Dansk Rumfart nr. 28 – juli-september 1996
Den lange og kringlede vej til Jupiter
– Galileo har endelig nået Jupiter!
af Finn Willadsen, Dansk Selskab for Rumfartsforskning
Tilbage i 1970'erne planlagde USA en rumsonde – kaldet Galileo – der skulle sættes i kredsløb om Solsystemets største planet, Jupiter. Det var endvidere tanken at lade en probe falde ned i Jupiters atmosfære, som man derved ville kunne studere på nærmeste hold.
Oprindeligt skulle den have været opsendt med rumfærgen allerede i 1982, men forskellige forhold ikke mindst forsinkelser i rumfærgeprogrammet skubbede den planlagte opsendelse frem til 1986. Forberedelserne til denne opsendelse nåede så vidt at Galileo blev transporteret på lastbil tværs over USA fra Jet Propulsion Laboratory til Kennedy Space Center. Da så Challenger forliste i januar 1986 blev opsendelsen udsat igen. Galileo blev transporteret tilbage over USA – det skulle senere vise sig at den havde taget skade af transporten.
Herefter blev opsendelsesplanerne ændret igen. Galileo skulle opsendes med rumfærgen plus en IUS-faststofraket. For at få fart nok til at komme til Jupiter blev det nødvendigt med en gravity-assist manøvre ved Venus og to ved Jorden. Endvidere skulle den passere to asteroider.
Galileo blev opsendt den 12. oktober 1989 fra rumfærgen Atlantis. Denne operation forløb helt efter planen og IUS-faststofraketter sendte den af sted mod Venus. Forud var gået et mindre retsligt opgør – nogle mente ikke, at sikkerheden var i orden fordi Galileosonden medbragte en energiforsyning – radioaktiv termoelektrisk generator (RTG) – baseret på energien fra det radioaktive henfald af plutonium-238.
12. og 13. februar 1990 passerede Galileo Venus. De 81 billeder blev gemt ombord for at blive transmitteret til Jorden ved en Jordpassage. Galileo kan tage billeder i både infrarødt lys, synligt lys og ultraviolet lys.
10. december 1990 passerede Galileo for første gang Jorden. Billederne fra Venus blev taget ned. Der blev taget billeder af såvel Jorden som Månen fra vinkler, som rumsonder normalt ikke kan tage billeder fra.
29. oktober 1990 passerede Galileo asteroiden Gaspra. Der blev taget de første nærbilleder af en asteroide nogensinde. De fleste blev gemt ombord på Galileo for senere transmission til Jorden.
I april 1991 forsøgtes den store antenne foldet ud – det mislykkedes. Den store antenne har en sendekapacitet på mere end 100 gange så meget, som den lille antenne, der kun var beregnet til udveksling af kommandoer. Årsagen til fejlen må sandsynligvis søges i transporten frem og tilbage over USA de foregående år – lidt paradoksalt at få hundrede kilometer på landevejene skulle forvolde mere skade end milliarder af kilometer gennem rummet.
De følgende år blev der gjort flere forsøg på at få de sidste stivere til at slippe så antennen kunne bruges. Det lykkedes ikke og der er foretaget en omprogrammmering af Galileos datasystem for at få det yderste ud af den lille antenne. Dog kan det ikke undgås at fejlen bevirker, at billeddata må lagres længe ombord på Galileo, og at Galileo vil kunne give færre og mindre detaljerede billeder/oplysninger end oprindeligt planlagt.
8. december 1992 passerede Galileo endnu engang Jorden. Endnu en gang blev der lavet undersøgelser af Jorden, Månen og rummet omkring dem. Målingerne skulle også bruges til at kalibrere instrumenterne af hensyn til senere målinger.
28. august 1993 passerede Galileo asteroiden Ida. De fleste billeder blev i første omgang lagret ombord på Galileo, derfor gik der lang tid før man opdagede en sensationel opdagelse: Asteroiden Ida har en lille måne, som døbtes Dactyl. Hidtil havde man ikke troet på måner om asteroider, fordi deres baner blev anset for ustabile.
16. og 23. juli 1994 styrtede komet Shoemaker-Levy 9 ned i Jupiters atmosfære. Selve nedslaget kunne ikke iagttages fra Jorden, men ved et rent tilfælde befandt Galileo sig således, at den kunne iagttage nogle af nedslagene direkte. På grund af lagring ombord og efterfølgende langsom tranmission til Jorden kom Galileos optagelser ikke til at indgå særlig kraftigt i mediedækningen af denne usædvanlige astronomiske begivenhed.
