Встреча с Каллисто (C3). Окончание пролетного периода КА "Галилео"
Утром 9 сентября станция “Галилео” прошла на минимальном на 2м витке расстоянии от Каллисто - 424000 км.
Это вдвое ближе, чем при первом, июньском пролете Ганимеда. При помощи камеры были выполнены наблюдения Каллисто, включая
картографирование районов, не снятых с “Вояджеров”. С помощью спектрометра NIMS исследовался минеральный состав и геология спутника.
Обзор Каллисто с борта Вояджера и Галилео
В кадре Каллисто, самый дальний из четырех больших лун Юпитера. Мозаика собрана из изображений, полученных с помощью трех
космических аппаратов: Вояджер 1 (слева), Галилео (середина), Вояджер 2 (справа). Данные Вояджеров были получены в 1979 года, но тогда не удалось отснять
большой участок на заднем полушарии луны. КА Галилео сфотографировал эту область 9 сентября 1996 года. Разрешение снимки с борта Галилео составило 4,3 км
на пиксель. Север сверху.
КА "GALILEO": КАЛЛИСТО
Во второй половине дня 10 сентября станция прошла через плазменный слой магнитосферы Юпитера, находясь
в 35 радиусах от Юпитера и в 713 млн км от Земли. Проводились измерения с помощью магнитометра (поиск электрических токов в магнитном
поле) и плазменного инструмента PLS (состав плазмы). Другие приборы способствовали изучению ускорения частиц, взаимодействия волн
и частиц, характеристик горячей плазмы, окружающей планету вблизи магнитного экватора. После этого станция была переведена в
перелетный режим.
9 октября с расстояния 9.275 млн км станция “Галилео” получила первый навигационный снимок спутника
Юпитера Каллисто. Снимок был обработан на борту, и переданы только существенные его части - освещенная часть спутника и область
опорной звезды.
28 и 29 октября Галилео передал на Землю последние данные по встрече с Ганимедом в сентябре. Последние
недели октября шел прием навигационных снимков Каллисто на фоне звезд. Траектория станции оказалась настолько удачной, что работа по
подготовке командных последовательностей для коррекции орбиты была прекращена.
1 ноября началась эксплуатация комплекса из пяти антенн Сети дальней связи DSN, образованного для увеличения
пропускной способности радиолинии “Галилео”-Земля.
3 ноября уровень исследовательской активности по-прежнему оставался
невысоким. К 07:00 PST завершилось начатое еще накануне ночью регулярное профилактическое обслуживание записывающего устройства станции.
В течение всего дня продолжались также начатые накануне исследования нейтрального тора вдоль орбиты Каллисто с помощью ультрафиолетового
спектрометра UVS. В середине дня приборами, предназначенными для исследования полей и заряженных частиц, были продолжены наблюдения
магнитосферы Юпитера. И наконец, вечером UVS провел еще одно наблюдение поверхности Каллисто, но на этот раз при солнечном фазовом
угле в 70°.
Полушарие Асгард на Каллисто
Композитный снимок (с ИК составляющей) ведущего полушария Каллисто. Север сверху, а Сонце освещает поверхность с востока.
Светлые пятна на поверхности луны представляют собой достаточно молодые ударные кратеры, при образовании которых обнажился свежий и чистый лед из-под
старой поверхности Каллисто. Темная поверхность луны могла образоваться из-за загрязнения льда каменными породами принесенными метеоритами или
при испарении льда, после чего на поверхности остались его примеси. Снимок охватывает область размером 1600 на 4000 км и получен 3 ноября 1996 года.
КА "GALILEO": КАЛЛИСТО
4 ноября количество наблюдений резко увеличилось. Приборы станции проводили исследования Юпитера, Ио, Европы и Каллисто.
Утром 4 ноября в 13:34 GMT (05:34 PST) орбитальный аппарат “Галилео” впервые выполнил близкий пролет Каллисто, пройдя на высоте 1110 км над поверхностью спутника.
