mariuscomper.uk EN

7 decembrie 1995 · singura sondă trimisă vreodată într-o planetă gigantă

58 de minute în Jupiter

O sondă de 337 de kilograme a intrat în atmosfera lui Jupiter cu 170.700 de kilometri pe oră. A rezistat, a deschis o parașută și a transmis 58 de minute ce a găsit. Apoi planeta a desfăcut-o bucată cu bucată.

13 iulie 1995

Lăsată liberă, cu cinci luni înainte

Galileo, nava care purtase sonda aproape șase ani, i-a dat drumul la 81,5 milioane de kilometri de Jupiter. Sonda nu avea motor și nu își putea corecta drumul. A fost pusă să se rotească și îndreptată spre țintă, iar restul l-a făcut atracția Soarelui și a lui Jupiter.

Nici nu putea lua legătura cu Pământul. Timp de 147 de zile, la bord a funcționat doar un temporizator.

Cu șase ore înainte

Temporizatorul o trezește

Temporizatorul a pornit sonda la 600.000 de kilometri de Jupiter. Bateriile au intrat în funcțiune, iar instrumentele au început să se încălzească și să se calibreze.

Sonda avea deja 76.700 de kilometri pe oră, iar gravitația lui Jupiter o accelera în continuare.

Cu trei ore înainte

Prin centurile de radiații

La 360.000 de kilometri, primul instrument a început să numere particulele încărcate electric prinse în câmpul magnetic al lui Jupiter, într-o regiune în care nu mai măsurase nicio navă.

A găsit o centură de radiații despre care nu se știa nimic, de zece ori mai puternică decât centurile din jurul Pământului, la vreo 50.000 de kilometri deasupra norilor.

22:04 UTC · 0 s

Primul aer

Inginerii au pornit cronometrul la 450 de kilometri deasupra nivelului la care aerul lui Jupiter apasă la fel de tare ca aerul de la nivelul mării pe Pământ. Sonda a trecut de acest prag cu 170.700 de kilometri pe oră, adică vreo 47 de kilometri în fiecare secundă, pe o traiectorie înclinată cu 8,4 grade sub orizontală.

Unghiul fusese stabilit cu cinci luni înainte. Cu un grad și jumătate mai puțin, sonda ar fi ricoșat înapoi în spațiu. Cu un grad și jumătate mai mult, ar fi ars.

Între 35 și 80 de secunde

De două ori mai fierbinte decât suprafața Soarelui

Sonda a lovit aerul rarefiat de sus atât de repede, încât gazul din fața ei nu a avut timp să se dea la o parte. A fost comprimat într-un strat incandescent, la aproximativ 14.000 °C, cam de două ori temperatura de la suprafața Soarelui.

Scutul termic era făcut să ardă treptat și să ia căldura cu el. În două minute a scăzut de la 152 de kilograme la 70. Frânarea a ajuns, la maximum, de aproximativ 230 de ori mai puternică decât gravitația de pe Pământ.

2 min 52 s

Parașuta

Sonda încetinise până la vreo 1.600 de kilometri pe oră, destul cât să nu rupă o parașută. Una mică a smuls capacul din spate și a tras afară parașuta principală. După câteva secunde, ce mai rămăsese din scutul termic s-a desprins și a căzut.

Sonda se afla acum la 23 de kilometri deasupra pragului cu presiunea de la nivelul mării, în aer de −145 °C. Parașuta a încetinit-o până la 430 de kilometri pe oră.

3 min 48 s

Un semnal urcă spre navă

Galileo, care trecea la mare înălțime, a prins semnalul radio al sondei și a început să-l înregistreze pe bandă. Nimic nu putea fi trimis încă spre Pământ. Înregistrarea a fost redată în lunile care au urmat.

Sonda avea șase instrumente cu care măsura aerul din jur: temperatura și presiunea, compoziția aerului, norii, lumina și fulgerele. Nu avea cameră. Nimeni nu a văzut locul prin care a căzut, iar cerul din această scenă este desenat, nu fotografiat.

6 min 24 s · 1 bar

Nivelul mării, fără nimic dedesubt

Aici presiunea este cea de la nivelul mării pe Pământ. Temperatura este de −107 °C.

Jupiter nu are un sol pe care să stai, așa că de la acest nivel se măsoară înălțimile. Mai jos, altitudinea este un număr negativ.

