Proyecto Galileo

Tras la aprobación de las misiones Voyager , el Grupo Asesor Científico de la NASA para Misiones al Sistema Solar Exterior consideró los requisitos para orbitadores de Júpiter y sondas atmosféricas. Señaló que la tecnología para construir un escudo térmico para una sonda atmosférica aún no existía, y de hecho, las instalaciones para probar una en las condiciones de Júpiter no estarían disponibles hasta 1980. También había preocupación por los efectos de la radiación en los componentes de las naves espaciales, que se comprenderían mejor después de que Pioneer 10 y Pioneer 11 realizaran sus sobrevuelos. El sobrevuelo de Pioneer 10 en diciembre de 1973 indicó que los efectos no eran tan graves como se temía. ^{[ 13 ]} La dirección de la NASA designó al JPL como centro principal para el Proyecto de Sonda Orbital de Júpiter (JOP). ^{[ 14 ]} John R. Casani , quien había dirigido los proyectos Mariner y Voyager , se convirtió en el primer director del proyecto. ^{[ 15 ]} El JOP sería la quinta nave espacial en visitar Júpiter, pero la primera en orbitarlo, y la sonda la primera en entrar en su atmósfera. ^{[ 16 ]}

Ames y el JPL decidieron utilizar una nave espacial Mariner para orbitar Júpiter, similar a las utilizadas para Voyager, en lugar de una Pioneer . La Pioneer se estabilizaba mediante la rotación de la nave a 60 rpm , lo que proporcionaba una visión de 360 ​​grados del entorno y no requería un sistema de control de actitud . Por el contrario, la Mariner contaba con un sistema de control de actitud con tres giroscopios y dos conjuntos de seis propulsores de chorro de nitrógeno . La actitud se determinaba con referencia al Sol y a Canopus , que se monitorizaban con dos sensores primarios y cuatro secundarios de seguimiento de estrellas . También disponía de una unidad de referencia inercial y un acelerómetro . El sistema de control de actitud permitía a la nave espacial tomar imágenes de alta resolución, pero esta funcionalidad conllevaba un aumento de peso: una Mariner pesaba 722 kilogramos (1592 lb) en comparación con los 146 kilogramos (322 lb) de una Pioneer . ^{[ 17 ]}  

El aumento de peso tuvo consecuencias. La nave espacial Voyager había sido lanzada por cohetes Titan IIIE con una etapa superior Centaur , pero Titan fue retirado posteriormente. A finales de la década de 1970, la NASA se centró en el desarrollo del transbordador espacial reutilizable , que se esperaba que hiciera obsoletos los cohetes desechables. ^{[ 18 ]} A finales de 1975, la NASA decretó que todas las futuras misiones planetarias serían lanzadas por el transbordador espacial. El JOP sería el primero en hacerlo. ^{[ 19 ]} Se suponía que el transbordador espacial contaría con los servicios de un remolcador espacial para lanzar cargas útiles que requirieran algo más que una órbita terrestre baja , pero esto nunca fue aprobado. La Fuerza Aérea de los Estados Unidos (USAF) desarrolló en su lugar la etapa superior intermedia (IUS) de combustible sólido , posteriormente renombrada como etapa superior inercial (con el mismo acrónimo), para tal fin. ^{[ 14 ]}

El IUS se construyó de forma modular, con dos etapas, una grande con 9700 kilogramos (21 400 lb) de propulsor y una más pequeña con 2700 kilogramos (6000 lb) . Esto era suficiente para la mayoría de los satélites. También podía configurarse con dos etapas grandes para lanzar múltiples satélites. ^{[ 20 ]} Una configuración con tres etapas, dos grandes y una pequeña, sería suficiente para una misión planetaria, por lo que la NASA contrató a Boeing para el desarrollo de un IUS de tres etapas. ^{[ 21 ]} Un IUS de dos etapas no era lo suficientemente potente como para lanzar una carga útil a Júpiter sin recurrir a una serie de maniobras de asistencia gravitatoria alrededor de los planetas para obtener velocidad adicional. La mayoría de los ingenieros consideraban esta solución poco elegante y a los científicos planetarios del JPL no les gustaba porque significaba que la misión tardaría meses o incluso años más en llegar a Júpiter. ^{[ 22 ] [ 21 ]} Los tiempos de viaje más largos significaban que los componentes de la nave espacial envejecerían y posiblemente fallarían, y la fuente de alimentación y el propulsor a bordo se agotarían. Algunas de las opciones de asistencia gravitatoria también implicaban volar más cerca del Sol, lo que induciría tensiones térmicas que también podrían causar fallas. ^{[ 23 ]}  

Se estimó que el JOP costaría 634 millones de dólares (equivalente a 2204 millones de dólares en 2024 ), y tuvo que competir por la financiación del año fiscal 1978 con el transbordador espacial y el telescopio espacial Hubble . Una exitosa campaña de cabildeo aseguró la financiación tanto para el JOP como para el Hubble a pesar de las objeciones del senador William Proxmire , presidente del Subcomité de Asignaciones para Agencias Independientes. ^{[ 24 ]} El Congreso de los Estados Unidos aprobó la financiación para la Sonda Orbital de Júpiter el 19 de julio de 1977, ^{[ 25 ]} y el JOP comenzó oficialmente el 1 de octubre de 1977, el inicio del año fiscal. ^{[ 26 ]} El director del proyecto, Casani, solicitó sugerencias para un nombre más inspirador para el proyecto a las personas asociadas con él. La opción más votada fue «Galileo», en honor a Galileo Galilei , la primera persona en observar Júpiter a través de un telescopio y descubridor de las lunas galileanas en 1610. En aquel entonces, se señaló que el nombre también correspondía al de una nave espacial de la serie de televisión Star Trek . En febrero de 1978, Casani anunció oficialmente la elección del nombre «Galileo». ^{[ 24 ]}

Para mejorar la fiabilidad y reducir los costes, los ingenieros del proyecto decidieron cambiar de una sonda atmosférica presurizada a una ventilada, de modo que la presión dentro de la sonda fuera la misma que la exterior, extendiendo así su vida útil en la atmósfera de Júpiter, pero esto añadió 100 kilogramos (220 lb) a su peso. Se añadieron otros 165 kilogramos (364 lb) en cambios estructurales para mejorar la fiabilidad. Esto requirió combustible adicional en el IUS, pero el IUS de tres etapas tenía en sí mismo un sobrepeso con respecto a sus especificaciones de diseño, en unos 3200 kilogramos (7000 lb) . ^{[ 27 ] [ 28 ] [ 29 ]} El izado de Galileo y el IUS de tres etapas requirió una versión ligera especial del tanque externo del transbordador espacial , el orbitador del transbordador espacial despojado de todo el equipo no esencial y los motores principales del transbordador espacial (SSME) funcionando a su nivel de potencia máximo: 109 por ciento de su nivel de potencia nominal. ^{[ 21 ] [ b ]} Operar a este nivel de potencia requirió el desarrollo de un sistema de refrigeración del motor más elaborado. Surgieron dudas sobre si los motores podrían funcionar al 109 por ciento para la fecha de lanzamiento, por lo que se sustituyó un vuelo directo por una maniobra de asistencia gravitatoria utilizando Marte. ^{[ 29 ]}   

Los planes contemplaban que el transbordador espacial Columbia lanzara Galileo en la misión STS-23 , programada tentativamente para algún momento entre el 2 y el 12 de enero de 1982, ^{[ 31 ]} siendo esta la ventana de lanzamiento en la que la Tierra, Marte y Júpiter estaban alineados para permitir que Marte se utilizara para la maniobra de asistencia gravitatoria. ^{[ 28 ]} Para 1980, los retrasos en el programa del transbordador espacial pospusieron la fecha de lanzamiento de Galileo hasta 1984. ^{[ 32 ]} Si bien un impulso gravitatorio a Marte todavía era posible en 1984, ya no sería suficiente. ^{[ 33 ]}

La NASA decidió lanzar Galileo en dos misiones separadas, lanzando el orbitador en febrero de 1984 y la sonda un mes después. El orbitador estaría en órbita alrededor de Júpiter cuando llegara la sonda, lo que le permitiría cumplir su función de relevo. Esta configuración requería una segunda misión del Transbordador Espacial y la construcción de una segunda nave portadora para llevar la sonda a Júpiter, y se estimó que costaría 50 millones de dólares adicionales (equivalente a 174 millones de dólares en 2024 ), pero la NASA esperaba poder recuperar parte de este costo mediante una licitación competitiva. El problema era que, si bien la sonda atmosférica era lo suficientemente ligera como para ser lanzada con el IUS de dos etapas, el orbitador de Júpiter era demasiado pesado para hacerlo, incluso con la asistencia gravitatoria de Marte, por lo que aún se requería el IUS de tres etapas. ^{[ 34 ] [ 33 ]}

A finales de 1980, el precio del IUS había ascendido a 506 millones de dólares (equivalente a 1759 millones de dólares en 2024 ). ^{[ 20 ]} La USAF podía absorber este sobrecoste en el desarrollo del IUS de dos etapas (e incluso preveía que podría costar mucho más), pero la NASA se enfrentó a un presupuesto de 179 millones de dólares (equivalente a 622 millones de dólares en 2024 ) para el desarrollo de la versión de tres etapas, ^{[ 21 ]} que era 100 millones de dólares (equivalente a 348 millones de dólares en 2024 ) más de lo que había presupuestado. ^{[ 35 ]} En una conferencia de prensa el 15 de enero de 1981, Robert A. Frosch , administrador de la NASA , anunció que la NASA retiraba el apoyo al IUS de tres etapas y optaba por una etapa superior Centaur G Prime porque «no hay otra etapa superior alternativa disponible en un plazo razonable o con costes comparables». ^{[ 36 ]}

Centaur ofrecía muchas ventajas sobre el IUS. La principal era que era mucho más potente. La sonda y el orbitador podían recombinarse, y la sonda podía ser entregada directamente a Júpiter en dos años de vuelo. ^{[ 21 ] [ 22 ]} La segunda era que, a pesar de esto, era más suave que el IUS, porque tenía un empuje menor. Esto redujo la posibilidad de daños a la carga útil. En tercer lugar, a diferencia de los cohetes de combustible sólido que se quemaban por completo una vez encendidos, un Centaur podía apagarse y volverse a encender. Esto le daba flexibilidad, lo que aumentaba las posibilidades de una misión exitosa y permitía opciones como sobrevuelos de asteroides. Centaur era probado y fiable, mientras que el IUS aún no había volado. La única preocupación era la seguridad; los cohetes de combustible sólido se consideraban más seguros que los de combustible líquido, especialmente los que contenían hidrógeno líquido . ^{[ 21 ] [ 22 ]} Los ingenieros de la NASA estimaron que el desarrollo de características de seguridad adicionales podría llevar hasta cinco años y costar hasta 100 millones de dólares (equivalente a 348 millones de dólares en 2024 ). ^{[ 35 ] [ 34 ]}

En febrero de 1981, el JPL se enteró de que la Oficina de Administración y Presupuesto (OMB) planeaba recortes importantes al presupuesto de la NASA y consideraba cancelar Galileo . La USAF intervino para evitar la cancelación de Galileo . El JPL tenía una considerable experiencia con naves espaciales autónomas capaces de tomar sus propias decisiones. ^{[ 37 ]} Esto era esencial para las sondas de espacio profundo, ya que una señal desde la Tierra tarda entre 35 y 52 minutos en llegar a Júpiter, dependiendo de la posición relativa de los planetas en sus órbitas. ^{[ 38 ]} La USAF estaba interesada en proporcionar esta capacidad a sus satélites, para que pudieran determinar su orientación mediante sistemas a bordo en lugar de depender de estaciones terrestres , que no estaban "reforzadas" contra armas nucleares , y que pudieran tomar medidas evasivas independientes contra armas antisatélite . También estaba interesada en la forma en que el JPL estaba diseñando Galileo para soportar la intensa radiación de la magnetosfera de Júpiter , ya que esto podría utilizarse para reforzar los satélites contra el pulso electromagnético de las explosiones nucleares. El 6 de febrero de 1981, Strom Thurmond , presidente pro tempore del Senado , escribió directamente a David Stockman , director de la OMB, argumentando que Galileo era vital para la defensa de la nación. ^{[ 39 ] [ 40 ] [ c ]}

