Μαγγελάνος (διαστημικό σκάφος)

Από τη Βικιπαίδεια, την ελεύθερη εγκυκλοπαίδεια
Μετάβαση σε: πλοήγηση, αναζήτηση
Μαγγελάνος
Magellan deploy.jpg
Το διαστημόπλοιο Μαγγελάνος.
Οργανισμός: NASA, CNES
Τύπος αποστολής: δορυφορική
Δορυφόρος: της Αφροδίτης
Πύραυλος φορέας: Ατλαντίς, Inertial Upper Stage
Ημερομηνία εκτόξευσης: 4 Μαΐου 1989
Διάρκεια αποστολής: 10 Αυγούστου 1990 - 1 Οκτωβρίου 1994
Κώδικας NSSDC: 1989-033B
Μάζα: 1.035 kg
Εκκεντρότητα τροχιάς: 0,4014
Έγκλιση: 85,5°
Αποαψίδα: 2,4116 ακτίνες Αφροδίτης
Περιαψίδα: 1,0301 ακτίνες Αφροδίτης
Περίοδος τροχιάς: 3,257 h
Το έμβλημα της αποστολής

Το Μαγγελάνος (αγγλικά Magellan) ήταν διαστημικό σκάφος που στάλθηκε σε τροχιά γύρω από τον πλανήτη Αφροδίτη προκειμένου να τον εξερευνήσει με τη χρήση ραντάρ.

Ιστορικό και επιτεύγματα[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Προετοιμασίες για την αποστολή.

Ήταν το πρώτο μη επανδρωμένο τηλεκατευθυνόμενο διαστημικό σκάφος που εκτοξεύθηκε από την NASA μετά την επιτυχία του διαστημικού προγράμματος Βόγιατζερ το 1977 και συγκεκριμένα μετά την επιτυχή αποστολή του Βόγιατζερ 1 και Βόγιατζερ 2 που είχαν προορισμό τους εξωτερικούς πλανήτες του ηλιακού συστήματος.

Ήταν επίσης το πρώτο από τα τρία διαστημικά σκάφη με προορισμό το βαθύ διάστημα που εκτοξεύτηκαν από το Διαστημικό Λεωφορείο. Τα άλλα δύο ήτανε το Οδυσσέας με προορισμό τον Ήλιο και το Γαλιλαίος με προορισμό τον Δία.

Ήταν επίσης το πρώτο διαστημικό σκάφος με το οποίο δοκιμάστηκε η ειδική τεχνική ελέγχου του ύψους και της τροχιάς του σκάφους όταν αυτό επιβραδύνεται λόγω τριβής με την ατμόσφαιρα του πλανήτη. Η τεχνική αυτή που ονομάζεται αεροπέδηση (aerobraking) επιτρέπει την ελεγχόμενη επιβράδυνση («φρενάρισμα») του σκάφους χωρίς όμως την κατανάλωση καυσίμων.

Το Μαγγελάνος δημιούργησε την πρώτη (και μέχρι σήμερα ποιοτικά αξεπέραστη) χαρτογράφηση υψηλής ανάλυσης των χαρακτηριστικών γνωρισμάτων της επιφάνειας του πλανήτη. Η μορφή της επιφάνειας της Αφροδίτης μας ήταν σε μεγάλο βαθμό άγνωστη, καθώς ο πλανήτης καλύπτεται από πυκνά νέφη, και κανένα χαρακτηριστικό του δεν είναι ορατό από τη γη ή από το διάστημα. Η δυσκολία αυτή ξεπεράστηκε με τη χρήση της τεχνικής της απεικόνισης ραντάρ, καθώς το ραντάρ μπορεί να διαπεράσει την ατμόσφαιρα της Αφροδίτης και να «δει» μέσα από αυτή.

Οι προγενέστερες αποστολές με προορισμό τον πλανήτη είχαν δημιουργήσει χαρτογραφήσεις ραντάρ χαμηλής ανάλυσης σε επίπεδο ηπειρωτικών σχηματισμών. Το Μαγγελάνος, εντούτοις, τελικά ανέβασε την ποιότητα σε λεπτομερή απεικόνιση και ανάλυση των κρατήρων, λόφων, κορυφογραμμών, και άλλων γεωλογικών σχηματισμών, σε έναν βαθμό συγκρίσιμο με αυτή της φωτογραφικής χαρτογράφησης άλλων πλανητών στο ορατό μέρος του φάσματος.