2 bari · 20 km mai jos

Norii care lipseau

Pe drum erau așteptate trei straturi groase de nori: gheață de amoniac sus, hidrosulfură de amoniu dedesubt și, cel mai jos, apă, stratul cel mai dens. Sonda a trecut printr-o ceață subțire acolo unde trebuia să fie primul strat și printr-un strat firav în apropierea pragului de 1 bar. Un nor gros de apă nu a întâlnit deloc.

Coborâse la marginea unei pete fierbinți, un luminiș în care se crede că aerul uscat coboară. Asemenea luminișuri acoperă cam un procent din Jupiter.

4 bari

Un vânt care nu slăbește

Nava a urmărit micile schimbări de frecvență ale semnalului și a dedus din ele cât de repede purta vântul sonda în lateral. Sub vârful norilor, vântul a crescut repede până la 170 de metri pe secundă, adică în jur de 600 de kilometri pe oră, și a rămas la fel de puternic cât timp sonda a putut fi urmărită.

Un vânt pus în mișcare de lumina Soarelui ar trebui să slăbească odată cu adâncimea. Acesta nu a slăbit, semn că o bună parte din energia lui vine din căldura din interiorul planetei.

8 bari

Din ce este făcut aerul

Aproape tot aerul este hidrogen și heliu. Heliul reprezenta 24 la sută din masă, aproape cât în norul de gaz din care s-au format Soarele și planetele.

Argonul, kriptonul și xenonul erau de până la trei ori mai abundente decât în Soare, lucru pe care nu-l prevăzuse nimeni. Apă era mult mai puțină decât se aștepta, iar detectorul de fulgere nu a văzut nicio descărcare în apropiere.

12 bari · 96 km mai jos

Tot mai cald cu fiecare kilometru

La o presiune de 12 ori mai mare decât la nivelul mării, aerul are 84 °C. Jupiter este fierbinte în interior, iar aerul se încălzește treptat pe măsură ce cobori.

Scade și lumina. Jupiter se rotește o dată în mai puțin de zece ore, așa că sonda era purtată în cădere spre partea de seară. Planul de zbor prevedea amurgul la vreo patruzeci de minute de la intrare.

61 min 24 s · 22 de bari

Ultimul semnal

Sonda era la 146 de kilometri sub pragul de 1 bar. Aerul avea 153 °C și apăsa de 22 de ori mai tare decât la nivelul mării pe Pământ, cam cât simte un scafandru la 210 metri adâncime în ocean. Căldura a ajuns la emițătorul radio, iar acesta a cedat.

Nava ascultase aproape 58 de minute. S-a întors și și-a pornit motorul, devenind prima navă spațială de pe orbita lui Jupiter.

După vreo două ore

Ce a făcut căldura mai departe

Sonda a continuat să cadă în tăcere. Niciun instrument nu a înregistrat ce a urmat. Mai jos este ce au calculat ulterior cercetătorii misiunii.

Întâi s-a topit parașuta, apoi piesele de aluminiu. După vreo două ore, aluminiul s-a evaporat.

După vreo opt ore

Titanul

La patru ore după aceea, carcasa de titan a sondei era topită. După încă două ore s-a evaporat și titanul, la aproximativ 1.700 °C și la o presiune de 5.000 de ori mai mare decât la suprafața Pământului.

Nu mai rămăsese nimic care să cadă. Istoria misiunii publicată de NASA spune că sonda a ajuns „una cu atmosfera lui Jupiter”.

Cât de adânc a ajuns

La ecuator, Jupiter măsoară 71.492 de kilometri de la centru până la pragul de 1 bar. Ultimul semnal a venit de la 146 de kilometri sub acest prag, adică de la aproximativ a cinci suta parte din drumul spre centru. La scara acestei imagini, toată căderea, de la primul aer până la ultimul semnal, este prea scurtă ca să se vadă. Cercul mic o arată mărită de patruzeci de ori.

Sonda a nimerit, în plus, într-un loc neobișnuit. În 2020, sonda Juno a măsurat de pe orbită, la ecuatorul lui Jupiter, de aproape trei ori mai multă apă decât proporția din Soare. Sonda Galileo pare să fi măsurat aerul uscat al unui singur luminiș.