En diciembre de 1984, Casani propuso añadir un sobrevuelo del asteroide 29 Amphitrite a la misión Galileo . Al trazar una ruta hacia Júpiter, los ingenieros querían evitar los asteroides. En aquel entonces se sabía poco sobre ellos, y se sospechaba que podrían estar rodeados de partículas de polvo. Volar a través de una nube de polvo podría dañar la óptica de la nave espacial y posiblemente otras partes de la misma. Para mayor seguridad, el JPL quería evitar los asteroides por al menos 10 000 kilómetros (6200 millas) . La mayoría de los asteroides en las proximidades de la trayectoria de vuelo, como 1219 Britta y 1972 Yi Xing, tenían solo unos pocos kilómetros de diámetro y prometían poco valor científico al observarlos desde una distancia segura, pero 29 Amphitrite era uno de los más grandes, y un sobrevuelo incluso a 10 000 kilómetros (6200 millas) podría tener un gran valor. El sobrevuelo retrasaría la llegada de la nave espacial a la órbita de Júpiter del 29 de agosto al 10 de diciembre de 1988, y el consumo de propulsor reduciría el número de órbitas alrededor de Júpiter de once a diez. Se esperaba que esto añadiera entre 20 y 25 millones de dólares (equivalentes a entre 51 y 64 millones de dólares en 2024 ) al coste del proyecto Galileo . El sobrevuelo del Amphitrite del 29 de agosto fue aprobado por el administrador de la NASA, James M. Beggs, el 6 de diciembre de 1984. ^{[ 42 ] [ 43 ]}  

Durante las pruebas, se detectó contaminación en el sistema de anillos colectores y escobillas metálicas utilizadas para transmitir señales eléctricas en la nave espacial, por lo que se devolvieron para su refabricación. El problema se atribuyó a un clorofluorocarbono utilizado para limpiar las piezas después de la soldadura. Este se había absorbido y posteriormente se liberó en un entorno de vacío. Se mezcló con los residuos generados por el desgaste de las escobillas y causó problemas intermitentes en la transmisión de señales eléctricas. También se detectaron problemas en el rendimiento de los dispositivos de memoria en un entorno de radiación electromagnética. Se reemplazaron los componentes, pero entonces surgió un problema de interferencia de lectura , en el que las lecturas de una ubicación de memoria afectaban el contenido de las ubicaciones adyacentes. Se descubrió que esto se debía a las modificaciones realizadas para reducir la sensibilidad de los componentes a la radiación electromagnética. Cada componente tuvo que ser retirado, vuelto a probar y reemplazado. Todos los componentes y repuestos de la nave espacial recibieron un mínimo de 2000 horas de pruebas. Se esperaba que la nave espacial tuviera una vida útil de al menos cinco años, tiempo suficiente para llegar a Júpiter y cumplir su misión. El 19 de diciembre de 1985, partió del JPL en Pasadena, California , en la primera etapa de su viaje, un viaje por carretera al Centro Espacial Kennedy en Florida . ^{[ 44 ]} La misión Galileo estaba programada para el STS-61-G el 20 de mayo de 1986, utilizando el transbordador espacial Atlantis . ^{[ 45 ] [ 46 ]}

El JPL construyó la nave espacial Galileo y gestionó el programa Galileo para la NASA, pero la empresa alemana occidental Messerschmitt-Bölkow-Blohm suministró el módulo de propulsión, y Ames gestionó la sonda atmosférica, que fue construida por Hughes Aircraft Company . En el momento del lanzamiento, el orbitador y la sonda juntos tenían una masa de 2562 kg (5648 lb) y medían 6,15 m (20,2 pies) de altura. Había doce experimentos en el orbitador y siete en la sonda atmosférica. El orbitador estaba propulsado por un par de generadores termoeléctricos de radioisótopos de fuente de calor de uso general (GPHS-RTG) alimentados con plutonio-238 que generaban 570 vatios en el lanzamiento. La sonda atmosférica tenía una batería de litio-azufre con una capacidad nominal de 730 vatios-hora. ^{[ d ] [ 48 ]}      

Los instrumentos de la sonda incluían sensores para medir la temperatura y la presión atmosféricas. Había un espectrómetro de masas y un detector de abundancia de helio para estudiar la composición atmosférica, y un detector de silbidos para medir la actividad de los rayos y el cinturón de radiación de Júpiter. Había sensores magnetométricos, un detector de ondas de plasma, un detector de partículas de alta energía , un detector de polvo cósmico y joviano, y un contador de iones pesados . Había un espectrómetro de mapeo de infrarrojo cercano para imágenes multiespectrales para el análisis químico de la atmósfera y la superficie lunar, y un espectrómetro ultravioleta para estudiar gases. ^{[ 48 ]}

El 28 de enero de 1986, el transbordador espacial Challenger despegó en la misión STS-51-L . Un fallo en el cohete propulsor de combustible sólido a los 73 segundos de vuelo destrozó la nave espacial, provocando la muerte de los siete tripulantes. ^{[ 49 ]} El desastre del transbordador espacial Challenger fue el peor desastre espacial de Estados Unidos hasta ese momento. ^{[ 50 ]} El impacto inmediato en el proyecto Galileo fue que no se pudo cumplir la fecha de lanzamiento de mayo porque los transbordadores espaciales estaban en tierra mientras se investigaba la causa del desastre. Cuando volvieran a volar, Galileo tendría que competir con lanzamientos de alta prioridad del Departamento de Defensa , el sistema de satélites de seguimiento y retransmisión de datos y el telescopio espacial Hubble. Para abril de 1986, se esperaba que los transbordadores espaciales no volvieran a volar antes de julio de 1987 como muy pronto, y Galileo no podría lanzarse antes de diciembre de 1987. ^{[ 51 ]}

La Comisión Rogers sobre el desastre del Challenger presentó su informe el 6 de junio de 1986. ^{[ 51 ]} Fue crítico con los protocolos de seguridad y la gestión de riesgos de la NASA. ^{[ 52 ]} En particular, señaló los peligros de una etapa Centaur-G. ^{[ 53 ]} El 19 de junio de 1986, el administrador de la NASA, James C. Fletcher, canceló el proyecto Shuttle-Centaur. ^{[ 54 ]} Esto se debió solo en parte a la mayor aversión al riesgo de la dirección de la NASA tras el desastre del Challenger ; la dirección de la NASA también consideró el dinero y el personal necesarios para que el transbordador espacial volviera a volar, y decidió que no había recursos suficientes para resolver también los problemas pendientes con Shuttle-Centaur. ^{[ 55 ]} Los cambios en el transbordador espacial resultaron ser más extensos de lo previsto, y en abril de 1987, se informó al JPL de que Galileo no podría lanzarse antes de octubre de 1989. ^{[ 56 ]} La nave espacial Galileo fue enviada de vuelta al JPL. ^{[ 57 ]}

Sin Centaur, parecía que no había manera de llevar a Galileo a Júpiter. Durante un tiempo, la reportera científica del Los Angeles Times, Usha Lee McFarling, señaló: "Parecía que el único viaje de Galileo sería a la Institución Smithsoniana ". ^{[ 58 ]} El costo de mantenerlo listo para volar al espacio se calculaba entre 40 y 50 millones de dólares al año (equivalente a entre 97 y 121 millones de dólares en 2024 ), y el costo estimado de todo el proyecto se había disparado a 1400 millones de dólares (equivalente a 3000 millones de dólares en 2024 ). ^{[ 59 ]}

En el JPL, Robert Mitchell, director de diseño de la misión Galileo y jefe del equipo de navegación, reunió a un equipo compuesto por Dennis Byrnes, Louis D'Amario, Roger Diehl y él mismo, para intentar encontrar una trayectoria que permitiera a Galileo llegar a Júpiter utilizando únicamente un motor IUS de dos etapas. Roger Diehl propuso la idea de emplear una serie de asistencias gravitatorias para proporcionar la velocidad adicional necesaria para alcanzar Júpiter. Esto requeriría que Galileo sobrevolara Venus y, posteriormente, la Tierra dos veces. Esta trayectoria se denominó trayectoria de Asistencia Gravitatoria Venus-Tierra-Tierra (VEEGA). ^{[ 60 ]}

La razón por la que nadie había considerado la trayectoria VEEGA antes era que el segundo encuentro con la Tierra no le daría a la nave espacial energía adicional. Diehl se dio cuenta de que esto no era necesario; el segundo encuentro simplemente cambiaría su dirección para ponerla en rumbo hacia Júpiter. ^{[ 60 ]} Además de aumentar el tiempo de vuelo, la trayectoria VEEGA tenía otro inconveniente desde el punto de vista de la Red del Espacio Profundo (DSN) de la NASA: Galileo llegaría a Júpiter cuando estuviera en el rango máximo de la Tierra, y el rango máximo significaba una intensidad de señal mínima. Tendría una declinación de 23 grados sur en lugar de 18 grados norte, por lo que la estación de seguimiento sería el Complejo de Comunicaciones del Espacio Profundo de Canberra en Australia, con sus dos antenas de 34 metros y una de 70 metros. Una declinación norte podría haber sido soportada por dos sitios, en Goldstone y Madrid . Las antenas de Canberra se complementaron con la antena de 64 metros en el Observatorio de Parkes . ^{[ 61 ] [ 62 ]}

Inicialmente se pensó que la trayectoria de VEEGA requería un lanzamiento en noviembre, pero D'Amario y Byrnes calcularon que una corrección de trayectoria a mitad de camino entre Venus y la Tierra permitiría también un lanzamiento en octubre. ^{[ 63 ]} Tomar una ruta tan indirecta significaba que Galileo necesitaría sesenta meses para llegar a Júpiter en lugar de solo treinta, pero llegaría allí. ^{[ 58 ]} Se consideró utilizar el sistema de lanzamiento Titan IV de la USAF con su etapa superior Centaur G Prime. ^{[ 64 ]} Este se mantuvo como reserva durante un tiempo, pero en noviembre de 1988 la USAF informó a la NASA que no podía proporcionar un Titan IV a tiempo para la oportunidad de lanzamiento de mayo de 1991, debido al retraso de las misiones de alta prioridad del Departamento de Defensa. ^{[ 65 ]} Sin embargo, la USAF suministró el IUS-19, que originalmente había sido destinado a una misión del Departamento de Defensa, para su uso en la misión Galileo . ^{[ 66 ]}

A medida que se acercaba la fecha de lanzamiento de Galileo , los grupos antinucleares , preocupados por lo que percibían como un riesgo inaceptable para la seguridad pública debido al plutonio en los módulos GPHS-RTG de Galileo, solicitaron una orden judicial que prohibiera el lanzamiento de Galileo . [ ^{67 ] Los} RTG eran necesarios para las sondas de espacio profundo porque tenían que volar a distancias del Sol que hacían impracticable el uso de energía solar. ^{[ 68 ]} Se habían utilizado durante años en la exploración planetaria sin percances: los satélites experimentales Lincoln 8/9 del Departamento de Defensa tenían un 7 por ciento más de plutonio a bordo que Galileo , y las dos naves espaciales Voyager transportaron cada una el 80 por ciento de la carga de plutonio de Galileo. [ 69 ^{] Para 1989} , el plutonio se había utilizado en 22 naves espaciales. ^{[ 70 ]}

