Sonda Magellan
| Magellan | |
|---|---|
| Emblema misiunii | |
 | |
| Imaginea vehiculului | |
 | |
| Date despre misiune | |
| Operator | NASA |
| ID NSSDC | 1989-033B |
| SCN | 19969 |
| Destinaţie | Venus |
| Rezultat | Misiune completa |
| Naveta | Atlantida |
| Vector | Naveta spațială Atlantida |
| Lansa | 4 mai 1989 |
| Locul lansării | lansarea complexului 39 |
| Durată | 1 618 zile, 13 ore și 18 minute |
| Proprietatea navei spațiale | |
| Masa | 3460 kg |
| Greutate la lansare | 3 449 kg |
| Constructor | Martin Marietta |
| Parametrii orbitali | |
| Perioadă | 3.26 h |
| Înclinare | 85,5 ° |
| Excentricitate | 0,39177 |
| Axa semi-majoră | 7 700 km |
| Site-ul oficial | |
Sonda Magellan a fost lansată în 1989 și a orbitat Venus între 1990 și 1994 . A fost prima dintre cele trei sonde destinate altor planete care să fie lansate de naveta spațială (celelalte vor fi Ulise și Galileo ) și a fost, de asemenea, prima sondă care a folosit tehnici de frânare aeriană pentru a-i reduce orbita; aceste tehnici sunt utilizate în misiunile actuale din jurul Marte și permit conservarea unor cantități mari de combustibil.
Magellan a creat prima (și în prezent cea mai bună) cartografiere a suprafeței planetei la rezoluție înaltă, cu o calitate comparabilă cu cea a unei fotografii. Misiunile anterioare au oferit o rezoluție radar mai mică a planetei și a formațiunilor sale de suprafață. Cu toate acestea, Magellan a permis în cele din urmă imagini și analize detaliate ale craterelor, dealurilor, lanțurilor montane și a altor formațiuni geologice, comparabile cu hărțile fotografice cu lumină vizibilă ale altor planete. Harta radar Magellan va rămâne cea mai detaliată hartă a lui Venus pentru viitorul previzibil, deși misiunea rusă Venera-D (programată să fie lansată în jurul anului 2026) va utiliza radar cu o rezoluție chiar mai mare decât radarul folosit de Magellan.
Numele său se datorează exploratorului portughez din secolul al XVI-lea Ferdinando Magellano . Magellan a fost prima sondă planetară lansată printr-o navetă spațială. La 4 mai 1989, Atlantida a plecat de la Centrul Spațial Kennedy din Florida pentru misiunea STS-30 și a luat Magellanul pe orbită joasă, unde a fost eliberat din depozitul de marfă. Un motor cu combustibil solid numit Inertial Upper Stage (IUS) a fost apoi aprins, pornind Magellan într-o călătorie de 15 luni, în timpul căreia s-a rotit în jurul Soarelui de 1,5 ori înainte de a intra pe orbita sa în jurul Venus pe 10 august 1990 . În 1994 s-a scufundat la suprafață așa cum era de așteptat și parțial vaporizat; se crede că unele secțiuni au ajuns la suprafața planetei.
Misiunea
Misiunea sondei Magellan poate fi împărțită în 6 cicluri orbitale, fiecare durând în total 8 luni (timpul necesar Venus pentru a face o singură rotație pe axa sa). În timpul fiecărui ciclu, nava spațială a finalizat un total de 7,3 orbite în jurul lui Venus pentru fiecare zi a Pământului, obținând imagini cu benzi de aproximativ 17 până la 28 km lățime și 70.000 km lungime, pentru un total de 1.800 benzi care acoperă întreaga planetă, care au fost apoi îmbinate în un singur mozaic. La sfârșitul fiecărei orbite, nava a trimis Pământului o hartă a unei porțiuni lungi a suprafeței planetei capturată pe acea orbită. În fiecare ciclu, radarul navei spațiale a fost înclinat la un unghi de vizualizare diferit, producând date stereoscopice care au permis oamenilor de știință să compileze o hartă tridimensională a suprafeței - o tehnică cunoscută sub numele de radar cu deschidere sintetică interferometrică (InSAR).
Primele imagini cu Venus au fost primite pe 16 august 1990 . Primul ciclu a fost finalizat la 15 mai 1991 , cartografind 84% din suprafață. Orbita inițială a lui Magellan a fost foarte eliptică, cu un periheliu de 294 km și un afeliu de 8.543 km. Orbita era polară, astfel încât sonda, deplasându-se de la sud la nord sau invers în timpul fiecărei revoluții, a zburat peste polul nord și sud al lui Venus. Magellan a realizat o orbită la fiecare 3 ore și 15 minute.