Ο σφαιρικός χάρτης της Αφροδίτης που προέκυψε από τις παρατηρήσεις του Μαγγελάνου παραμένει προς το παρόν ο πιο λεπτομερής, αν και η Ρωσία αποσκοπεί το έτος 2016 με το Βενέρα-Δ να στείλει ένα ραντάρ στο διάστημα που θα μπορεί να επιτύχει την ίδια, ίσως και καλύτερη ποιότητα εικόνων.

Η αποστολή ονομάστηκε προς τιμή του Φερδινάνδου Μαγγελάνου, Πορτογάλου εξερευνητή του δέκατου έκτου αιώνα.

Η εκτόξευση του Μαγγελάνου έγινε με την βοήθεια του διαστημικού λεωφορείου Ατλαντίς κατά τη διάρκεια της αποστολής STS-30 στις 4 Μαΐου 1989. Το Ατλαντίς μετέφερε το σκάφος σε χαμηλή γήινη τροχιά, όπου και το απελευθέρωσε. Στη συνέχεια πυροδοτήθηκε ο πύραυλος στερεών καυσίμων (IUS) στέλνοντας το Μαγγελάνο στο μακρινό δεκαπεντάμηνο ταξίδι του. Το Μαγγελάνος περιστράφηκε μιάμιση φορά γύρω από τον Ήλιο προτού να μπει σε τροχιά γύρω από την Αφροδίτη στις 10 Αυγούστου 1990. Τελικά το 1994 διατάχθηκε να καταδυθεί στην ατμόσφαιρα, και ακολούθως κάηκε. Εν μέρει εξατμίστηκε, ενώ μερικά τμήματα πιστεύεται ότι έπεσαν στην επιφάνεια του πλανήτη.

Η Αποστολή[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Χάρτης της επιφάνειας της Αφροδίτης από το ραντάρ του Μαγγελάνου

Η δορυφορική τροχιά του Μαγγελάνου αρχικά ήταν ιδιαίτερα ελλειπτική, απέχοντας από την Αφροδίτη 8.543 χλμ (5.296 μίλια) και προσεγγίζοντάς την μόλις στα 294 χιλιόμετρα (182 μίλια). Η τροχιά ήταν πολική, που σημαίνει ότι το διαστημικό σκάφος κινούνταν από το Νότο προς το Βορρά ή αντίστροφα κατά τη διάρκεια κάθε περιφοράς, πετώντας πάνω από το Βόρειο και Νότιο Πόλο της Αφροδίτης. Το σκάφος ολοκλήρωνε μια τροχιά σε 3 ώρες και 15 λεπτά.

Αφού η τροχιά του ήταν σταθερή, πως κατάφερε να φωτογραφήσει όλη την επιφάνεια του πλανήτη;

Κατά τη διάρκεια του μέρους της τροχιάς του που τον έφερνε κοντύτερα στην Αφροδίτη, τα ραντάρ του Μαγγελάνου φωτογράφιζαν μια δρεπανόμορφη λουρίδα της επιφάνειας του πλανήτη πλάτους περίπου 17 έως 28 χλμ (10 έως 17 μίλια). Στο τέλος κάθε τροχιάς, το διαστημικό σκάφος μετέδιδε πίσω στη γη μια λουρίδα του χάρτη της επιφάνειας του πλανήτη. Η Αφροδίτη, όπως και οι άλλοι πλανήτες, περιστρέφεται γύρω από τον άξονά της, και έτσι, καθώς ο πλανήτης περιστράφηκε κάτω από το διαστημικό σκάφος, το Μαγγελάνος συνέλεξε αλλεπάλληλες λουρίδες, καλύπτοντας τελικά ολόκληρη τη σφαίρα μέσα σε 243 γήινες ημέρες - (όσο διαρκεί μια πλήρης περιστροφή της Αφροδίτης).