Tot singura

După mai bine de treizeci de ani, sonda Galileo rămâne singurul aparat care a coborât prin aerul unei planete gigante și a transmis ce a găsit.

Toate măsurătorile făcute vreodată în interiorul lui Jupiter vin din acele 58 de minute.

Dă mai departe

Dacă știi pe cineva care ar vrea să cadă în Jupiter, trimite-i pagina.

Surse și note

Timpii, înălțimile, presiunile și temperaturile sunt cele publicate de NASA pentru intrarea și coborârea sondei. Între rândurile acelui tabel, valorile afișate în colț urmează o curbă netedă care trece prin ele. Benzile de nori văzute din spațiu sunt o hartă reală a lui Jupiter, alcătuită din fotografii făcute de sonda Cassini în decembrie 2000. Tot ce se vede sub vârful norilor este desenat: sonda nu avea cameră, iar culorile aerului din interiorul lui Jupiter sunt o presupunere informată. Topirea sondei după ultimul semnal este rezultatul calculelor făcute de cercetătorii misiunii; nimic nu a înregistrat-o.

  1. Magalhães, J., Young, R. și Smith, M. (1996). „Galileo Probe Mission Events”. NASA Ames Research Center. Desprinderea din 13 iulie 1995, la 81.520.000 km; temporizatorul; distanțele și vitezele cu șase și cu trei ore înainte de intrare; intrarea la 450 km și 170.700 km/h, pe o traiectorie cu 8,4° sub orizontală; marjele de 1,5°; sfârșitul semnalului la 61,4 minute de la intrare, când căldura a scos din funcțiune emițătorul.
  2. Meltzer, M. (2007). Mission to Jupiter: A History of the Galileo Project. NASA SP-2007-4231, capitolele 5 și 8. Tabelul 8.1 (timpi, altitudini, presiuni și temperaturi de la intrare până la ultimul semnal); gazul de 14.000 °C din jurul sondei; scutul termic, de la 152 la 70 kg; parașutele la aproximativ 1.600 km/h și încetinirea până la 430 km/h; norii lipsă și pata fierbinte; heliul, 24 la sută; argonul, kriptonul și xenonul; lipsa fulgerelor în apropiere; căldura internă și vânturile; topirea și evaporarea sondei.
  3. NASA Science, „Galileo Jupiter Atmospheric Probe”. Masa de 337 kg, cele șase instrumente, datele transmise timp de 58 de minute, decelerația maximă de 228 g, centura de radiații aflată la aproximativ 50.000 km deasupra norilor.
  4. Atkinson, D. H., Pollack, J. B. și Seiff, A. (1998). „The Galileo probe Doppler wind experiment: Measurement of the deep zonal winds on Jupiter.” Journal of Geophysical Research 103 (E10), 22911–22928. Vânturi care cresc până la 170 m/s la 4 bari și rămân puternice până la aproape 21 de bari; date transmise navei timp de 57,5 minute.
  5. NASA NSSDCA, „Galileo Probe Entry Timeline” (amurgul prevăzut la 42 de minute de la intrare; pornirea motorului navei) și „Jupiter Fact Sheet” (raza ecuatorială de 71.492 km la nivelul de 1 bar; ziua de 9,9 ore).
  6. NASA (2020), „Findings From NASA’s Juno Update Jupiter Water Mystery”, despre Li, C. et al., Nature Astronomy 4, 609–616. Apa de la ecuator, de aproape trei ori proporția din Soare; locul uscat în care a coborât sonda.
  7. Wong, M. H. et al. (2024). „Multiple probe measurements at Uranus motivated by spatial variability.” Space Science Reviews 220, 15. Sonda Galileo, prima și singura sondă de intrare care a explorat atmosfera unei planete gigante.
  8. Harta lui Jupiter: NASA/JPL/Space Science Institute, PIA07782, din imagini făcute de sonda Cassini pe 11 și 12 decembrie 2000.
O capsulă metalică rotunjită, acoperită de orificii și instrumente, atârnă deasupra unui vas larg și puțin adânc, plin de cabluri.
Modulul de coborâre (sus), deasupra carcasei care purta scutul termic, fotografiat în 1984. Modulul este partea care a căzut sub parașută. Fotografie: NASA Ames Research Center, AC84-0228-05, domeniu public.