Najboljše fotografije Cassinija. Zadnje ure sonde Cassini (15 fotografij)

Del vesoljskega programa Cassini-Huygens. Uveden 15. oktobra 1997.

Naloge

  • Raziskovanje Saturna
  • Raziskovanje Saturnovih prstanov
  • Študija Saturnovih lun
  • Dostava pristajalne naprave Huygens na Titan

Oblikovanje

Možnosti
  • Teža ob izstrelitvi - 5710 kg, vključno s 320 kg sonde Huygens, 336 kg znanstvenih instrumentov in 3130 kg goriva.
  • Mere postaje so 6,7 m višine in 4 m širine.

Naprava je opremljena z dvema glavnima reaktivnima motorjema s potiskom 445 Newtonov (v primeru okvare se motor podvoji). Cassini je opremljen tudi s 16 potisnimi motorji, ki se uporabljajo za stabilizacijo vozila in med majhnimi orbitalnimi manevri.

Instrumentacija naprave

Orbitalna enota Cassini nosi 12 znanstvenih instrumentov.

Jedrski termoelektrični generator

Zaradi velike oddaljenosti Saturna od Sonca je nemogoče uporabiti sončno svetlobo kot vir energije za napravo. Zato Cassini prejema energijo iz radioizotopskega termoelektričnega generatorja (RTG), ki za proizvodnjo električne energije uporablja plutonij (v tem primeru plutonijev oksid), pri čemer vsak porabi 11 kilogramov plutonija-238 (skupaj 32,8 kilograma plutonija). Takšni generatorji so že bili uporabljeni za napajanje drugih naprav, zlasti Galilea in Ulyssesa, in so zasnovani za zelo dolgo življenjsko dobo.

Ob koncu uporabe leta 2011 je RTG, nameščen na Cassiniju, lahko proizvedel 628 vatov.

Računalnik

Naprava vsebuje impresivno računalniško strojno opremo. Pravzaprav je vsak znanstveni instrument opremljen z lastnim mikroračunalnikom, vsi inženirski sistemi pa z dvema (za večjo zanesljivost). Glavni računalnik je GVSC 1750A proizvajalca IBM. Računalnik je zasnovan za uporabo v letalstvu in je že dokazal svojo visoko zanesljivost v ekstremnih pogojih delovanja. Računalniški sistem ima večstopenjski sistem zaščite pred napakami in okvarami. Znanstvene in storitvene informacije se shranjujejo z bliskovnim pomnilnikom, ki nima gibljivih delov (prejšnje naprave so uporabljale magnetni trak).

Polet

Leta 2008 je NASA misijo Cassini podaljšala do leta 2010. Konec septembra 2010 je Cassini začel novo fazo svoje misije, imenovano Solsticij: delovanje naprave je bilo podaljšano do leta 2017, sama sonda pa bo znanstvenikom omogočila, da podrobno preučijo celotno sezonsko obdobje Saturna za prvič. Naprava čaka na več dodatnih pristopov z Enceladusom, pa tudi z drugimi sateliti plinskega velikana.

Končna faza življenjske dobe vesoljskega plovila (imenovana "Grand Finale" na podlagi glasovanja med obiskovalci Nasinega spletnega mesta) se bo začela konec leta 2016. Cassini bo izvedel vrsto potencialno nevarnih manevrov, ki bodo astronomom omogočili pogled na Saturn in njegove lune iz novih zornih kotov. V finalu je načrtovano trčenje Cassinija s Saturnom in zbiranje edinstvenih podatkov o strukturi in fizikalnih lastnostih plasti njegove atmosfere.

Glej tudi

Napišite recenzijo članka "Cassini (vesoljsko plovilo)"

Opombe

Povezave

  • // "Okoli sveta"
  • d/f (BBC, 2005)

Odlomek, ki označuje Cassini (vesoljsko plovilo)