Με το τέλος της πρώτης περιστροφής, που διήρκεσε μεταξύ Σεπτεμβρίου 1990 και Μαΐου 1991, το Μαγγελάνος είχε ήδη στείλει στη γη λεπτομερείς εικόνες από 84 τοις εκατό της επιφάνειας της Αφροδίτης. Το διαστημικό σκάφος συμπλήρωσε έπειτα τη χαρτογράφηση κατά τη διάρκεια δυο ακόμα περιστροφών που διήρκεσαν από τον Μάιο του 1991 μέχρι τον Σεπτέμβριο του 1992, φτάνοντας στο 98 τοις εκατό τη λεπτομερή χαρτογράφηση της επιφάνειας του πλανήτη. Χάρη στις αλλεπάλληλες φωτογραφήσεις οι επιστήμονες είχαν διαφορετικούς χάρτες όλης της επιφάνειας που τους επέτρεπαν να κάνουν συγκρίσεις και να ανακαλύπτουν οποιεσδήποτε αλλαγές στην επιφάνεια από τον ένα χρόνο στον άλλο. Επιπλέον, επειδή η οπτική γωνία άλλαζε ελαφρώς από τον έναν κύκλο στον επόμενο, οι επιστήμονες μπόρεσαν να κατασκευάσουν τρισδιάστατες απόψεις της επιφάνειας της Αφροδίτης.

Κατά τη διάρκεια της τέταρτης περιστροφής από τον Σεπτέμβριο του 1992 μέχρι Μάιο του 1993, το διαστημικό σκάφος συνέλεξε στοιχεία όσον αφορά τη βαρύτητα του πλανήτη.

Κατά τη διάρκεια αυτού του κύκλου, το Μαγγελάνος δεν χρησιμοποίησε τα ραντάρ του αλλά αντ' αυτού μετέδιδε ένα σταθερό ραδιοσήμα στη γη. Εάν περνούσε πάνω από μια περιοχή της Αφροδίτης με υψηλότερη βαρύτητα από την κανονική, το σκάφος θα επιταχυνόταν ελαφρώς στην τροχιά του. Αυτό θα προκαλούσε μια πολύ μικρή αλλαγή στη συχνότητα του ραδιοσήματος λόγω του φαινομένου Ντόπλερ. Χάρι στη δυνατότητα των ραδιοδεκτών στη NASA/JPL Deep Space Network να μετράει τις συχνότητες με εξαιρετική ακρίβεια, οι επιστήμονες μπόρεσαν να κατασκευάσουν έναν λεπτομερή χάρτη του πεδίου βαρύτητας της Αφροδίτης.

Τρισδιάστατη εικόνα της περιοχής Eistla Regio της Αφροδίτης από φωτογραφίες ραντάρ του Μαγγελάνος.

Στο τέλος του τέταρτου τροχιακού κύκλου τον Μάιο του 1993, η τροχιά του διαστημικού σκάφους χαμηλώθηκε εσκεμμένα, χρησιμοποιώντας για πρώτη φορά μια τεχνική αποκαλούμενη αεροπέδηση (aerobraking). Αυτός ο ελιγμός έκανε το Μαγγελάνος να βυθίζεται λίγο στην ατμόσφαιρα της Αφροδίτης, ώστε με κάθε τροχιά η τριβή με την ατμόσφαιρα να το επιβραδύνει και να χαμηλώνει την τροχιά του.

Το πείραμα αυτό ολοκληρώθηκε το 1993 μεταξύ 25 Μαΐου και 3 Αυγούστου. Η τροχιά του Μαγγελάνου απείχε από την Αφροδίτη το πολύ 541 χλμ (336 μίλια) προσεγγίζοντάς την στα 180 χλμ (112 μίλια), ενώ η ταχύτητά του είχε αυξηθεί τόσο, που έκανε τροχιές μια φορά κάθε 94 λεπτά (σχεδόν όσο διαρκεί μια τροχιά γύρω από τη γη του διαστημικού λεωφορείου στην απόσταση που βρίσκεται ο διεθνής διαστημικός σταθμός). Σ' αυτήν την πιο στρογγυλοποιημένη τροχιά, το Μαγγελάνος συνέχισε να συλλέγει στοιχεία και να αποσαφηνίζει τη δύναμη της βαρύτητας στο βόρειο και το νότιο πόλο της Αφροδίτης. Η τεχνική της αεροπέδησης χρησιμοποιείται σήμερα με επιτυχία για την βελτιστοποίηση της τροχιάς των διαστημοσυσκευών γύρω από τον Άρη.