Научная аппаратура “Галилео” была запрограммирована для зондирования поверхности Каллисто, чтобы определить ее состав и историю, попытаться найти признаки какой-либо
активности, в частности, тектонической, и признаков возможного собственного магнитного поля.
Ударная структура Асгард на Каллисто
Мозаика из 4х кадров демонстрирует древнюю ударную структуру Асгард на спутнике Юпитера Каллисто. Центр с координатами
30 градусов с.ш. и 142 градуса з.д. Асгард в диаметре достигает 1700 км, его отличительным признаком является светлый центр, окруженный многочисленными
разорванными кольцами. Кольца - это тектонические образования с уступами вблизи центральной зоны и впадинами на внешнем крае. На солидный возраст Асгарда
указывают другие ударные кратеры которые уже наложились поверх его. С севера это молодой и яркий кратер Burr. Снимки для мозаики получены 4 ноября 1996
года с расстояния в 111 891 км от Каллисто.
КА "GALILEO": КАЛЛИСТО
Область Асгард в цвете
Цветные снимки с низким разрешением и снимки ч/б с высоким разрешением были объединены для получения итоговой мозаики области Асгард.
Область находится на ведущем полушарии Каллисто, центр с координатами 26 градусов с.ш. и 142 градуса з.д. Север сверху, Солнце освещает поверхность с востока.
КА "GALILEO": КАЛЛИСТО
Каллисто очень непохожа на другие, более близкие к Юпитеру, галилеевы спутники - тектонический Ганимед, вулканический Ио и
Европу, у которой под слоем льда, возможно, находится водяной океан. Каллисто оказалась неактивной, а ее поверхность покрыта огромным количеством кратеров.
Судя по их обилию (и даже с поправкой на то, что частота метеоритных ударов в прошлом неизвестна), поверхность Каллисто подвергалась бомбардировке в
течение нескольких миллиардов лет и является поэтому древнейшей в Солнечной системе. Как и Ганимед, Каллисто предположительно имеет ядро из скальных пород,
окруженное льдом.
Уступ кратера Вальхалла на Каллисто
Мозаика демонстрирует область в пределах ударной структуры Вальхалла. Север сверху, Солнце освещает поверхность с левой стороны.
Мельчайшие кратеры на снимке достигают 155 метров в диаметре. Разрешение мозаики 46 метров на пиксель. Уступ, пересекающий центр мозаики, принадлежит к ударному
образованию Вальхалла, которая состоит из большого множества полициклических структур. В диаметре Вальхалла достигает 4000 км. Вальхалла является результатом
очень сильного удара метеорита о поверхность Каллисто. Несколько меньших гребней проходят параллельно показанному уступу на снимке. Кадры для мозаики получены
4 ноября 1996 года.
КА "GALILEO": КАЛЛИСТО
В этот же день встреча с Юпитером произошла при почти максимальном расстоянии между ним и Землей. Поэтому для приема слабого сигнала
с “Галилео” был впервые задействован комплекс из пяти крупных антенн.
С помощью UVS проводились наблюдения атмосферы Юпитера для получения информации о частицах, участвующих в создании полярных сияний,
и были продолжены исследования Каллисто при угле в 61°. Позднее, при наблюдении тора Ио, продолжавшихся 11 часов, к UVS присоединился ультрафиолетовый спектрометр
EUV. Следующим заданием в программе исследований UVS было наблюдение атмосферы Европы, которая в это время находилась в тени Юпитера. Среди других экспериментов
можно отметить исследования твердотельной камерой SSI горячих “пятен” и вулканов на Ио, а также составление полной термической карты поверхности Каллисто с помощью
фотополяриметрического радиометра PPR.
Цепочка кратеров на Каллисто
На снимках от 4 ноября 1996 года заметили длинную цепочку ударных кратеров. Цепочка образовалась от столкновения развалившегося
объекта, на подобии кометы Шумейкеров-Леви 9 (которая развалилась на 21 фрагмент и врезалась в Юпитер). Снимок с высоким разрешением демонстрирует область с
координатами 35 градусов с.ш. и 46 градусов з.д. и охватывает площадь в поперечнике примерно 8 км. Самый маленький в этой цепочке кратер размером 130 метров.