Los activistas recordaron el accidente del satélite soviético Kosmos 954, propulsado por energía nuclear, en Canadá en 1978, y el desastre del Challenger , si bien no involucró combustible nuclear, aumentó la conciencia pública sobre las fallas de las naves espaciales. Ningún generador termoeléctrico de radioisótopos (RTG) había realizado jamás un sobrevuelo no orbital a corta distancia y alta velocidad de la Tierra, como lo requería la trayectoria VEEGA de Galileo . Esto creó la posibilidad de una falla en la misión en la que Galileo impactara la atmósfera terrestre y dispersara plutonio. El científico planetario Carl Sagan , un firme defensor de la misión Galileo , escribió que "no hay nada absurdo en ninguno de los dos lados de este argumento". ^{[ 68 ]}

Antes del desastre del Challenger , el JPL había realizado pruebas de choque en los RTG que indicaban que podían soportar una presión de 14 000 kilopascales (2000 psi) sin fallar, lo que habría sido suficiente para soportar una explosión en la plataforma de lanzamiento. Se consideró la posibilidad de agregar blindaje adicional, pero se descartó, principalmente porque agregaría una cantidad inaceptable de peso extra. ^{[ 71 ]} Después del desastre del Challenger , la NASA encargó un estudio sobre los posibles efectos si tal evento ocurriera con Galileo a bordo. Angus McRonald, un ingeniero del JPL, concluyó que lo que sucedería dependería de la altitud a la que se desintegrara el transbordador espacial. Si la combinación Galileo /IUS se desprendió del orbitador a 27 000 metros (90 000 pies) , los RTG caerían a la Tierra sin fundirse y caerían en el Océano Atlántico a unos 240 kilómetros (150 millas) de la costa de Florida. Por otro lado, si el orbitador se desintegrara a una altitud de 98.700 metros (323.800 pies) , viajaría a 2.425 metros por segundo (7.957 pies/s) y las carcasas del RTG y los módulos GPHS se fundirían antes de caer al Atlántico a 640 kilómetros (400 millas) de la costa de Florida. ^{[ 72 ] [ 73 ]}      

La NASA concluyó que la probabilidad de un desastre era de 1 en 2500, aunque los grupos antinucleares pensaban que podría ser tan alta como 1 en 430. ^{[ 67 ] [ 74 ]} La NASA evaluó el riesgo para un individuo en 1 en 100 millones, aproximadamente dos órdenes de magnitud menor que el peligro de morir por un rayo. ^{[ 75 ]} La posibilidad de una reentrada inadvertida en la atmósfera durante las maniobras VEEGA se calculó en menos de 1 en 2 millones, ^{[ 69 ]} pero un accidente podría haber liberado un máximo de 11 568 curies (428 000 GBq ) . Esto podría resultar en hasta 9 muertes por cáncer por cada 10 millones de personas expuestas. ^{[ 76 ]} 

Galileo realizó dos correcciones de rumbo entre el 9 y el 12 de abril y entre el 11 y el 12 de mayo de 1990, para alterar su velocidad en 35 metros por segundo (110 ft/s) . ^{[ 63 ]} La nave espacial sobrevoló la Tierra dos veces; la primera vez a una distancia de 960 km (600 mi) a las 20:34:34 UTC del 8 de diciembre de 1990. ^{[ 83 ]} Esto fue 8 km (5 mi) más alto de lo previsto, y el tiempo de la aproximación más cercana estuvo dentro de un segundo de la predicción. Fue la primera vez que una sonda del espacio profundo había regresado a la Tierra desde el espacio interplanetario. ^{[ 63 ]} Un segundo sobrevuelo de la Tierra fue a 304 km (189 mi) a las 15:09:25 UTC del 8 de diciembre de 1992. ^{[ 83 ]} Esta vez la nave espacial pasó a menos de un kilómetro de su punto de mira sobre el Atlántico Sur. Esto fue tan preciso que se canceló una corrección de rumbo programada, ahorrando así 5 kilogramos (11 lb) de propelente. ^{[ 94 ]}          

Los encuentros con la Tierra brindaron la oportunidad de realizar una serie de experimentos. Se llevó a cabo un estudio del choque de proa terrestre mientras Galileo pasaba por el lado diurno de la Tierra. El viento solar viaja a una velocidad de entre 200 y 800 kilómetros por segundo (120 a 500 mi/s) y es desviado por el campo magnético terrestre , creando una cola magnética en el lado oscuro de la Tierra con un radio más de mil veces mayor que el del planeta. Galileo realizó observaciones cuando atravesó la cola magnética en el lado oscuro de la Tierra a una distancia de 56 000 kilómetros (35 000 mi) del planeta. La magnetosfera estaba bastante activa en ese momento, y Galileo detectó tormentas magnéticas y silbidos causados ​​por rayos. ^{[ 95 ] [ 96 ]}  

El NIMS se empleó para buscar nubes mesosféricas , que se creía que eran causadas por el metano liberado por procesos industriales. El vapor de agua en las nubes descompone el ozono en la atmósfera superior. Normalmente, estas nubes solo se observan en septiembre u octubre, pero Galileo pudo detectarlas en diciembre, lo que indica un posible daño a la capa de ozono de la Tierra . ^{[ 96 ]}

Carl Sagan, reflexionando sobre la posibilidad de detectar fácilmente vida en la Tierra desde el espacio , ideó una serie de experimentos a finales de la década de 1980 utilizando los instrumentos de teledetección de Galileo durante el primer sobrevuelo de la Tierra en diciembre de 1990. Tras la adquisición y el procesamiento de datos, Sagan publicó un artículo en Nature en 1993 detallando los resultados del experimento. Galileo había encontrado lo que ahora se conoce como los "criterios de Sagan para la vida". Estos incluían una fuerte absorción de luz en el extremo rojo del espectro visible (especialmente sobre los continentes ) por la clorofila en las plantas fotosintéticas; bandas de absorción de oxígeno molecular como resultado de la actividad vegetal; bandas infrarrojas causadas por aproximadamente 1 micromol por mol de metano (un gas que debe reponerse mediante actividad volcánica o biológica) en la atmósfera; y transmisiones de ondas de radio de banda estrecha moduladas, atípicas de cualquier fuente natural conocida. Los experimentos de Galileo fueron, por lo tanto, los primeros controles científicos en la incipiente ciencia de la teledetección astrobiológica . ^{[ 97 ]}

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  Mare Orientale en la Luna
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  Fotografía de Galileo del polo norte lunar
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  Mosaico en falso color realizado por Galileo que muestra variaciones compositivas de la superficie lunar.

En ruta hacia el segundo sobrevuelo de la Tierra asistido por gravedad de la sonda Galileo , la nave espacial sobrevoló el polo norte lunar el 8 de diciembre de 1992, a una altitud de 110 000 kilómetros (68 000 millas) . El polo norte ya había sido fotografiado anteriormente por la Mariner 10 en 1973, pero las cámaras de Galileo , con sus imágenes de 1,1 kilómetros (0,68 millas) por píxel , proporcionaron nueva información sobre una región que aún guardaba algunos misterios científicos. El espectrómetro infrarrojo analizó los minerales de la superficie y reveló que la región era más diversa mineralógicamente de lo esperado. Había evidencia de que la Luna había sido volcánicamente activa antes de lo que se pensaba originalmente, y el espectrómetro distinguió claramente diferentes flujos de lava en el Mare Serenitatis . Se observaron claramente áreas donde material rico en titanio había sido expulsado de chimeneas volcánicas, como la muestreada por el Apolo 17. ^{[ 98 ]}  

Durante el segundo sobrevuelo de la Tierra, se realizó otro experimento. Se evaluaron las comunicaciones ópticas en el espacio mediante la detección de pulsos de luz de potentes láseres con el CCD de Galileo . El experimento, denominado Experimento Óptico de Galileo o GOPEX, ^{[ 99 ]} utilizó dos sitios separados para enviar pulsos láser a la nave espacial, uno en el Observatorio de Table Mountain en California y el otro en el Campo Óptico Starfire en Nuevo México . El sitio de Table Mountain utilizó un láser Nd:YAG que operaba a una longitud de onda duplicada en frecuencia de 532 nm, con una frecuencia de repetición de 15 a 30 Hertz y una potencia de pulso de ancho completo a media altura (FWHM) en el rango de decenas de megavatios, que estaba acoplado a un telescopio reflector Cassegrain de 0,6 m (2,0 pies) para la transmisión a Galileo . El sitio del campo de Starfire utilizó una configuración similar con un telescopio transmisor más grande de 1,5 m (4,9 pies) . Las imágenes de larga exposición (~0,1 a 0,8 s) utilizando el filtro verde centrado de 560 nm de Galileo produjeron imágenes de la Tierra que muestran claramente los pulsos láser incluso a distancias de hasta 6 millones de km (3,7 millones de millas) . ^{[ 99 ]}            

Las condiciones meteorológicas adversas, las restricciones impuestas a las transmisiones láser por el Centro de Operaciones de Defensa Espacial de EE. UU. ( SPADOC ) y un error de apuntamiento causado por la incapacidad de la plataforma de escaneo de la nave espacial para cambiar de dirección y velocidad tan rápidamente como se esperaba (lo que impidió la detección del láser en todos los fotogramas con  tiempos de exposición inferiores a 400 ms) contribuyeron a una reducción en el número de detecciones exitosas de la transmisión láser a 48 de los 159 fotogramas totales tomados. ^{[ 99 ]} No obstante, el experimento se consideró un éxito rotundo y los datos adquiridos se utilizaron para diseñar enlaces descendentes láser para enviar grandes volúmenes de datos muy rápidamente desde la nave espacial a la Tierra. El esquema se estudió en 2004 para un enlace de datos con una futura nave espacial en órbita alrededor de Marte. ^{[ 100 ]} El 5 de diciembre de 2023, el experimento de Comunicaciones Ópticas del Espacio Profundo de la NASA en la nave espacial Psyche utilizó láseres infrarrojos para la comunicación bidireccional entre la Tierra y la nave espacial. ^{[ 101 ] [ 102 ]}

Dos meses después de entrar en el cinturón de asteroides , Galileo realizó el primer encuentro con un asteroide por una nave espacial. ^{[ 121 ]} Galileo pasó 951 Gaspra , un asteroide de tipo S , a una distancia de 1604 km (997 mi) a las 22:37 UTC del 29 de octubre de 1991, a una velocidad relativa de aproximadamente 8 kilómetros por segundo (5,0 mi/s) . ^{[ 83 ]} Se tomaron cincuenta y siete imágenes de Gaspra con el SSI, cubriendo aproximadamente el 80 por ciento del asteroide. ^{[ 122 ]} Sin el HGA, la tasa de bits era de solo unos 40 bit/s, por lo que una imagen tardaba hasta 60 horas en transmitirse de vuelta a la Tierra. El proyecto Galileo logró obtener 80 horas de tiempo de uso de la antena de 70 metros de Canberra entre el 7 y el 14 de noviembre de 1991, ^{[ 123 ]} pero la mayoría de las imágenes tomadas, incluidas las imágenes de baja resolución de una mayor parte de la superficie, no se transmitieron a la Tierra hasta noviembre de 1992. ^{[ 121 ]}    

