций музея выставлялась антенна аппарата "Вояджер", и она была взята на время испытаний "Магеллана", правда затем ее вернули обратно на место)).

Зонд "Магеллан" был отправлен в космос на борту шаттла "Атлантис" в мае 1989 года. Он преодолел большой путь и прибыл к Венере в августе 1990 года, и затем приступил к картографированию поверхности планеты. Эта работа проводилась в течении нескольких лет. После того как радар вышел из строя, аппарат проводил гравиметрические измерения.

Радарное изображение поверхности Венеры полученное зондом "Магеллан" (Изображение НАСА).
Радарное изображение поверхности Венеры полученное зондом "Магеллан" (Изображение НАСА).

В 1994 году аппарат прекратил свое существование сгорев в плотных слоях атмосферы Венеры.

"Галилео"

Вторым аппаратом который был запущен с борта "Спейс Шаттла" стал "Галилео". Его разработка началась в конце 1970-х годов. Еще до того как "Вояджер" пролетел мимо Юпитера, НАСА разработало план по запуску орбитального аппарата, который должен был выйти на орбиту вокруг планеты, а также исследовать его спутники.

Зонд "Галилео" пролетает над поверхностью спутника Юпитера - Ио. Видна нераскрывшаяся антенна. (Рисунок А. Харди)
Зонд "Галилео" пролетает над поверхностью спутника Юпитера - Ио. Видна нераскрывшаяся антенна. (Рисунок А. Харди)

В 1981 году Конгресс США пытался отменить эту миссию, но тут, в поддержку выступили ВВС США, что может конечно показаться странным. ВВС были заинтересованы в данном полете. Для военных интерес представляли испытания автономности данного аппарата и его радиационная стойкость, это было то что необходимо и военным спутникам. Данный аппарат должен будет получать энергию от радиоизотопных термоэлектрических генераторов (РИТЭГ). Первоначальный план состоял в том, чтобы разместить аппарат на разгонной ступени "Центавр-G Prime" и напрямую запустить его к Юпитеру. Но так как случилась авария с "Челленджером", старт был отменен, а готовый к старту аппарат был отправлен обратно в Лабораторию реактивного движения JPL. По прошествии времени первоначальный план запуска был изменен. Аппарат был запущен с помощью гравитационных маневров через пролеты Венеры и Земли. И эта схема запуска задала тон для следующих миссий по изучению дальних планет, так как использование гравитационных маневров более эффективно, ведь аппарату нужно было меньше топлива на борту.

"Галилео" был запущен на борту шаттла "Атлантис" в октябре 1989 года. При запуске зонда "Галилео" случился серьезный отказ - его основная антенна не развернулась полностью. На борту аппарата была меньшая антенна, и связь с Землей поддерживали через нее. Благодаря модернизации сети дальней космической связи, обновлению программного обеспечения корабля, которое позволило сжимать данные перед отправкой на Землю, миссия "Галилео" была сохранена. При полете к Юпитеру зонд пролетел мимо двух астероидов - Гаспра и Ида, а также обнаружил спутник астероида Ида который был назван - Дактиль.

Астероид Ида и его спутник Дактиль, изображение которых передал зонд "Галилео" 28 августа 1993 года. (Изображение НАСА).
Астероид Ида и его спутник Дактиль, изображение которых передал зонд "Галилео" 28 августа 1993 года. (Изображение НАСА).

Аппарат исследовал систему Юпитера вплоть до 2003 года, когда зонд был намерено направлен в атмосферу газового гиганта, где сгорел в его плотных слоях.

Зонд "Галилео" сгорает в плотных слоях атмосферы Юпитера, чтобы избежать загрязнение его спутников. (Рисунок А. Харди)
Зонд "Галилео" сгорает в плотных слоях атмосферы Юпитера, чтобы избежать загрязнение его спутников. (Рисунок А. Харди)

"Улисс"

Этот космический аппарат предназначался для исследования солнца. Проект начинался как международная солнечно-полярная миссия, и в ней должны были участвовать европейский и американский космические аппараты. Оба зонда должны были пролетать над полюсами Солнца одновременно, обеспечивая тем самым полный обзор. Но в 1980-х годов миссия была отменена. В итоге вся первоначальная концепция полета была переработана. Все научные приборы, которые предполагалось разместить на американском аппарате перешли на европейский аппарат. Чтобы выйти на полярную орбиту вокруг солнца "Улисс" использовал гравитационный маневр у Юпитера.

Зонд "Улисс" у Юпитера. (Рисунок А. Харди)
Зонд "Улисс" у Юпитера. (Рисунок А. Харди)

Однако даже используя разгонную ступень, аппарат не мог бы достичь Юпитера. Поэтому к двухступенчатой разгонной ступени была добавлена третья ступень. Аппарат стартовал в октябре 1990 года на борту космического шаттла "Дискавери". Считается что этот аппарат побил на то время рекорд по скорости при старте с Земли, который позже побьет зонд "Новые горизонты". В феврале 1992 года "Улисс" пролетел мимо Юпитера и используя его гравитацию вышел на орбиту вокруг Солнца. Зонд изучал магнитные поля нашего светила, и так как аппарат находился далеко за пределами эклиптики, и имел на борту детекторы гамма-излучения, им были обнаружены множество гамма-всплесков в глубоком космосе. Миссия зонда "Улисс" продлилась вплоть до 2009 года.

Это была последняя миссия запущенная с борта космического челнока. Как уже было сказано выше, НАСА выбрало ракеты-носители для запуска последующих миссий. Но "Спейс Шаттлы" не остался без работы. Их привлекали для запуска и ремонта телескопа "Хаббл", они помогали в строительстве Международной космической станции (МКС) и так же продолжали выводить на орбиту спутники вплоть до своего последнего полета в 2011 году.

Ну а на сегодня всё. Спасибо за внимание!

Наука
7 млн интересуются