Изображение получено с расстояния в 1567 км от Каллисто. Сама луна Каллисто усеяна кратерами, что указывает на большой возраст ее поверхности, но тем не менее
маленьких кратеров довольно мало, что предполагает действие некоторого фактора, который стирает небольшие образования. Например, это может быть сползание вниз
по склонам ледяного крошева вперемежку с породами. Светлые склоны на снимке как раз и демонстрируют места сползаний пород, после чего обнажается более
чистый лед.
КА "GALILEO": КАЛЛИСТО
5 ноября также стал днем, насыщенным исследованиями. Многие из них относились к Юпитеру. Кроме того,
группой управления была передана на борт вторая часть командной последовательности, задающая план работы начиная с 6 ноября.
Уром с помощью EUV, а на протяжении дня с помощью UVS, были продолжены регулярные наблюдения плазменного тора Ио, при этом отслеживалась
его форма, размер и уровень активности. UVS был также задействован при утреннем и дневном наблюдениях теневой стороны Юпитера. После
утренних наблюдений тора Ио EUV и UVS продолжили совместное исследование северный регион полярных сияний. Камера SSI присоединилась
к ним позже, после окончания наблюдения Каллисто при небольших углах и получения фотометрической информации об одной из полусфер
спутника.
Северные сияния на Юпитере
Изображение демонстрирует темную, неосвещенную солнечным светом сторону Юпитера. Изогнутые линии, пересекающие снимок с
левого нижнего угла в верхний правый, представляют собой авроральные дуги на горизонте. Последовательная съемка участка с периодом в 30 секунд
выявила изменения центральной части дуги (смотрите вставки снизу). Снимки получены 5 ноября 1996 года. Разрешение изображения 30 км на пиксель,
съемка велась с расстояния в 1,433 млн км от Юпитера.
КА "GALILEO": ЮПИТЕР
PPR и инфракрасный спектрометр NIMS выполнили первую часть исследований деталей в атмосфере Юпитера,
известных как “коричневые баржи” (brown barge). Название произошло от уникального соотношения синего и красного цветов. Подобная
особенность облаков уже была обнаружена во время седьмого близкого пролета, но в более высоких, чем ожидалось, широтах. Специалисты
считают, что в тот раз наблюдалось не классическая “brown barge”. Проводившиеся исследования могут помочь в решении загадки этого
явления.
Затем NIMS продолжил исследования Юпитера, выполнив до ночи, шесть наблюдений для построения большой
цилиндрической карты экваториального региона планеты в диапазоне широт от -30° до +30°. Разрешение карты составило 630 км на один
элемент.
Граница экваториального пояса на Юпитере
Ложно цветовая мозаика демонстрирует границу экваториального атмосферного пояса Юпитера. Снимки для мозаики получены с
интервалом в несколько минут. Для создания мозаики использовались только данные с ИК фильтров. Фильтр 886 нм (сильное поглощение в атмосфере метаном,
рассеивание от высоких облаков) дал мозаике красный цвет; фильтр 732 нм (умеренное поглощение метаном, т.е. демонстрирует более глубокие слои атмосферы)
представлен зеленым цветом; фильтр 757 нм - синий цвет. Самый нижний видимый облачный слой голубовато-белого цвета, в то время как высотные облака
розоватого оттенка.
КА "GALILEO": ЮПИТЕР
Граница экваториального пояса на Юпитере в приблизительно естетсвенных цветах.
КА "GALILEO": ЮПИТЕР
6 ноября основная часть исследований была посвящена двум объектам, Европе и Юпитеру. И на это есть причины.
В 12:32 PST произошло главное событие этого витка. Станция со скоростью 5.7 км/с прошла в 2042 км от поверхности Европы. А в 16:42 PST
станция находилась на наименьшем для данного витка расстоянии в 641 тыс. км от Юпитера. Другими объектами наблюдений были Ио, Ганимед
и еще несколько малых спутников. Кроме того, около двух часов по тихоокеанскому времени закончилось выполнение первой части командной
последовательности и началось выполнение второй.