Las imágenes revelaron un cuerpo irregular y craterizado, que medía aproximadamente 19 por 12 por 11 kilómetros (11,8 por 7,5 por 6,8 mi) . ^{[ 122 ]} Su forma no era notable para un asteroide de su tamaño. ^{[ 124 ]} Se tomaron mediciones utilizando el NIMS para indicar la composición y las propiedades físicas del asteroide. ^{[ 125 ]} Si bien Gaspra tiene muchos cráteres pequeños —más de 600 de ellos que varían en tamaño de 100 a 500 metros (330 a 1640 pies) — carece de grandes, lo que sugiere un origen relativamente reciente, ^{[ 121 ]} aunque es posible que algunas de las depresiones fueran cráteres erosionados. Se encontraron varias áreas planas relativamente planas, lo que sugiere que Gaspra se formó a partir de otro cuerpo por una colisión. ^{[ 124 ]} Las mediciones del viento solar en las proximidades del asteroide mostraron que cambiaba de dirección a unos cientos de kilómetros de Gaspra, lo que sugería que Gaspra podría tener un campo magnético, pero esto no era seguro. ^{[ 121 ]}  

Tras el segundo encuentro con la Tierra, Galileo realizó observaciones cercanas de otro asteroide, 243 Ida . Se realizó una ligera corrección de trayectoria para permitir esto el 26 de agosto de 1993. A cuatro horas del encuentro con Ida, Galileo abandonó espontáneamente la configuración de observación y reanudó su configuración de crucero. Los ingenieros pudieron corregir el problema y tener los instrumentos listos a las 16:52:04  UTC del 28 de agosto de 1993, cuando Galileo sobrevoló Ida a una distancia de 2410 km (1500 mi) . Se tomaron imágenes de alta resolución para crear un mosaico de color de un lado del asteroide, con la imagen de mayor resolución tomada a una distancia de 10 500 mi (16 900 km) . ^{[ 126 ]} Las mediciones se tomaron utilizando SSI y NIMS. ^{[ 127 ] [ 128 ]}    

La transmisión seguía limitada a la velocidad de datos de 40 bits/s disponible durante el sobrevuelo de Gaspra. A esa velocidad, se tardaban treinta horas en enviar cada uno de los cinco fotogramas. En septiembre, la línea de visión entre Galileo y la Tierra estaba cerca del Sol, por lo que solo hubo tiempo de enviar un mosaico antes de que el Sol lo bloqueara el 29 de septiembre de 1993; el resto de los mosaicos se transmitieron en febrero y marzo, después de que la Tierra hubiera dado la vuelta al Sol. La grabadora de cinta de Galileo se utilizó para almacenar las imágenes, pero también se requería espacio en la cinta para la misión principal a Júpiter. Se desarrolló una técnica mediante la cual solo se enviaban inicialmente fragmentos de imagen de dos o tres líneas de cada 330. De esta forma, se podía determinar si la imagen correspondía a 243 Ida o al espacio vacío. Finalmente, solo se pudo enviar a la Tierra aproximadamente el 16 por ciento de los datos SSI registrados. ^{[ 126 ] [ 129 ]}

Cuando la astrónoma Ann Harch examinó las imágenes el 17 de febrero de 1994, descubrió que Ida tenía una pequeña luna de aproximadamente 1,6 kilómetros (1 milla) de diámetro, que aparecía en 47 imágenes. ^{[ 126 ]} Se organizó un concurso entre los miembros del proyecto Galileo para seleccionar un nombre para la luna, que finalmente fue bautizada como Dactyl en honor a los legendarios Dáctilos , seres míticos que habitaban el Monte Ida , el accidente geográfico de Creta que da nombre al asteroide. Los cráteres de Dactyl recibieron nombres de dáctilos individuales. Las regiones de 243 Ida recibieron nombres de ciudades donde Johann Palisa , el descubridor de 243 Ida, realizó sus observaciones, mientras que las crestas de 243 Ida fueron nombradas en honor a miembros fallecidos del equipo Galileo . ^{[ 130 ] [ 131 ]} 

Dactyl fue la primera luna asteroide descubierta. Se suponía que las lunas de asteroides eran raras, pero el descubrimiento de Dactyl sugirió que, de hecho, podrían ser bastante comunes. A partir del análisis posterior de estos datos, Dactyl parecía ser un asteroide de tipo S , y espectralmente diferente de 243 Ida, aunque Ida también es un asteroide de tipo S. Se planteó la hipótesis de que ambos podrían haberse producido por la fragmentación de un cuerpo progenitor Koronis . ^{[ 127 ] [ 128 ]}

La misión principal de Galileo era un estudio de dos años del sistema joviano, pero el 26 de marzo de 1993, mientras se dirigía hacia Júpiter, los astrónomos Carolyn S. Shoemaker , Eugene M. Shoemaker y David H. Levy descubrieron fragmentos de un cometa que orbitaba Júpiter, los restos de un cometa que había pasado dentro del límite de Roche de Júpiter y había sido destrozado por las fuerzas de marea . Fue bautizado como Cometa Shoemaker-Levy 9. Los cálculos indicaron que chocaría contra el planeta en algún momento entre el 16 y el 24 de julio de 1994. Aunque Galileo aún se encontraba a 238 millones de kilómetros (148 millones de millas) de distancia, Júpiter tenía 66 píxeles de ancho en su cámara, y estaba perfectamente posicionado para observar este evento. Los telescopios terrestres tuvieron que esperar para ver los sitios del impacto a medida que giraban hacia el campo de visión, ya que ocurriría en el lado nocturno de Júpiter. ^{[ 132 ] [ 133 ]}  

En lugar de desintegrarse en la atmósfera de Júpiter como se esperaba, el primero de los 21 fragmentos del cometa impactó contra el planeta a unos 320 000 kilómetros por hora (200 000 mph) y explotó con una bola de fuego de 3000 kilómetros (1900 millas) de altura, fácilmente discernible para los telescopios terrestres a pesar de estar en el lado nocturno del planeta. El impacto dejó una serie de cicatrices oscuras en el planeta, algunas dos o tres veces más grandes que la Tierra, que persistieron durante semanas. Cuando Galileo observó un impacto en luz ultravioleta, las bolas de fuego duraron unos diez segundos, pero en el infrarrojo persistieron durante 90 segundos o más. Cuando un fragmento impactó contra el planeta, aumentó el brillo general de Júpiter en aproximadamente un 20 por ciento. El NIMS observó que un fragmento creó una bola de fuego de 7 kilómetros (4,3 millas) de diámetro que ardió a una temperatura de 8000 K (7700 °C; 14000 °F) , que era más caliente que la superficie del Sol. ^{[ 134 ] [ 135 ]}      

La sonda Galileo se separó del orbitador a las 03:07  UTC del 13 de julio de 1995, ^{[ 2 ]} cinco meses antes de su encuentro con el planeta el 7 de diciembre. ^{[ 136 ]} En ese momento, la nave espacial estaba a 83 millones de kilómetros (52 millones de millas) de Júpiter, pero a 664 millones de kilómetros (413 × 10 ^ ⁶ mi) de la Tierra, y la telemetría de la nave espacial, transmitida a la velocidad de la luz , tardó 37 minutos en llegar al JPL. Un pequeño cambio de frecuencia en la señal de radio indicó que la separación se había completado. El orbitador Galileo seguía en curso de colisión con Júpiter. Anteriormente, las correcciones de rumbo se habían realizado utilizando los doce propulsores de 10 newtons (2,2 lb _f ) , pero con la sonda en camino, el orbitador Galileo pudo encender su motor principal Messerschmitt-Bölkow-Blohm de 400 newtons (90 lb _f ) , que había estado cubierto por la sonda hasta entonces. A las 07:38 UTC del 27 de julio, se encendió por primera vez para colocar al orbitador Galileo en rumbo para entrar en órbita alrededor de Júpiter, desde donde actuaría como repetidor de comunicaciones para la sonda Galileo . La jefa de proyecto de la sonda Galileo , Marcie Smith, del Centro de Investigación Ames , confiaba en que los LGA podrían usarse como repetidores. El encendido duró cinco minutos y ocho segundos, y cambió la velocidad del orbitador Galileo en 61,9 metros por segundo (203 ft/s) . ^{[ 137 ] [ 138 ]}       

En agosto de 1995, la sonda Galileo se topó con una intensa tormenta de polvo a 63 millones de kilómetros (39 × 10⁶ ^millas ) de Júpiter , que tardó varios meses en atravesar. Normalmente, el detector de polvo de la nave espacial registraba una partícula cada tres días; en esta ocasión, detectó hasta 20 000 partículas diarias. La sonda Ulysses ya había detectado tormentas de polvo interplanetarias al pasar cerca de Júpiter tres años antes, durante su misión para estudiar las regiones polares del Sol, pero las encontradas por Galileo fueron mucho más intensas. Las partículas de polvo tenían un tamaño de entre 5 y 10 nm, similar al del humo del cigarrillo, y alcanzaban velocidades de entre 140 000 y 720 000 kilómetros por hora (90 000 y 450 000 mph), dependiendo de su tamaño. La existencia de estas tormentas de polvo fue una completa sorpresa para los científicos cuando Ulysses las detectó. Aunque los datos de Ulysses y Galileo sugerían que se originaron en algún lugar del sistema joviano, seguía siendo un misterio cómo se habían creado y cómo habían escapado de los fuertes campos gravitatorios y electromagnéticos de Júpiter . ^{[ 139 ] [ 140 ] [ 141 ]}    

El fallo de la antena de alta ganancia de Galileo significó que el almacenamiento de datos en la grabadora de cinta para su posterior compresión y reproducción era crucial para obtener información sustancial de los sobrevuelos de Júpiter y sus lunas. La grabadora de cinta digital de cuatro pistas y 114 megabytes fue fabricada por Odetics Corporation . ^{[ 142 ]} El 11 de octubre, se quedó atascada en modo de rebobinado durante 15 horas antes de que los ingenieros descubrieran lo sucedido y pudieran enviar comandos para apagarla. Aunque la grabadora en sí seguía funcionando, el fallo posiblemente dañó un tramo de cinta al final del carrete. Esta sección de cinta se declaró "fuera de los límites" para cualquier grabación de datos futura y se cubrió con 25 vueltas más de cinta para asegurar la sección y reducir cualquier tensión adicional que pudiera romperla. Debido a que ocurrió solo unas semanas antes de que Galileo entrara en órbita alrededor de Júpiter, la anomalía llevó a los ingenieros a sacrificar la adquisición de datos de casi todas las observaciones de Io y Europa durante la fase de inserción orbital para centrarse en grabar los datos enviados por la sonda atmosférica durante su descenso. ^{[ 143 ]}

Los magnetómetros del orbitador Galileo informaron que la nave espacial había encontrado la onda de choque frontal de la magnetosfera de Júpiter el 16 de noviembre de 1995, cuando se encontraba a 15 millones de kilómetros (9,3 millones de millas) de Júpiter. La onda de choque frontal se movía de un lado a otro en respuesta a las ráfagas del viento solar, y por lo tanto fue cruzada varias veces entre el 16 y el 26 de noviembre, momento en el que Galileo se encontraba a 9 millones de kilómetros (5,6 millones de millas) de Júpiter. ^{[ 144 ]}    

El 7 de diciembre de 1995, el orbitador llegó al sistema joviano. Ese día realizó un sobrevuelo de Europa de 32.500 kilómetros (20.200 millas) a las 11:09 UTC, y luego un sobrevuelo de Io de 890 kilómetros (550 millas) a las 15:46 UTC, utilizando la gravedad de Io para reducir su velocidad y así conservar combustible para su uso posterior en la misión. A las 19:54 realizó su máximo acercamiento a Júpiter. La electrónica del orbitador había sido fuertemente blindada contra la radiación, pero esta superó las expectativas y casi excedió los límites de diseño de la nave espacial. Uno de los sistemas de navegación falló, pero el de respaldo tomó el control. La mayoría de las naves espaciales robóticas responden a las fallas entrando en modo seguro y esperando nuevas instrucciones de la Tierra, pero esto no fue posible para Galileo durante la secuencia de llegada debido a la gran distancia y el consiguiente largo tiempo de respuesta. ^{[ 144 ]}  