13. juli 1995 frigjordes den probe, der skulle sendes ned i Jupiters atmosfære. Galileo og proben bevægede sig nu i næsten parallelle baner imod Jupiter. 27. juli 1995 foretog Galileo en mindre banekorrektion for ikke også at falde ned i Jupiters atmosfære. Sonden passerede i denne periode en større støvsky. I november 1995 opstod der problemer med båndoptageren ombord på Galileo. De blev dog snart løst, men brugen af båndoptageren må foregå mere forsigtigt.
7. december 1995 gik Galileo ind i bane om Jupiter. Proben faldt ned igennem Jupiters atmosfære i en faldskærm, der dog åbnede sig et minut senere end planlagt. Galileo havde sin første nære passage af to af de store måner – Io og Europa. Selvom der ikke var plads til nærbilleder af Io fremkom der alligevel en sensationel opdagelse: Io har en stor jernkerne og eget magnetfelt som den eneste måne Solsystemet. Io var i forvejen kendt som det geologisk mest aktive sted i Solsystemet. Data fra probens nedstigning i Jupiters atmosfære blev sendt tilbage til Jorden i månederne efter.
Selve nedstigningen, fra proben begyndte sine målinger og til målingerne stoppede, tog cirka en time. Delsondens målinger startede ved et tryk på cirka 0,35 atmosfære og temperatur i omgivelserne på –144°C. Proben stoppede sine målinger cirka 160 kilometer længere nede. Her var trykket 22 atmosfære og der blev målt en temperatur på cirka 110°C i omgivelserne.
Stofsammensætningen i Jupiters atmosfære overraskede ved, at der var væsentligt mindre vanddamp og lette ædelgasser end forventet. Man mødte ikke tre tydelige lag skydække som forventet og der syntes også at være færre lyn end forventet. De målte vindhastigheder var større end forventet.
22. til 27. juni 1996 passerede Galileo tæt forbi Ganymedes for første gang. Denne passage er den første af en serie tætte passager af månerne Europa, Callisto og Ganymedes, hvorfra der kan ventes nærbilleder der langt overgår Voyagersondernes i detailrigdom. Galileo passerede Ganymedes i cirka 850 kilometers afstand. Til sammenligning kan nævnes, at den tætteste passage Voyagersonderne havde var over 20.000 kilometer fra Io, og de typiske mindste afstande ved Voyagersondernes passager var over hundrede tusind kilometer. Kameraet på Galileo er ikke ringere end dem på Voyagersonderne. Vi kan dog ikke kun forvente nye billeder med stor opløsning, men også billeder af de områder, som det ikke lykkedes voyagersonderne at fotografere på deres korte gennemflyvning. Ganymedes er i øvrigt den største måne i vores solsystem med en diameter på 5.262 kilometer – betydeligt mere end vores egen måne på "bare" 3.476 kilometer.
Galileo forventes det kommende halvandet år at holde Jupiter under konstant observation. Samtidig hermed vil der blive taget nærbilleder af de fire store måner, når Galileo passerer tæt forbi dem. Det er planen, at Galileo skal lave mange tætte passager af de 4 store måner Io, Europa, Ganymedes og Callisto. Galileo vil holde Jupiters magnetfelt under observation og der bliver forhåbentlig også mulighed for at tage billeder af nogle af de mange mindre måner og Jupiters ringe.
Galileos næste månepassager bliver en ny passage af Ganymedes i dagene 1. til 8. september 1996. Herefter vil der være en passage af Callisto 2. til 11. november 1996 efterfulgt af en passage af Europa 15. til 22. december 1996. Derudover vil der være en række passager i 1997. Det må forventes, at disse passager vil forøge vores viden om Jupiters måner og deres overflader.
De nærmeste stjerner med eventuelle planetsystemer er alt for langt væk til, at de kan nås med rumsonder i en overskuelig fremtid. I mangel af et sådant fremmed solsystem repræsenterer Jupiter det bedste bud på at kunne studere et andet solsystem. Der er i årenes løb sat mange rumsonder i kredsløb om andre planeter og landsat mange sonder i planetatmosfærer; men det har hidtil altid drejet sig om enten Mars eller Venus. Med Galileo har vi fået en i kredsløb om en af de store ydre planeter. Det ville være meget mærkeligt, hvis det ikke giver anledning til mange nye overraskende opdagelser.
Galileosonden har mødt mange vanskeligheder og er løbet ind i mange forsinkelser, men virkningerne heraf har ikke kun været negative: Galileo bliver en af de sidste store missioner til andre planeter, idet sådanne store dyre missioner skal afløses af mindre, hurtigere og billigere missioner. Galileo vil imidlertid give et godt overblik over Jupiter-systemet, herved vil Galileo-sondens resultater komme på det rigtige tidspunkt for planlægningen af sådanne mindre missioner. Disse missioner vil naturligt have mere specifikke mål.