Гряды на Европе
КА "Галилео" сфотографировал часть поверхности Европы, которая почти вся изрезана разломами и гребнями.
Снимок охватывает площадь 238 на 225 км. Симметричные гряды в местах темных разломов позволяют предположить, что трещины в ледяной коре
расходились и постепенно заполнялись темным веществом. Хотя на поверхности и видно несколько кратеров, их общее малое количество
указывает на очень молодой возраст поверхности. Центр изображения сосредоточен на местности с координатами 16 градусов ю.ш. и 196 градусов
з.д. Снимок сделан с расстояния в 40 973 км 6 ноября 1996 года.
КА "GALILEO": ЕВРОПА
Геологические формы рельефа на Ио
Область Ио на снимке (широта от -60 до +20 градусов, долгота от 150 до 230 градусов) демонстрирует большое разнообразие
форм рельефа. Есть скалистые горы высотой в несколько миль; слоистые породы, образующие плато; и многочисленные нерегулярные вулканические кальдеры. Подобные
формы рельефа ранее наблюдались вблизи южного полюса Ио с помощью КА Вояджер, но КА Галилео показал, что такие формы рельефа встречаются повсеместно.
На Ио практически нет ударных кратеров, так как вулканизм быстро уничтожает любые их следы. Север сверху, Солнце освещает поверхность слева. В ширину изображение
охватывает 2000 км, разрешение снимка 2,5 км на пиксель. Снимок получен 6 ноября 1996 года с расстояния в 245 719 км от Ио.
КА "GALILEO": ИО
Вулканически активный регион на Ио
Область на снимке (широта от +10 до +60 градусов, долгота от 180 до 225 градусов) демонстрирует
огромные потоки лавы и другие вулканические формы рельефа на Ио. Несколько высокотемпературных горячих точек было обнаружено в пределах
этого региона во время проведения исследований в ИК диапазоне. Горячие точки соответствуют горячим лавовым озерам и потокам из кальдер.
Большой темный поток лавы в верхнем левом углу снимка длиной более 400 км. Север сверху, а Солнце освещает поверхность с левой стороны.
Снимок охватывает область в поперечнике 1230 км, разрешение 2,5 км на пиксель. Снимок сделан 6 ноября 1996 года с расстояния в 245 719
км от Ио.
КА "GALILEO": ИО
Итак, утром UVS продолжил отслеживать изменения в плазменном торе вокруг Ио. PPR начал выполнять первую
серию наблюдений Юпитера, целью которых является картирование небольшого участка поверхности планеты, расположенного в 30° с.ш.
Часть этих наблюдений завершилась только на следующий день. NIMS продолжил наблюдения “коричневых барж” в атмосфере Юпитера. SSI
провела наблюдения Тебы, Амальтеи, Адрастеи и Метиды для определения глобальной формы их поверхности.
Примерно за десять часов до достижения точки максимального сближения с Европой специалисты начали
контролировать радиосигнал со станции с целью отслеживания изменений его частоты, связанных с влиянием гравитационного поля спутника
на скорость КА. Это было необходимо для того, чтобы позднее, зная изменения частоты и используя эффект Допплера, специалисты смогли
построить карту магнитных полей Европы.
Наблюдения Европы начались за два-три часа до основного события. С помощью приборов UVS, PPR, NIMS, SSI
были исследованы горячие пятна, образованные ударами космических объектов, кратеры Пвилл и Маннанн'ан, а также ряд других участков
поверхности, в том числе и ранее не изучавшихся. Приборами для исследования полей и заряженных частиц были с высоким временным
разрешением выполнены наблюдения области взаимодействия магнитосфер Европы и Юпитера.
Однако не все проходило гладко: за шесть минут до события пролета произошла поломка в системе механизма
поворота по азимуту антенны DSS-63 станции слежения в Мадриде. Связь была временно нарушена. И хотя через пять минут после пролета
она была восстановлена через антенну DSS-14 в Голдстоуне (Калифорния), часть информации была потеряна.