La sonda de descenso se activó en respuesta a una alarma a las 16:00 UTC y comenzó a encender sus instrumentos. Pasó por los anillos de Júpiter y encontró un cinturón de radiación previamente no descubierto , diez veces más fuerte que el cinturón de radiación de Van Allen de la Tierra, a 50.000 kilómetros (31.000 millas) por encima de las cimas de las nubes de Júpiter. ^{[ 145 ] [ 146 ]} Se había predicho que la sonda pasaría por tres capas de nubes; una superior compuesta de partículas de hielo de amoníaco a una presión de 0,5 a 0,6 bares (7,3 a 8,7 psi) ; una intermedia de partículas de hielo de hidrosulfuro de amonio a una presión de 1,5 a 2 bares (22 a 29 psi) ; y una de vapor de agua a 4 a 5 bares (58 a 73 psi) . ^{[ 147 ]} La atmósfera a través de la cual descendió la sonda era mucho más densa y caliente de lo esperado. También se descubrió que Júpiter tenía solo la mitad de la cantidad de helio esperada y los datos no respaldaron la teoría de la estructura de nubes de tres capas: la sonda solo midió una capa de nubes significativa, a una presión de alrededor de 1,55 bares (22,5 psi) , pero con muchos indicios de áreas más pequeñas de mayor densidad de partículas a lo largo de toda su trayectoria. ^{[ 145 ]}     

La sonda de descenso entró en la atmósfera de Júpiter , definida para el propósito como estar a 450 kilómetros (280 millas) por encima del nivel de presión de 1 bar (15 psi) , ^{[ 148 ]} sin ningún frenado a las 22:04 UTC del 7 de diciembre de 1995. En ese momento se movía a 170 700 kilómetros por hora (106 100 mph) con respecto a Júpiter. ^{[ 149 ]} Esta fue, con mucho, la entrada atmosférica más difícil jamás intentada por ninguna nave espacial; la sonda tuvo que soportar una desaceleración máxima de 228 g ₀ (2240 ​​m/s ² ) . ^{[ 150 ] [ 151 ]} El rápido vuelo a través de la atmósfera produjo un plasma con una temperatura de aproximadamente 14 000 °C (25 200 °F) , y el escudo térmico de fenol de carbono de la sonda perdió más de la mitad de su masa, 80 kilogramos (180 lb) , durante el descenso. ^{[ 152 ] [ 153 ] [ 154 ]} Cuando la sonda pasó a través de las cimas de las nubes de Júpiter, comenzó a transmitir datos al orbitador, 215 000 kilómetros (134 000 mi) más arriba. ^{[ 155 ]} Los datos no se retransmitieron inmediatamente a la Tierra, pero se transmitió un solo bit desde el orbitador como notificación de que la señal de la sonda estaba siendo recibida y registrada, lo que luego tardaría días en transmitirse usando el LGA. ^{[ 146 ]}         

La sonda atmosférica desplegó su paracaídas de 2,5 metros (8,2 pies) cincuenta y tres segundos más tarde de lo previsto, lo que provocó una pequeña pérdida de lecturas de la atmósfera superior. Esto se atribuyó a problemas de cableado con un acelerómetro que determinaba cuándo comenzar la secuencia de despliegue del paracaídas. La sonda luego soltó su escudo térmico, que cayó en el interior de Júpiter. ^{[ 155 ] [ 156 ] [ 157 ] [ 158 ]} El paracaídas redujo la velocidad de la sonda a 430 kilómetros por hora (270 mph) . La señal de la sonda ya no fue detectada por el orbitador después de 61,4 minutos, a una elevación de 180 kilómetros (112 millas) por debajo de las cimas de las nubes y una presión de 23,0 bares (334 psi; 22,7 atm) . ^{[ 159 ]} Se creía que la sonda continuó cayendo a velocidad terminal , a medida que la temperatura aumentaba a 1700 °C (3090 °F) y la presión a 5100 bares (73 000 psi; 5000 atm) , destruyéndola. ^{[ 160 ]}       

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  Representación artística de la entrada de la sonda en la atmósfera de Júpiter.
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  Cronología de la entrada atmosférica de la sonda
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  Las nubes de Júpiter: resultados esperados y reales de la misión de la sonda atmosférica Galileo.

La sonda detectó menos relámpagos, menos agua, pero vientos más fuertes de lo esperado. Los científicos esperaban encontrar velocidades del viento de hasta 350 kilómetros por hora (220 mph) , pero se detectaron vientos de hasta 530 kilómetros por hora (330 mph) . Esto implicaba que los vientos no se producían por el calor generado por la luz solar (ya que Júpiter recibe menos luz solar que la Tierra) ni por la condensación del vapor de agua (las principales causas en la Tierra), sino que se debían a una fuente de calor interna. Ya se sabía que la atmósfera de Júpiter estaba compuesta principalmente de hidrógeno, pero las nubes de amoníaco y sulfuro de amonio eran mucho más delgadas de lo esperado, y no se detectaron nubes de vapor de agua. Esta fue la primera observación de nubes de amoníaco en la atmósfera de otro planeta. La atmósfera crea partículas de hielo de amoníaco a partir de material que asciende desde profundidades más bajas. ^{[ 161 ]}  

La atmósfera era más turbulenta de lo esperado. Las velocidades del viento en las capas más externas eran de 290 a 360 kilómetros por hora (180 a 220 mph) , en concordancia con mediciones previas desde lejos, pero esas velocidades del viento aumentaron drásticamente a niveles de presión de 1 a 4 bares (15 a 58 psi) , manteniéndose luego consistentemente altas en alrededor de 610 kilómetros por hora (170 m/s) . ^{[ 162 ]} La abundancia de nitrógeno , carbono y azufre era tres veces mayor que la del Sol, lo que planteaba la posibilidad de que se hubieran adquirido de otros cuerpos del sistema solar, ^{[ 163 ] [ 156 ]} pero la baja abundancia de agua puso en duda las teorías de que el agua de la Tierra se hubiera adquirido de cometas. ^{[ 164 ]}   

Hubo mucha menos actividad eléctrica de la esperada, apenas una décima parte de la actividad en la Tierra, pero esto era coherente con la falta de vapor de agua. Más sorprendente aún fue la alta abundancia de gases nobles ( argón , criptón y xenón ), con abundancias hasta tres veces mayores que las encontradas en el Sol. Para que Júpiter pudiera atrapar estos gases, habría tenido que ser mucho más frío que hoy, alrededor de −240 °C (−400 °F) , lo que sugiere que o bien Júpiter estuvo alguna vez mucho más lejos del Sol, o bien los restos interestelares a partir de los cuales se formó el sistema solar eran mucho más fríos de lo que se pensaba. ^{[ 165 ]}  

Con los datos de la sonda recopilados, la siguiente tarea del orbitador Galileo fue reducir su velocidad para evitar adentrarse en el sistema solar exterior. Una secuencia de encendido que comenzó a las 00:27 UTC del 8 de diciembre y duró 49 minutos redujo la velocidad de la nave espacial en 600 metros por segundo (2000 pies/s) y entró en una órbita de estacionamiento con un período orbital de 198 días. El orbitador Galileo se convirtió así en el primer satélite artificial de Júpiter. ^{[ 166 ] [ 167 ]} La mayor parte de su órbita inicial se dedicó a transmitir los datos de la sonda a la Tierra. Cuando el orbitador alcanzó su apogeo el 26 de marzo de 1996, el motor principal se encendió de nuevo para aumentar la órbita de cuatro veces el radio de Júpiter a diez veces. Para entonces, el orbitador había recibido la mitad de la radiación permitida en el plan de la misión, y la órbita más alta tenía como objetivo conservar los instrumentos el mayor tiempo posible limitando la exposición a la radiación. ^{[ 166 ]} 

La nave espacial viajó alrededor de Júpiter en elipses alargadas , cada órbita duraba aproximadamente dos meses. Las diferentes distancias a Júpiter que ofrecían estas órbitas permitieron a Galileo explorar distintas partes de la extensa magnetosfera del planeta . Las órbitas se diseñaron para realizar sobrevuelos cercanos de las lunas más grandes de Júpiter. Se ideó un sistema de nomenclatura para las órbitas: un código con la primera letra de la luna encontrada en esa órbita (o "J" si no se encontraba ninguna) más el número de órbita. ^{[ 168 ]}

Tras la conclusión de la misión principal el 7 de diciembre de 1997, la mayor parte del personal de la misión se marchó, incluido O'Neil, pero aproximadamente una quinta parte permaneció. El orbitador Galileo inició una misión extendida conocida como la Misión Galileo Europa (GEM), que se extendió hasta el 31 de diciembre de 1999. Esta fue una misión de bajo coste, con un presupuesto de 30 millones de dólares (equivalente a 54 millones de dólares en 2024 ). ^{[ 169 ]} La razón para llamarla misión "Europa" en lugar de misión "Extendida" fue política; aunque era un derroche desechar una nave espacial que aún era funcional y capaz de realizar una misión continua, el Congreso veía con malos ojos las solicitudes de más dinero para proyectos que ya habían sido financiados por completo. Esto se evitó mediante un cambio de nombre. ^{[ 170 ]}

El equipo GEM, más pequeño, no contaba con los recursos para afrontar los problemas, pero cuando surgían, podía convocar temporalmente a antiguos miembros para realizar esfuerzos intensivos en su resolución. La nave espacial realizó varios sobrevuelos de Europa , Calisto e Io . En cada uno, la nave espacial recopiló datos de solo dos días en lugar de los siete que había recopilado durante la misión principal. El entorno de radiación cerca de Io, al que Galileo se acercó a 201 kilómetros (125 millas) el 26 de noviembre de 1999, en la órbita I25, era muy perjudicial para los sistemas de Galileo , por lo que estos sobrevuelos se reservaron para la misión extendida , cuando la pérdida de la nave espacial sería más aceptable. ^{[ 169 ]} 

Para cuando GEM terminó, la mayor parte de la nave espacial estaba operando muy por encima de sus especificaciones de diseño originales, habiendo absorbido más de 600 kilorads entre 1995 y 2002, ^{[ 171 ]} tres veces la exposición a la radiación que había sido construida para soportar. Muchos de los instrumentos ya no operaban a su máximo rendimiento, pero aún eran funcionales, por lo que se autorizó una segunda extensión, la Misión Galileo del Milenio (GMM). Esta estaba destinada a durar hasta marzo de 2001, pero posteriormente se extendió hasta enero de 2003. GMM incluyó visitas de regreso a Europa, Io, Ganímedes y Calisto, y por primera vez a Amaltea . ^{[ 172 ]} El costo total de la misión Galileo original fue de aproximadamente US$1.39 mil millones (equivalente a $ 2 mil millones en 2024 ). De este, US$892 millones (equivalente a $ 1453 millones en 2024 ) se gastaron en el desarrollo de la nave espacial. ^{[ 2 ]} Otros 110 millones de dólares (equivalentes a 179 millones de dólares en 2024 ) fueron aportados por agencias internacionales. ^{[ 173 ]}