Al doilea ciclu a început la scurt timp și a durat până în ianuarie 1992 . Al treilea ciclu trebuia să se termine pe 14 septembrie 1992 , dar a fost terminat cu o zi mai devreme din cauza problemelor cu instrumentele. În total, radarul a obținut hărți detaliate de 98% din suprafață, din care 22% erau tridimensionale.
În timpul celui de-al patrulea ciclu orbital (septembrie 1992 - mai 1993 ), sonda a colectat date despre câmpul gravitațional al planetei. În timpul acestui ciclu, Magellan nu a folosit radar pentru a cartografia suprafața, ci a transmis un semnal radio constant pe Pământ. Dacă ar trece peste o zonă a lui Venus cu o greutate mai mare decât în mod normal, nava spațială și-ar fi accelerat orbita. Acest lucru ar fi provocat o mică modificare a semnalului radio al lui Magellan datorită efectului Doppler (la fel cum se modifică tonul unei sirene pe măsură ce trece o ambulanță). Datorită capacității receptorilor radio din rețeaua spațială profundă NASA / JPL de a măsura frecvențele cu o precizie extremă, oamenii de știință au reușit să asambleze o hartă detaliată a gravitației lui Venus.
La sfârșitul celui de-al patrulea ciclu orbital, controlorii de zbor au redus orbita navei spațiale folosind tehnica frânei cu aer pentru prima dată. Această manevră a introdus Magellan în atmosfera exterioară a lui Venus și rezistența atmosferei a încetinit sonda prin scăderea orbitei acesteia. Când s-a finalizat frânarea aeriană (între 25 mai și 3 august 1993 ), orbita lui Magellan avea un periheliu de 180 km și un afeliu de 541 km și a fost finalizată de navă spațială la fiecare 94 de minute (aproximativ în același timp în care folosește Spațiul Navetă sau Stație Spațială Internațională pentru a finaliza o singură orbită în jurul Pământului). Această nouă orbită mai circulară i-a permis lui Magellan să colecteze date despre gravitație mai bune la latitudini din nord și sud, în apropierea polilor Venus.
După sfârșitul celui de-al cincilea ciclu orbital, în aprilie 1994 , Magellan a început cel de-al șaselea și ultimul ciclu orbital, colectând mai multe date gravitaționale și efectuând experimente radar și radio. Se estimează că până la sfârșitul misiunii, Magellan a capturat date de gravitate de înaltă rezoluție pentru 95% din suprafața planetei.
În septembrie 1994 , orbita navei a scăzut din nou într-un alt test numit „experimentul morii de vânt”. În acest test, panourile solare ale navei spațiale au fost rotite într-o configurație similară cu palele unei mori de vânt, iar orbita Magellan a fost redusă, determinând nava spațială să intre din nou în atmosfera exterioară a planetei. Controlorii de zbor au măsurat apoi efortul de torsiune necesar pentru a menține orientarea și mișcarea de rotație a sondei. Acest experiment a oferit oamenilor de știință date despre comportamentul moleculelor din atmosfera superioară a lui Venus și i-a învățat pe ingineri noi informații utile în proiectarea sondelor.
La 11 octombrie 1994 , orbita lui Magellan a fost diminuată și contactul radio a fost pierdut a doua zi. În termen de două zile după acea manevră, sonda a traversat atmosfera și s-a prăbușit la suprafață. Deși o mare parte a sondei s-a vaporizat, se crede că unele secțiuni au lovit planeta încă intactă.
Proiectarea sondei
Construit în mare parte din piese de schimb din misiunile Voyager și Galileo, nava spațială Magellan avea 6,4 metri lungime și 4,6 metri în diametru, cu o antenă cu câștig mare de 3,7 metri deasupra. Împreună cu rachetele din spate și complet umplute cu combustibil, sonda cântărea în total 3460 kg la lansare.
Antena cu câștig ridicat, utilizată atât pentru comunicații, cât și pentru imagistica radar, a fost o parte de înlocuire a programului Voyager, la fel ca și structura principală pe 10 fețe și un set de propulsoare. Sistemele de computer de la bord, unitățile de distribuție a energiei electrice erau piese de schimb ale misiunii Galileo la Jupiter, iar antena sa cu câștig mediu provine din proiectul NASA / JPL Mariner 9 . Martin Marietta Astronautics (acum Lockheed Martin ) a fost principalul contractor pentru sonda Magellan, în timp ce Hughes Space & Communications a fost principalul contractor pentru sistemul radar.