Τον Απρίλιο του 1994 το Μαγγελάνος άρχισε τον έκτο και τελικό τροχιακό κύκλο, συνεχίζοντας την συλλογή στοιχείων βαρύτητας αλλά και πραγματοποιώντας επιστημονικά πειράματα με ραντάρ και ραδιοκύματα. Μέχρι το τέλος της αποστολής, το Μαγγελάνος είχε καταγράψει με υψηλή ευκρίνεια την βαρύτητα περίπου του 95 τοις εκατό της επιφάνειας του πλανήτη.

Τον Σεπτέμβριο του 1994, το Μαγγελάνος χαμήλωσε εκ νέου την τροχιά του, και μπαίνοντας στα εξώτερα στρώματα της πυκνής ατμόσφαιρας έγειρε λίγο τους ηλιακούς συλλέκτες του για να ετκελεστεί το λεγόμενο πείραμα του ανεμόμυλου. Με τη βοήθεια του υπολογιστή του και των προωθητήρων του διόρθωνε συνεχώς την ροπή του διαστημικού σκάφους ώστε να μην περιστρέφεται γύρω από τον άξονά του. Με τα στοιχεία που κατεγράφησαν στο πείραμα αυτό, οι επιστήμονες υπολόγισαν την πυκνότητα της ατμόσφαιρας της Αφροδίτης

Με έναν τελικό ελιγμό στις 11 Οκτωβρίου 1994 η τροχιά του Μαγγελάνου χαμήλωσε άλλη μια τελευταία φορά. Την επόμενη μέρα χάθηκε το σήμα του, ενώ την μεθεπόμενη μέρα τα μέρη του που δεν είχαν καεί στην ατμόσφαιρα συντρίφθηκαν στην επιφάνεια.

Τα χαρακτηριστικά του διαστημικού σκάφους[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Το Μαγγελάνος προσαρμοσμένο στο χώρο μεταφοράς φορτίων του διαστημικού λεωφορείου Ατλαντίς πριν την εκτόξευση.

Τα κύρια μέρη του σκάφους ήταν ως επί το πλείστον εφεδρικά εξαρτήματα που περίσσεψαν από τα προγράμματα Βόγιατζερ και Γαλιλαίου. Το μήκος του ήταν 4,6 μέτρα (15,4 πόδια). Μαζί με πυραύλους και τα καύσιμα, το διαστημικό σκάφος ζύγιζε συνολικά 3.460 κιλά (7.612 λίβρες).

Το οκταγωνικό κύριο τμήμα, μερικοί προωθητές καθώς και η κεραία που χρησιμοποιήθηκε και για την επικοινωνία και για την φωτογράφιση ραντάρ ήταν όμοια με αυτά των Βόγιατζερ 1 και 2. Οι ηλεκτρονικοί υπολογιστές του σκάφους και οι μονάδες διανομής ρεύματος ήταν εφεδρικά εξαρτήματα από την αποστολή του Γαλιλαίου. Μια άλλη κεραία ήταν από την αποστολή Μάρινερ 9.

Κύριος ανάδοχος για το διαστημικό σκάφος ήταν η εταιρία Martin Marietta Astronautics (που τώρα ονομάζεται Lockheed Martin). Κύριος ανάδοχος για το σύστημα ραντάρ ήταν η εταιρία Hughes Space & Communications.

Οι δυο τετράγωνες φωτοβολταϊκές μονάδες που χρησιμοποιήθηκαν είχαν πλευρά 2,5 μέτρα (8,2 FT) η κάθε μία και τροφοδοτούσαν το σκάφος με ηλεκτρικό ρεύμα 1.200 Watt (δηλαδή 100 Watt ανά m²) συνολικά. Επειδή οι τυχόν βλάβες ήταν αδύνατο να διορθωθούν, οι φωτοβολταϊκές μονάδες σταδιακά εξασθένιζαν, έτσι ώστε κατά την διάρκεια της μακροχρόνιας αποστολής να γίνεται όλο και πιο απαραίτητη η προσεκτική διαχείριση της κατανάλωσης ρεύματος προκειμένου να εξασφαλιστεί η λειτουργία του διαστημικού σκάφους.