La más interna de las cuatro lunas galileanas, Io tiene aproximadamente el mismo tamaño que la Luna de la Tierra, con un radio medio de 1821,3 kilómetros (1131,7 millas) . Está en resonancia orbital con Ganímedes y Europa, y en rotación síncrona con Júpiter, por lo que, al igual que la Luna de la Tierra siempre tiene la misma cara hacia la Tierra, Io siempre tiene la misma cara hacia Júpiter. Sin embargo, tiene una órbita más rápida, con un período de rotación de 1,769 días. Como resultado, las fuerzas rotacionales y de marea en Io son 220 veces mayores que las de la Luna de la Tierra. ^{[ 174 ]} Estas fuerzas de fricción son suficientes para fundir rocas, creando volcanes y flujos de lava. Aunque solo tiene un tercio del tamaño de la Tierra, Io genera el doble de calor. Mientras que los eventos geológicos ocurren en la Tierra durante períodos de miles o incluso millones de años, los eventos cataclísmicos son comunes en Io. Se produjeron cambios visibles entre las órbitas de Galileo . La superficie colorida es una mezcla de compuestos de azufre rojos, blancos y amarillos. ^{[ 175 ]} 

Galileo sobrevoló Io, pero para proteger la grabadora, O'Neil decidió no tomar imágenes. Usar la cámara SSI implicaba operar la grabadora a alta velocidad, con paradas y arranques repentinos, mientras que los instrumentos de campos y partículas solo requerían que la grabadora funcionara continuamente a baja velocidad, y se creía que podía soportarlo. Esto fue un duro golpe para los científicos, algunos de los cuales habían esperado años por esta oportunidad. ^{[ 176 ]} No se programaron otros encuentros con Io durante la misión principal porque se temía que los altos niveles de radiación cerca de Júpiter dañaran la nave espacial. ^{[ 177 ]} Sin embargo, se obtuvo información valiosa; los datos Doppler utilizados para medir el campo gravitatorio de Io revelaron que Io tenía un núcleo de hierro fundido y sulfuro de hierro . ^{[ 174 ] [ 178 ]}

Otra oportunidad para observar Io surgió durante la Misión Galileo Europa (GEM), cuando Galileo sobrevoló Io en las órbitas I24 e I25, y volvería a visitar Io durante la Misión Galileo del Milenio (GMM) en las órbitas I27, I31, I32 e I33. ^{[ 179 ]} Cuando Galileo se acercaba a Io en I24 a las 11:09 UTC del 11 de octubre de 1999, entró en modo seguro. Aparentemente, los electrones de alta energía habían alterado un poco en un chip de memoria. Cuando entró en modo seguro, la nave espacial apagó todas las funciones no esenciales. Normalmente se tardaban de siete a diez días en diagnosticar y recuperarse de un incidente de modo seguro; esta vez el equipo del Proyecto Galileo en el JPL tenía diecinueve horas antes del encuentro con Io. Después de un esfuerzo frenético, lograron diagnosticar un problema que nunca antes se había visto y restaurar los sistemas de la nave espacial con solo dos horas de sobra. No todas las actividades planificadas pudieron llevarse a cabo, pero Galileo obtuvo una serie de imágenes en color de alta resolución de los centros de erupción volcánica de Pillan Patera , Zamama , Prometeo y Pele . ^{[ 180 ]}

Cuando Galileo se acercó nuevamente a Io en I25 a las 03:40 UTC del 26 de noviembre de 1999, el JPL estaba cenando en el Centro de Control de la Misión Galileo cuando, a solo cuatro horas del encuentro con Io, la nave espacial volvió a entrar en modo seguro. Esta vez, el problema se debió a un parche de software implementado para sacar a Galileo del modo seguro durante I24. Afortunadamente, la nave espacial no se había apagado tanto como en I24, y el equipo del JPL pudo volver a ponerla en línea. Durante I24 lo habían hecho con dos horas de sobra; esta vez, solo tenían tres minutos. No obstante, el sobrevuelo fue exitoso, y la cámara NIMS y SSI de Galileo capturó un volcán en erupción que generó una columna de lava de 32 kilómetros (20 millas) de largo, lo suficientemente grande y caliente como para haber sido detectada también por el Telescopio Infrarrojo de la NASA en la cima de Mauna Kea en Hawái . Si bien tales eventos eran más comunes y espectaculares en Io que en la Tierra, fue extremadamente fortuito haberlo capturado; el científico planetario Alfred McEwen estimó las probabilidades en 1 entre 500. ^{[ 181 ]} 

Los incidentes de modo seguro en I24 e I25 dejaron algunas lagunas en los datos, que I27 abordó. Esta vez, Galileo pasó 198 kilómetros (123 mi) sobre la superficie de Io. En ese momento, la nave espacial estaba casi a la distancia máxima de la Tierra, y había una conjunción solar , un período en el que el Sol bloqueó la línea de visión entre la Tierra y Júpiter. Como consecuencia, tres cuartas partes de las observaciones tuvieron que tomarse en un período de tres horas. Las imágenes de NIMS revelaron catorce volcanes activos en una región que se creía que contenía solo cuatro. Las imágenes de Loki Patera mostraron que en los cuatro meses y medio entre I24 e I27, unos 10 000 kilómetros cuadrados (3900 mi ) habían sido cubiertos por lava fresca. Una serie de observaciones de ultravioleta extremo (EUV) tuvo que cancelarse debido a otro evento de modo seguro. La exposición a la radiación causó un reinicio transitorio del bus , un error de hardware de la computadora que resultó en un evento de modo seguro. Un parche de software implementado después del encuentro con Europa en la órbita E19 prevenía este problema cuando la nave espacial se encontraba a menos de 15 radios de Júpiter del planeta, pero esta vez ocurrió a 29 radios de Júpiter. El evento del modo seguro también provocó una pérdida de tiempo de reproducción de la cinta, pero los directores del proyecto decidieron transferir algunos datos de Io a la órbita G28 y reproducirlos entonces. Esto limitó la cantidad de espacio de cinta disponible para ese encuentro con Ganímedes, pero los datos de Io se consideraron más valiosos. ^{[ 182 ]}   

El descubrimiento del núcleo de hierro de Io planteó la posibilidad de que tuviera un campo magnético. Los encuentros I24, I25 e I27 implicaron sobrevuelos sobre el ecuador de Io, lo que dificultó determinar si Io tenía su propio campo magnético o uno inducido por Júpiter. En consecuencia, en la órbita I31, Galileo pasó a 200 kilómetros (120 mi) de la superficie del polo norte de Io, y en la órbita I32 sobrevoló 181 kilómetros (112 mi) sobre el polo sur. ^{[ 183 ] [ 184 ]} Tras examinar los resultados del magnetómetro, la científica planetaria Margaret G. Kivelson anunció que Io no tenía un campo magnético intrínseco, lo que significaba que su núcleo de hierro fundido no tenía las mismas propiedades convectivas que la Tierra. ^{[ 185 ]}  

En la órbita I31, Galileo atravesó una zona que había estado en la columna de humo del volcán Tvashtar Paterae , y se esperaba poder tomar muestras de dicha columna. Esta vez, Tvashtar estaba tranquilo , pero la nave espacial sobrevoló la columna de humo de otro volcán, previamente desconocido, a 600 kilómetros (370 millas) de distancia. Lo que se había supuesto que era ceniza caliente de la erupción volcánica resultó ser copos de nieve de dióxido de azufre, cada uno compuesto por entre 15 y 20 moléculas agrupadas. ^{[ 183 ] [ 186 ] [ 187 ]} El regreso final de Galileo a Io en la órbita I33 se vio empañado por otro incidente en modo seguro, y gran parte de los datos esperados se perdieron. ^{[ 188 ]} 

Aunque la más pequeña de las cuatro lunas galileanas, con un radio de 1565 kilómetros (972 millas) , Europa es la sexta luna más grande del sistema solar. ^{[ 189 ]} Las observaciones desde la Tierra indicaron que estaba cubierta de hielo. ^{[ 190 ]} Al igual que Io, Europa está en rotación síncrona con Júpiter. Se encuentra en resonancia orbital con Io y Ganímedes, y su órbita de 85 horas es el doble que la de Io, pero la mitad que la de Ganímedes. Las conjunciones con Io siempre ocurren en el lado opuesto de Júpiter a las que ocurren con Ganímedes. ^{[ 191 ]} Por lo tanto, Europa está sujeta a efectos de marea. ^{[ 192 ]} No hay evidencia de vulcanismo como en Io, pero Galileo reveló que el hielo de la superficie estaba cubierto de grietas. ^{[ 193 ]} 

Se realizaron algunas observaciones de Europa durante las órbitas G1 y G2. En C3, Galileo realizó un encuentro "no dirigido" de Europa a 34.800 kilómetros (21.600 millas) , es decir, un sobrevuelo secundario a una distancia de hasta 100.000 kilómetros (62.000 millas) , el 6 de noviembre de 1996. Durante E4, del 15 al 22 de diciembre de 1996, Galileo sobrevoló Europa a 692 kilómetros (430 millas) , pero la transmisión de datos se vio obstaculizada por una ocultación solar que la bloqueó durante diez días. ^{[ 194 ]}   

Galileo regresó a Europa en E6 en enero de 1997, esta vez a una altura de 586 kilómetros (364 mi) , para analizar características ovaladas en los espectros infrarrojo y ultravioleta. Las ocultaciones de Europa, Io y Júpiter proporcionaron datos sobre sus perfiles atmosféricos, y se realizaron mediciones del campo gravitatorio de Europa. En E11 del 2 al 9 de noviembre de 1997, se recopilaron datos sobre la magnetosfera. ^{[ 194 ]} Debido a los problemas con el HGA, la misión principal solo obtuvo alrededor del dos por ciento del número previsto de imágenes de Europa. ^{[ 195 ]} En el GEM, las primeras ocho órbitas (E12 a E19) se dedicaron a Europa, y Galileo le hizo una visita final en E26 durante el GMM. ^{[ 196 ]} 

Las imágenes de Europa también mostraron pocos cráteres de impacto. Parecía improbable que hubiera escapado de los impactos de meteoritos y cometas que marcaron a Ganímedes y Calisto, por lo que esto indicaba que Europa tiene una geología activa que renueva la superficie y oblitera los cráteres. ^{[ 193 ] [ 189 ]} El astrónomo Clark Chapman argumentó que, suponiendo que un cráter de 20 kilómetros (12 millas) ocurre en Europa una vez cada millón de años, y dado que solo se han detectado unos veinte en Europa, la implicación es que la superficie debe tener solo unos 10 millones de años. ^{[ 197 ]} Con más datos disponibles, en 2003 un equipo dirigido por Kevin Zahle en el Centro de Investigación Ames de la NASA llegó a una cifra de 30 a 70 millones de años. ^{[ 198 ]} La flexión de marea de hasta 100 metros (330 pies) por día fue el culpable más probable. ^{[ 199 ]} Pero no todos los científicos estaban convencidos; Michael Carr, planetólogo del Servicio Geológico de Estados Unidos , argumentó que, por el contrario, la edad de la superficie de Europa era cercana a los mil millones de años. Comparó los cráteres de Ganímedes con los de la Luna y concluyó que los satélites de Júpiter no presentaban la misma cantidad de cráteres. ^{[ 200 ] [ 201 ]}  

La evidencia de renovación superficial sugería la posibilidad de una capa viscosa bajo la superficie de hielo caliente o agua líquida. Las observaciones del NIMS realizadas por Galileo indicaron que la superficie de Europa parecía contener sales a base de magnesio y sodio. Una fuente probable era la salmuera bajo la corteza de hielo. El magnetómetro proporcionó evidencia adicional, al informar que el campo magnético era inducido por Júpiter. Esto podría explicarse por la existencia de una capa esférica de material conductor como agua salada. Dado que la temperatura superficial en Europa era de -162 °C (-260 °F) , cualquier agua que atravesara el hielo superficial se congelaría instantáneamente. El calor necesario para mantener el agua en estado líquido no podía provenir del Sol, que a esa distancia tenía solo el 4 % de la intensidad que tenía en la Tierra, pero el hielo es un buen aislante, y el calor podría provenir de la flexión de las mareas. ^{[ 201 ] [ 202 ]} Galileo también aportó evidencia de que la corteza de Europa se había deslizado con el tiempo, moviéndose hacia el sur en el hemisferio que mira hacia Júpiter y hacia el norte en el lado opuesto. ^{[ 199 ] [ 203 ] [ 204 ]}  