Magellano a fost alimentat de două panouri solare pătrate, cu fiecare parte de 2,5 m; împreună furnizau 1200 de wați de putere (100 de wați pe m²). Pe parcursul misiunii, panourile solare s-au degradat treptat, așa cum era de așteptat. Spre sfârșitul misiunii, în 1994 , a fost necesar să se controleze utilizarea energiei pentru a menține sonda operațională.
Deoarece Venus este protejat de o atmosferă densă și opacă, senzorii optici tradiționali nu pot fi folosiți pentru a fotografia suprafața. Magellan a obținut apoi imagini radar folosind impulsuri de microunde ca bliț care luminează suprafața planetei. Antena cu câștig ridicat a trimis milioane de impulsuri pe secundă către planetă și apoi a preluat ecourile care se întorceau la sondă sărind de pe suprafața lui Venus. Impulsurile radio nu au fost trimise direct în jos, ci mai degrabă la un unghi ușor.
Ulterior, tehnicile speciale de prelucrare au fost utilizate pe datele radarului pentru a obține o rezoluție mai bună, ca și cum radarul ar avea o antenă mai mare, adică o deschidere mai mare; tehnica este, prin urmare, adesea numită radar cu deschidere sintetică . Radarul cu diafragmă sintetică a fost folosit pentru prima dată de NASA pe satelitul oceanografic Seasat al JPL în 1978 ; a fost apoi dezvoltat mai mult în misiunea navetei Spaceborne Imaging Radar (SIR) în 1981 , 1984 și 1994 . O misiune radar a fost, de asemenea, utilizată în misiunea Cassini a NASA / JPL pentru a cartografia suprafața lui Titan, cea mai mare lună a lui Saturn.
Sistemul radar Magellan a fost, de asemenea, utilizat pentru a colecta date despre cote. Pulsurile au fost trimise direct în jos, iar sonda a măsurat timpul necesar unui puls radar pentru a ajunge la Venus și înapoi pentru a determina distanța dintre sondă și planetă și, astfel, altitudinea diferitelor formațiuni de suprafață.
Rezultatele misiunii
Studiile imagistice de înaltă rezoluție ale lui Magellan oferă o mai bună înțelegere a geologiei venusiene și a rolului impacturilor, vulcanismului și tectonicii în formarea structurilor de suprafață. Suprafața lui Venus este în mare parte acoperită cu materiale vulcanice. Formațiile vulcanice superficiale, cum ar fi câmpiile de lavă vaste, movilele mici de lavă și vulcanii cu scuturi mari sunt comune. Prezența câtorva cratere de impact sugerează că suprafața sa este, în general, tânără din punct de vedere geologic (mai puțin de 800 de milioane de ani). Prezența canalelor de lavă mai lungi de 6000 de metri sugerează că probabil au fost erupte cantități mari de lava cu vâscozitate extrem de scăzută.
Semnele tipice ale prezenței plăcilor tectonice, cum ar fi cele terestre - deplasările continentelor și bazinelor oceanice mari - nu sunt evidente pe Venus. Tectonica planetei este dominată de un sistem de zone cu fisuri globale și numeroase structuri largi și joase, denumite coroane, produse de revărsarea magmei din manta și re-coborârea acesteia.
Deși Venus are o atmosferă densă, suprafața nu dezvăluie eroziune substanțială a vântului; acest lucru demonstrează că transportul de praf și nisip este limitat, spre deosebire de Marte, unde există o atmosferă fragilă, dar o eroziune considerabilă de către vânt și un transport de praf și nisip.
Bibliografie
- ( EN ) Jet Propulsion Laboratory (JPL), Magellan: The Unveiling of Venus , NASA, martie 1989, JPL 400-345 3/89. Adus pe 12 martie 2011 .
- ( EN ) John Ford, Jeffrey Plaut, et. la. , Ghid pentru interpretarea imaginii Magellan , NASA, 1 noiembrie 1993, JPL-93-24. Adus pe 12 martie 2011 .
Alte proiecte
-
Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere pe sonda Magellan
linkuri externe
- ( RO ) Pagina principală a misiunii , la www2.jpl.nasa.gov , Jet Propulsion Laboratory (JPL), NASA. Adus pe 12 martie 2011 .
- (EN) Misiunea Magellan în Venus , pe nssdc.gsfc.nasa.gov, National Space Science Data Center (NSSDC), NASA. Adus pe 12 martie 2011 .