Το σκάφος δεν διέθετε συμβατικές οπτικές φωτογραφικές μηχανές. Αντί για αυτές, χρησιμοποιήθηκαν σήματα ραντάρ και μικροκύματα, που διαπερνώντας την πυκνή και αδιάφανη ατμόσφαιρα της Αφροδίτης χαρτογράφησαν την επιφάνειά της. Ο τρόπος επεξεργασίας των κυμάτων λέγεται Ραντάρ συνθετικής απεικόνισης (Synthetic aperture radar) ή SAR. Οι χάρτες του Μαγγελάνου είχαν αρχικά ανάλυση περίπου 120 μέτρων, και μετά από επεξεργασία έφτασαν ανάλυση 75 μέτρων. Δηλαδή, στους χάρτες τις Αφροδίτης φαίνονται καθαρά όλα τα αντικείμενα και οι εδάφιοι σχηματισμοί που έχουν μέγεθος τουλάχιστον 75 μέτρα. Η χαρτογράφηση με επεξεργασία SAR εφαρμόσθηκε για πρώτη φορά για χαρτογράφηση των γήινων ωκεανών από την δορυφορική διαστημική συσκευή Seasat το 1978 και χρησιμοποιήθηκε αργότερα εκτενέστερα στις διαστημικές αποστολές απεικόνισης ραντάρ (Spaceborne Imaging Radar ή SIR)του διαστημικού λεωφορείου το 1981, 1984 και 1994. Ένα άλλο ραντάρ απεικόνισης χρησιμοποιήθηκε στην αποστολή Cassini στον Κρόνο για να χαρτογραφήσει την επιφάνεια του δορυφόρου Τιτάνα.

Εκτός από την απεικόνιση, το ραντάρ του Μαγγελάνου χρησιμοποιήθηκε επίσης για να εξακριβώνει το ύψος της τροχιάς καθώς και το υψόμετρο διάφορων περιοχών του πλανήτη στέλνοντας σήμα και μετρώντας το χρονικό διάστημα μέχρι την άφιξη του ανακλώμενου σήματος.

Αποτελέσματα της αποστολής[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Εικόνα της επιφάνειας της Αφροδίτης από ραντάρ του Μαγγελάνου.

Η μελέτη των εικόνων υψηλής ευκρίνειας του Μαγγελάνου μας βοήθησε να κατανοήσουμε την Γεωλογία της Αφροδίτης και τον ρόλο των προσκρούσεων μετεώρων, της ηφαιστειογένεσης, και του τεκτονισμού στο σχηματισμό των δομών της επιφάνειας του πλανήτη.

Η επιφάνεια της Αφροδίτης καλύπτεται κυρίως από ηφαιστειακά υλικά. Τα χαρακτηριστικά γνωρίσματα της ηφαιστειακής δραστηριότητας, όπως οι απέραντες πεδιάδες λάβας, οι περιοχές με μικρούς θόλους λάβας και τα μεγάλα ηφαίστεια είναι κοινά.

Υπάρχουν λίγοι κρατήρες από πρόσκρουση μετεώρων στην Αφροδίτη, που σημαίνει ότι η επιφάνεια είναι μάλλον γεωλογικά νέα - λιγότερο από 800 εκατομμύριο ετών.

Τα παγωμένα ποτάμια λάβας, μήκους πάνω από 6.000 χιλιόμετρα, προδίδουν την εξαιρετική ρευστότητα της λάβας που ρέει στην επιφάνεια του πλανήτη.

Σημάδια από κίνηση τεκτονικών πλακών δεν παρατηρήθηκαν στην Αφροδίτη. Η τεκτονική του πλανήτη περιλαμβάνει πολλές ρωγμές καθώς και πολυάριθμες δομές που αποκαλούνται κορώνες και παράγονται από την ανάβλυση και την καθίζηση του μάγματος από το μανδύα.

Αν και η ατμόσφαιρα της Αφροδίτης είναι πυκνή, η επιφάνεια δεν δείχνει καθόλου στοιχεία διάβρωσης από αέρα, παρά μόνο λίγες περοπτώσεις περιορισμένης διάβρωσης από μεταφορά σκόνης και άμμου. Αντίθετα, στον Άρη η ατμόσφαιρα είναι μεν λεπτή, αλλά επιδεικνύει ουσιαστικά στοιχεία διάβρωσης από αέρα και από μεταφορά σκόνης και άμμου.

Δείτε επίσης[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Εξωτερικές συνδέσεις[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Στο λήμμα αυτό έχει ενσωματωθεί κείμενο από το λήμμα Magellan probe της Αγγλικής Βικιπαίδειας, η οποία διανέμεται υπό την GNU FDL και την CC-BY-SA 3.0. (ιστορικό/συντάκτες).