7 ноября объем наблюдений еще оставался значительным. Кроме того, в 02:20 PST станция прошла на
минимальном для данного витка расстоянии в 1.5 млн км от Ганимеда и в 16:00 PST в 793 тысяч км от Ио.
Галилеевы спутники Юпитера
Мозаика включает в себя 4 крупнейших спутника Юпитера, которые известны так же как галилеевы. Слева направо:
Ганимед, Каллисто, Ио и Европа. Порядок расположения спутников от планеты Юпитер объясняет их особенности. На Ио приходится сильнейшее
влияние приливных сил со стороны Юпитера. Эти силы генерируют внутреннее тепло и нагрев недр, что превращает Ио в наиболее вулканически
активное тело в нашей Солнечной системе. Европа отличилась наличием железокаменного ядра и ледяной коркой между которыми, возможно,
расположился глобальный океан из жидкой воды. Ганимед менее активная и частично дифференцированная луна. Каллисто, наиболее удаленная
луна от Юпитера, практически вся покрыта многочисленными кратерами и не проявляет никаких признаков внутренней активности.
луны отмасштабированы, разрешение 10 км на пиксель.
КА "GALILEO": ГАЛИЛЕЕВЫ СПУТНИКИ
Следующие два дня уже были менее насыщены наблюдениями, и были похожи на первые дни пролетного периода.
8 ноября были проведены несколько наблюдений Юпитера и Ио, а 9 ноября КА "Галилео" провел наблюдения за кольцами Юпитера.
Молнии на Юпитере
Световые пятна, которые обведены желтыми кружками, вероятно, представляют собой молнии в атмосфере Юпитера.
Снимок сделан 9 ноября 1996 года. Самая большая вспышка в поперечнике достигает 500 км. В 1979 году Вояджер аналогично наблюдал молнии
примерно на этой же широте Юпитера.
КА "GALILEO": МОЛНИИ НА ЮПИТЕРЕ
Главное кольцо Юпитера
Кольцевая система Юпитера была сфотографирована КА "Галилео" 9 ноября 1996 года. Снимок демонстрирует главное кольцо
Юпитера с запада с разрешением в 24 км на пиксель. Кольцо отчетливо демонстрирует радиальную структуру, что было не так очевидно во время наблюдений
с борта КА Вояджер. В кольце присутствуют провалы в яркости из-за гравитационных возмущений под действием спутников Юпитера. С внутренней стороны
наблюдается слабое гало, яркость кольца резко падает на внешнем крае.
КА "GALILEO": КОЛЬЦА ЮПИТЕРА
Главное кольцо Юпитера
Мозаика из четырех снимков, сделанных через прозрачный фильтр (610 нм) камеры CCD КА "Галилео" от 8 ноября 1996 года,
демонстрирует главное кольцо Юпитера. Разрешение изображения 46 км на пиксель. Но поскольку во время съемки космический аппарат находился всего в
0,5 градусах выше плоскости кольца, оно сильно сжато по вертикали. Съемка велась из тени Юпитера в сторону Солнца с расстояния в 2 300 000 км от
кольца Юпитера. Дуга справа на изображении появилась при прохождении света через верхний слой/дымку атмосферы Юпитера. Кольцо также эффективно
рассеивает свет, что означает оно состоит из частиц мкм размера или даже меньше. Такие мелкие частицы "живут" сотни лет, но в сравнении с возрастом
Солнечной системы это мизер. Кольцевая система Юпитера состоит из главного плоского кольца, ступенчатого гала с внутренней стороны и тонкого кольца
с внешней стороны.
КА "GALILEO": КОЛЬЦА ЮПИТЕРА
9 ноября в 08:00 PST закончилось выполнение командной последовательности пролетного периода, и тем самым
была завершена основная программа исследований станции, и началось выполнение следующей программы - программы GEM, которая продлится до
декабря 1999 г. и включает, кроме восьми близких пролетов Европы, четыре пролета Каллисто и один-два пролета Ио.