Hubo un debate acalorado entre los científicos sobre el espesor de la corteza de hielo, y aquellos que presentaron resultados que indicaban que podría ser más delgada que los 20 a 30 kilómetros (12 a 19 millas) propuestos por los científicos acreditados del Equipo de Imágenes de Galileo enfrentaron intimidación, desprecio y reducción de oportunidades profesionales. ^{[ 205 ]} El Equipo de Imágenes de Galileo fue dirigido por Michael J. Belton del Observatorio Nacional de Kitt Peak . Los científicos que planificaron las secuencias de imágenes tenían el derecho exclusivo a la interpretación inicial de los datos de Galileo , la mayor parte de la cual fue realizada por sus estudiantes de investigación. ^{[ 206 ]} La comunidad científica no quería una repetición del incidente de Morabito de 1979, cuando Linda A. Morabito , una ingeniera del JPL que trabajaba en la Voyager 1 , descubrió el primer volcán extraterrestre activo en Io. ^{[ 207 ]} El Equipo de Imágenes controlaba la forma en que se presentaban los descubrimientos a la comunidad científica y al público a través de conferencias de prensa, artículos de conferencias y publicaciones. ^{[ 206 ]} 

Las observaciones del Telescopio Espacial Hubble en 1995 informaron que Europa tenía una delgada atmósfera de oxígeno. Esto fue confirmado por Galileo en seis experimentos en las órbitas E4 y E6 durante ocultaciones cuando Europa se encontraba entre Galileo y la Tierra. Esto permitió a Canberra y Goldstone investigar la ionosfera de Europa midiendo el grado de difracción del haz de radio por partículas cargadas. Esto indicó la presencia de iones de agua, que probablemente eran moléculas de agua desprendidas del hielo superficial e ionizadas posteriormente por el Sol o la magnetosfera joviana. La presencia de una ionosfera fue suficiente para deducir la existencia de una delgada atmósfera en Europa. ^{[ 208 ]}

El 11 de diciembre de 2013, la NASA informó, basándose en los resultados de la misión Galileo , la detección de « minerales arcillosos » (específicamente, filosilicatos ), a menudo asociados con materiales orgánicos , en la corteza helada de Europa . La presencia de estos minerales podría haber sido el resultado de una colisión con un asteroide o cometa . ^{[ 209 ]}

Ganímedes, la mayor de las lunas galileanas con un radio de 2620 kilómetros (1630 millas) , es más grande que la Luna de la Tierra, el planeta enano Plutón y el planeta Mercurio . ^{[ 210 ]} Es la mayor de las lunas del Sistema Solar que se caracterizan por grandes cantidades de hielo de agua, entre las que también se incluyen Titán , la luna de Saturno, y Tritón, la luna de Neptuno . Ganímedes tiene tres veces más agua en proporción a su masa que la Tierra. ^{[ 211 ]} 

Cuando Galileo entró en órbita joviana, lo hizo con una inclinación orbital respecto al ecuador joviano y, por lo tanto, en el plano orbital de las cuatro lunas galileanas. Para transferir la órbita conservando el propulsor, se realizaron dos maniobras de asistencia gravitatoria. En G1, se utilizó la gravedad de Ganímedes para reducir el período orbital de la nave de 210 a 72 días, lo que permitió más encuentros y sacó a Galileo de las regiones de radiación más intensa. En G2, se empleó la asistencia gravitatoria para colocarla en una órbita coplanar y permitir encuentros posteriores con Io, Europa y Calisto. ^{[ 210 ]}

Aunque el propósito principal de G1 y G2 era la navegación, no se perdió la oportunidad de hacer algunas observaciones. El experimento de ondas de plasma y el magnetómetro detectaron un campo magnético con una fuerza de aproximadamente 750 nanoteslas , más que suficiente para crear una magnetosfera separada dentro de la de Júpiter. ^{[ e ]} Esta fue la primera vez que se detectó un campo magnético en una luna contenida dentro de la magnetosfera de su planeta anfitrión. ^{[ 213 ] [ 214 ] [ 215 ]} Este descubrimiento llevó naturalmente a preguntas sobre su origen. La evidencia apuntaba a un núcleo y manto de hierro o sulfuro de hierro de 400 a 1300 kilómetros (250 a 810 mi) por debajo de la superficie, encerrado en hielo. Margaret Kivelson, la científica a cargo del experimento del magnetómetro, sostuvo que el campo magnético inducido requería un núcleo de hierro y especuló que se requería una capa conductora de electricidad, posiblemente un océano de salmuera a 200 kilómetros (120 mi) por debajo de la superficie. ^{[ 216 ] [ 217 ]}  

Galileo regresó a Ganímedes en las órbitas G7 y G9 en abril y mayo de 1997, y en G28 y G29 en mayo y diciembre de 2000 en el GMM. ^{[ 218 ]} Las imágenes de la superficie revelaron dos tipos de terreno: regiones oscuras con muchos cráteres y terreno acanalado . Las imágenes del surco de Arbela tomadas en G28 hicieron que Ganímedes se pareciera más a Europa, pero la flexión de marea no pudo proporcionar suficiente calor para mantener el agua en estado líquido en Ganímedes, aunque pudo haber contribuido. Una posibilidad fue la radiactividad, que podría proporcionar suficiente calor para que existiera agua líquida de 50 a 200 kilómetros (31 a 124 mi) por debajo de la superficie. ^{[ 217 ] [ 219 ]} Otra posibilidad fue el vulcanismo. El agua fangosa o el hielo que llegara a la superficie se congelaría rápidamente, creando áreas de una superficie relativamente lisa. ^{[ 220 ]} 

Calisto es la más externa de las lunas galileanas y la que presenta más cráteres, de hecho, la que más cráteres tiene de cualquier cuerpo del sistema solar. La acumulación de tantos cráteres debió tardar miles de millones de años, lo que llevó a los científicos a pensar que su superficie tenía hasta cuatro mil millones de años y proporcionó un registro de la actividad meteórica en el sistema solar. Galileo visitó Calisto en las órbitas C3, C9 y C10 durante la misión principal, y luego en las órbitas C20, C21, C22 y C23 durante la misión GEM. Cuando las cámaras observaron Calisto de cerca, se observó una desconcertante ausencia de pequeños cráteres. Las características de la superficie parecían haber sido erosionadas, lo que indicaba que habían estado sujetas a procesos geológicos activos. ^{[ 221 ] [ 222 ]}

El sobrevuelo de Galileo a Calisto en C3 marcó la primera vez que la Red del Espacio Profundo operó un enlace entre sus antenas en Canberra y Goldstone que les permitió funcionar como una gigantesca matriz , posibilitando así una mayor velocidad de transmisión de datos. Con la ayuda de la antena en Parkes, esto elevó el ancho de banda efectivo hasta 1000 bits por segundo. ^{[ 223 ]}

Los datos acumulados en C3 indicaron que Calisto tenía una composición homogénea, con elementos pesados ​​y ligeros entremezclados. Se estimó que estaba compuesta por un 60 por ciento de roca de silicato , hierro y sulfuro de hierro y un 40 por ciento de hielo de agua. ^{[ 224 ] [ 225 ]} Esto fue refutado por observaciones posteriores de radio Doppler en C9 y C10, que indicaron que la roca se había asentado hacia el núcleo y, por lo tanto, que Calisto sí tiene una estructura interna diferenciada, aunque no tanto como las otras lunas galileanas. ^{[ 221 ] [ 226 ]}

Las observaciones realizadas con el magnetómetro de Galileo indicaron que Calisto no tenía campo magnético propio y, por lo tanto, carecía de un núcleo de hierro como el de Ganímedes, pero sí tenía un campo inducido por la magnetosfera de Júpiter. Debido a que el hielo es un conductor demasiado débil para generar este efecto, apuntaba a la posibilidad de que Calisto, al igual que Europa y Ganímedes, pudiera tener un océano subterráneo de salmuera. [ ^{221 ] [ 227 ] Galileo} realizó su encuentro más cercano con Calisto en C30, cuando hizo un paso de 138 kilómetros (86 mi) sobre la superficie, durante el cual fotografió los cráteres Asgard , Valhalla y Bran. ^{[ 221 ]} Esto se utilizó para maniobras de asistencia gravitatoria para preparar los encuentros finales con Io en I31 e I32. ^{[ 228 ]} 

Aunque la misión principal de Galileo era explorar las lunas galileanas, también capturó imágenes de cuatro de las lunas interiores: Tebe , Adrastea , Amaltea y Metis . Estas imágenes solo eran posibles desde una nave espacial; para los telescopios terrestres, eran apenas puntos de luz . ^{[ 222 ]} Dos años de intensa radiación de Júpiter afectaron los sistemas de la nave espacial, y su suministro de combustible se estaba agotando a principios de la década de 2000. Las cámaras de Galileo fueron desactivadas el 17 de enero de 2002, tras haber sufrido daños irreparables por la radiación. ^{[ 229 ]}

Los ingenieros de la NASA lograron recuperar los componentes electrónicos dañados de la grabadora, y Galileo continuó enviando datos científicos hasta que fue desorbitada en 2003, realizando un último experimento científico: la medición de la masa de Amaltea mientras la nave espacial la sobrevolaba. Organizar esto fue complicado; para que fuera útil, Galileo tenía que volar a menos de 300 kilómetros (190 millas) de Amaltea, pero no tan cerca como para chocar con ella. Esto se complicó por su forma irregular, similar a una patata , de 146 por 262 kilómetros (91 por 163 millas) . Estaba en rotación síncrona, apuntando su eje mayor hacia Júpiter. Un sobrevuelo exitoso significaba saber en qué dirección apuntaba el asteroide en relación con Galileo en todo momento. ^{[ 230 ]}  

Galileo sobrevoló Amaltea el 5 de noviembre de 2002, durante su órbita número 34 , lo que permitió medir la masa de la luna al pasar a 160 km (99 mi) de su superficie . ^{[ 231 ]} Los resultados sorprendieron al equipo científico; revelaron que Amaltea tenía una masa de 2,08 × 10 ¹⁸ kilogramos (4,59 × 10 ¹⁸ lb) y, con un volumen de 2,43 × 10 ⁶ kilómetros cúbicos (5,8 × 10 ^{5 mi} cúbicas ) , tenía, por lo tanto, una densidad de 857 ± 99 kilogramos por metro cúbico, menor que la del agua. ^{[ 230 ] [ 232 ]}     

Un último descubrimiento tuvo lugar durante las dos últimas órbitas de la misión. Cuando la nave espacial pasó la órbita de Amaltea, el escáner estelar detectó destellos de luz inesperados que eran reflejos de entre siete y nueve lunas pequeñas. Ninguna de las lunas individuales fue avistada dos veces de forma fiable, por lo que no se pudieron determinar sus órbitas. Se cree que probablemente se trataba de restos eyectados de Amaltea que formaron un anillo tenue, y quizás temporal, alrededor de Júpiter. ^{[ 233 ]}

Anillos de Júpiter. La imagen superior, ampliada, muestra el halo de partículas de los anillos suspendidas por el potente campo electromagnético de Júpiter.

Luna interior Amaltea

Luna interior Tebe

El escáner estelar de Galileo era un pequeño telescopio óptico que proporcionaba una referencia de actitud absoluta, pero realizó varios descubrimientos científicos de forma fortuita. En la misión principal, se descubrió que el escáner estelar era capaz de detectar partículas de alta energía como señal de ruido. Estos datos se calibraron posteriormente para demostrar que las partículas eran predominantemente electrones de > 2 MeV (0,32 pJ ) atrapados en los cinturones magnéticos de Júpiter y liberados al Sistema de Datos Planetarios. ^{[ 234 ]}  

Un segundo descubrimiento tuvo lugar en el año 2000. El escáner estelar observaba un conjunto de estrellas que incluía a Delta Velorum , una estrella de segunda magnitud . En un momento dado, esta estrella se atenuó durante 8 horas por debajo del umbral de detección del escáner. El análisis posterior de los datos de Galileo y el trabajo de astrónomos aficionados y profesionales demostraron que Delta Velorum es la binaria eclipsante más brillante conocida , más brillante en su máximo que Algol . Tiene un período primario de 45 días y la atenuación es apenas visible a simple vista. ^{[ 235 ]}

El entorno de radiación excepcionalmente hostil de Júpiter provocó más de 20 anomalías durante la misión de Galileo , además de los incidentes que se detallan a continuación. A pesar de haber superado su límite de radiación de diseño por al menos un factor de tres, la nave espacial sobrevivió a todas estas anomalías. Finalmente se encontraron soluciones para todos estos problemas, y Galileo nunca quedó completamente inoperativa debido a la radiación de Júpiter. Los límites de radiación para las computadoras de Galileo se basaron en los datos enviados por las sondas Pioneer 10 y Pioneer 11 , ya que gran parte del trabajo de diseño estaba en marcha antes de que las dos Voyager llegaran a Júpiter en 1979. ^{[ 236 ]}

Un efecto típico de la radiación fue que varios de los instrumentos científicos sufrieron un aumento del ruido cuando se encontraban a unos 700 000 km (430 000 millas) de Júpiter. La cámara SSI comenzó a producir imágenes totalmente blancas cuando la nave espacial fue impactada por la excepcional eyección de masa coronal del Día de la Bastilla en 2000, y volvió a hacerlo en posteriores aproximaciones cercanas a Júpiter. ^{[ 237 ]} El cristal de cuarzo utilizado como referencia de frecuencia para la radio sufrió desplazamientos de frecuencia permanentes con cada aproximación a Júpiter. ^{[ 238 ]} Un detector de espín falló y la salida del giroscopio de la nave espacial se vio afectada por el entorno de radiación. ^{[ 239 ]}  

Los efectos más graves de la radiación fueron fugas de corriente en algún punto del bus de alimentación de la nave espacial, muy probablemente a través de las escobillas de un cojinete de giro que conecta las secciones del rotor y el estator del orbitador. Estas fugas de corriente provocaron un reinicio del ordenador de a bordo y lo hicieron entrar en modo seguro. Los reinicios ocurrieron cuando la nave espacial se encontraba cerca de Júpiter o en la región del espacio magnéticamente aguas abajo de Júpiter. En abril de 1999 se realizó una modificación del software que permitió al ordenador de a bordo detectar estos reinicios y recuperarse de forma autónoma, evitando así el modo seguro. ^{[ 240 ]}

El mantenimiento rutinario de la grabadora consistía en enrollar la cinta hasta la mitad y volver a enrollarla para evitar que se atascara. ^{[ 241 ]} En noviembre de 2002, tras la finalización del único encuentro de la misión con Amaltea, la luna de Júpiter, Galileo volvió a sufrir problemas con la reproducción de la grabadora . Aproximadamente 10 minutos después del sobrevuelo de Amaltea más cercano, Galileo dejó de recopilar datos, apagó todos sus instrumentos y entró en modo seguro, aparentemente como resultado de la exposición al intenso entorno de radiación de Júpiter. Aunque la mayor parte de los datos de Amaltea ya se habían grabado en cinta, se descubrió que la grabadora se negaba a responder a las órdenes de reproducción. ^{[ 242 ]}

Tras semanas de solucionar problemas en una unidad de repuesto idéntica a la grabadora, se determinó que la causa del mal funcionamiento era una reducción en la emisión de luz de tres diodos emisores de luz (LED) infrarrojos Optek OP133 ubicados en la electrónica de control de la rueda codificadora del motor de la grabadora . Los LED de arseniuro de galio habían sido particularmente sensibles a los defectos de desplazamiento de la red atómica inducidos por la irradiación de protones , lo que disminuyó considerablemente su emisión de luz efectiva y provocó que la electrónica del motor de control creyera erróneamente que la rueda codificadora del motor estaba mal posicionada. ^{[ 243 ]}

El equipo de vuelo de Galileo inició entonces una serie de sesiones de " recocido ", en las que se hacía pasar corriente a través de los LED durante horas para calentarlos hasta un punto en el que algunos de los defectos de la red cristalina se recolocaban, aumentando así la emisión de luz de los LED. Tras unas 100 horas de recocido y ciclos de reproducción, la grabadora pudo funcionar hasta una hora seguida. Después de muchos ciclos posteriores de reproducción y enfriamiento, se logró transmitir con éxito a la Tierra todos los datos registrados del sobrevuelo de Amaltea. ^{[ 244 ]}

Cuando a principios de la década de 1960 se consideraba la exploración de Marte, Carl Sagan y Sidney Coleman publicaron un artículo sobre la contaminación del planeta rojo. Para que los científicos pudieran determinar si existían formas de vida autóctonas antes de que el planeta se contaminara con microorganismos terrestres, propusieron que las misiones espaciales tuvieran como objetivo una probabilidad del 99,9 % de que no se produjera dicha contaminación. Esta cifra fue adoptada por el Comité de Investigación Espacial (COSPAR) del Consejo Internacional de Uniones Científicas en 1964 y, posteriormente, se aplicó a todas las sondas planetarias. ^{[ 245 ]}

El peligro se puso de manifiesto en 1969, cuando los astronautas del Apolo 12 devolvieron componentes de la nave espacial Surveyor 3 , que había aterrizado en la Luna tres años antes, y se descubrió que los microbios seguían siendo viables incluso después de tres años en ese clima extremo. Una alternativa era la Directiva Primaria , una filosofía de no interferencia con formas de vida extraterrestres enunciada por la serie original de Star Trek, que priorizaba los intereses de las formas de vida sobre los de los científicos. Dada la (ciertamente escasa) posibilidad de vida en Europa, los científicos Richard Greenberg y Randall Tufts propusieron que se estableciera un nuevo estándar que no superara la probabilidad de contaminación que podría producirse naturalmente por meteoritos. ^{[ 245 ]}

Galileo no había sido esterilizada antes del lanzamiento y podría haber transportado bacterias de la Tierra. Por lo tanto, se formuló un plan para enviar la sonda directamente a Júpiter, en un choque intencional para eliminar la posibilidad de un impacto con las lunas de Júpiter, particularmente Europa, y evitar una contaminación frontal . El 14 de abril de 2003, el orbitador Galileo alcanzó su mayor distancia orbital de Júpiter en toda la misión desde la inserción orbital, 26 millones de km (16 millones de millas) , antes de precipitarse de regreso hacia el gigante gaseoso para su impacto final. ^{[ 246 ]} Al completar J35, su órbita final alrededor del sistema joviano, Galileo impactó Júpiter en la oscuridad justo al sur del ecuador el 21 de septiembre de 2003, a las 18:57 UTC. Su velocidad de impacto fue de aproximadamente 48 km/s (30 millas/s) . ^{[ 1 ] [ 247 ]}       

1. La composición de Júpiter difiere de la del Sol, lo que indica que Júpiter ha evolucionado desde la formación del Sistema Solar. ^{[ 161 ] [ 248 ]}
2. Galileo realizó la primera observación de nubes de amoníaco en la atmósfera de otro planeta. La atmósfera crea partículas de hielo de amoníaco a partir de material que asciende desde profundidades inferiores. ^{[ 161 ]}
3. Se confirmó que Io presenta una intensa actividad volcánica, cien veces mayor que la de la Tierra. El calor y la frecuencia de las erupciones recuerdan a la Tierra primitiva. ^{[ 161 ] [ 248 ]}
4. Las complejas interacciones del plasma en la atmósfera de Io crean inmensas corrientes eléctricas que se acoplan a la atmósfera de Júpiter. ^{[ 161 ] [ 248 ]}
5. Varias líneas de evidencia de Galileo respaldan la teoría de que existen océanos líquidos bajo la superficie helada de Europa. ^{[ 161 ] [ 248 ]}
6. Ganímedes posee su propio campo magnético sustancial; es el primer satélite conocido que lo posee. ^{[ 161 ] [ 248 ]}
7. Los datos magnéticos de Galileo proporcionaron evidencia de que Europa, Ganímedes y Calisto tienen una capa de agua salada líquida bajo la superficie visible. ^{[ 161 ]}
8. Existe evidencia de que Europa, Ganímedes y Calisto tienen una capa atmosférica delgada conocida como " exosfera ligada a la superficie ". ^{[ 161 ] [ 248 ]}
9. El sistema de anillos de Júpiter se forma por el polvo levantado cuando los meteoroides interplanetarios chocan contra las cuatro pequeñas lunas interiores del planeta . El anillo más externo en realidad son dos anillos, uno incrustado en el otro. Probablemente también exista un anillo separado a lo largo de la órbita de Amaltea . ^{[ 161 ] [ 248 ]}
10. La nave espacial Galileo identificó la estructura global y la dinámica de la magnetosfera de un planeta gigante . ^{[ 161 ]}

La siguiente misión en orbitar Júpiter fue la nave espacial Juno de la NASA , lanzada el 5 de agosto de 2011, que entró en órbita joviana el 4 de julio de 2016. Aunque estaba prevista para una misión de dos años, seguía activa en 2024 y se esperaba que continuara hasta septiembre de 2025. ^{[ 251 ] [ 252 ] [ 253 ]} Juno proporcionó las primeras imágenes del polo norte de Júpiter y nuevos conocimientos sobre las auroras, el campo magnético y la atmósfera de Júpiter. ^{[ 254 ]} La información recopilada sobre los relámpagos jovianos impulsó la revisión de teorías anteriores, ^{[ 255 ]} y el análisis de la frecuencia de los impactos de polvo interplanetario (principalmente en la parte posterior de los paneles solares), a medida que Juno pasaba entre la Tierra y el cinturón de asteroides, indicó que este polvo proviene de Marte , en lugar de cometas o asteroides, como se pensaba anteriormente. ^{[ 256 ]}

La Agencia Espacial Europea planea regresar al sistema joviano con el Explorador de Lunas Heladas de Júpiter (JUICE). ^{[ 257 ]} Este fue lanzado desde el Puerto Espacial Europeo en la Guayana Francesa el 14 de abril de 2023 y se espera que llegue a Júpiter en julio de 2031. ^{[ 258 ] [ 259 ]}

Incluso antes de que concluyera Galileo , la NASA consideró el Europa Orbiter , ^{[ 260 ]} pero fue cancelado en 2002. ^{[ 261 ]} Luego se estudió una versión de menor costo, lo que llevó a la aprobación de Europa Clipper en 2015. ^{[ 262 ]} Esta misión se lanzó desde el Centro Espacial Kennedy el 14 de octubre de 2024 y se espera que llegue a Júpiter en abril de 2030. ^{[ 263 ]}

Un módulo de aterrizaje , llamado simplemente Europa Lander, fue evaluado por el Laboratorio de Propulsión a Chorro. ^{[ 264 ]} A partir de 2024, esta misión sigue siendo un concepto, aunque se liberaron algunos fondos para el desarrollo y la maduración del instrumento. ^{[ 265 ]}