"In opozoriti moram, vaša ekscelenca," je nadaljeval in se spominjal pogovora Dolohova s ​​Kutuzovom in njegovega zadnjega srečanja z degradiranim, "da je rednik, degradirani Dolohov, pred mojimi očmi ujel francoskega častnika in se posebej odlikoval."
»Tukaj sem videl, vaša ekscelenca, napad pavlogradcev,« se je vmešal Žerkov in se nelagodno ozrl okoli sebe, ki huzarjev tisti dan sploh ni videl, ampak je o njih slišal le od pehotnega častnika. - Zdrobili so dva polja, vaša ekscelenca.
Ob Žerkovih besedah ​​so se nekateri nasmehnili, saj so od njega kot vedno pričakovali šalo; toda ko so opazili, da se to, kar govori, nagiba tudi k slavi našega orožja in današnjega časa, so dobili resen izraz, čeprav so mnogi dobro vedeli, da je bilo to, kar je rekel Žerkov, laž, na nič utemeljena. Princ Bagration se je obrnil k staremu polkovniku.
– Hvala vsem, gospodje, vse enote so delovale junaško: pehota, konjenica in topništvo. Kako sta dve puški ostali na sredini? – je vprašal in iskal nekoga z očmi. (Za orožje na levem boku knez Bagration ni spraševal; vedel je že, da so tam vse orožje zapuščeno na samem začetku zadeve.) »Mislim, da sem vas vprašal,« se je obrnil k dežurnemu častniku na sedež.
»Enega so zadeli,« je odgovoril dežurni, »drugega pa ne razumem; Sam sem bil ves čas zraven in ukazoval in se kar odpeljal ... Res je bilo vroče,« je skromno dodal.
Nekdo je rekel, da tu blizu vasi stoji stotnik Tušin in da so že poslali ponj.
"Da, tam ste bili," je rekel princ Bagration in se obrnil k princu Andreju.
"No, nekaj časa se nisva preselila skupaj," je rekel dežurni in se prijetno nasmehnil Bolkonskemu.
"Nisem te imel veselja videti," je hladno in nenadoma rekel princ Andrej.
Vsi so molčali. Tušin se je pojavil na pragu in se plašno prebil izza generalov. Ko je hodil okoli generalov v tesni koči, osramočen, kot vedno, ob pogledu na svoje nadrejene, Tušin ni opazil droga zastave in se je spotaknil ob njega. Več glasov se je smejalo.
– Kako je bilo orožje zapuščeno? « je vprašal Bagration in se namrščil ne toliko proti kapitanu kot tistim, ki so se smejali, med katerimi se je najglasneje slišal Žerkovljev glas.
Tušin je šele zdaj, ob pogledu na mogočne oblasti, z vso grozo predstavljal svojo krivdo in sramoto zaradi dejstva, da je, ko je ostal živ, izgubil dve puški. Bil je tako navdušen, da do tistega trenutka ni imel časa razmišljati o tem. Smeh oficirjev ga je še bolj zmedel. Stal je pred Bagrationom s tresočo spodnjo čeljustjo in komaj rekel:
– Ne vem ... Vaša ekscelenca ... ni bilo ljudi, vaša ekscelenca.
– Lahko bi ga vzel s pokrova!
Tušin ni rekel, da ni bilo pokrova, čeprav je bila to absolutna resnica. Bal se je razočarati drugega šefa in je tiho, z nepremičnimi očmi pogledal naravnost v Bagrationov obraz, kot zmeden študent gleda v oči izpraševalca.
Tišina je bila precej dolga. Princ Bagration, ki očitno ni želel biti strog, ni imel ničesar povedati; ostali si niso upali poseči v pogovor. Princ Andrej je pogledal Tušina izpod obrvi in ​​njegovi prsti so se živčno premikali.
"Vaša ekscelenca," je princ Andrej prekinil tišino s svojim rezkim glasom, "izvolili ste me poslati v baterijo kapitana Tušina." Bil sem tam in našel dve tretjini pobitih mož in konj, dve pokvarjeni puški in nobenega kritja.
Princ Bagration in Tušin sta zdaj enako trmasto pogledala Bolkonskega, ki je govoril zadržano in navdušeno.
"In če mi, vaša ekscelenca, dovolite, da izrazim svoje mnenje," je nadaljeval, "potem uspeh dneva dolgujemo predvsem delovanju te baterije in junaški moči stotnika Tušina in njegove čete," je dejal princ. Andreja in, ne da bi čakal na odgovor, takoj vstal in odšel od mize.
Princ Bagration je pogledal Tušina in, očitno ne da bi pokazal nezaupanje do ostre presoje Bolkonskega, hkrati pa se je počutil, da mu ne more popolnoma verjeti, sklonil glavo in rekel Tušinu, da lahko gre. Princ Andrej mu je sledil.
»Hvala, pomagal sem ti, dragi moj,« mu je rekel Tušin.
Princ Andrej je pogledal Tušina in brez besed odšel od njega. Princ Andrej je bil žalosten in trd. Vse je bilo tako nenavadno, tako drugače od tega, kar je upal.

»Kdo so? Zakaj so? Kaj potrebujejo? In kdaj bo vsega tega konec? je pomislil Rostov in gledal spreminjajoče se sence pred seboj. Bolečina v roki je postajala vedno bolj neznosna. Spanec je nezadržno padal, v očeh so mi skakali rdeči kolobarji in vtis teh glasov in teh obrazov in občutek osamljenosti sta se zlila z občutkom bolečine. Oni so bili, ti vojaki, ranjeni in neranjeni, - oni so bili tisti, ki so pritiskali in obteževali in izvijali žile in žgali meso v njegovi zlomljeni roki in rami. Da bi se jih znebil, je zaprl oči.
Za minuto je pozabil nase, toda v tem kratkem obdobju pozabe je v sanjah videl nešteto predmetov: videl je svojo mamo in njeno veliko belo roko, videl je Sonjina tanka ramena, Natašine oči in smeh ter Denisova z njegovim glasom in brki. , in Telyanin ter vsa njegova zgodba s Telyaninom in Bogdanichem. Vsa ta zgodba je bila ena in ista stvar: ta vojak z rezkim glasom in vsa ta zgodba in ta vojak ga je tako boleče, neusmiljeno držal, pritiskal in vse vlekel za roko v eno smer. Poskušal se je odmakniti od njih, a niso izpustili njegove rame, niti za las, niti za sekundo. Ne bi škodilo, bilo bi zdravo, če bi ga ne vlekli; vendar se jih je bilo nemogoče znebiti.
Odprl je oči in pogledal navzgor. Črna krošnja noči je visela za aršin nad svetlobo žerjavice. V tej svetlobi so leteli delci padajočega snega. Tušin se ni vrnil, zdravnik ni prišel. Bil je sam, le neki vojak je sedaj gol sedel na drugi strani ognja in grel njegovo suho rumeno telo.
»Nihče me ne potrebuje! - je pomislil Rostov. - Nikogar ni, ki bi mu pomagal ali se mu smilil. Toda nekoč sem bil doma, močan, vesel, ljubljen.« « Zavzdihnil je in nehote zastokal z vzdihom.
- Oh, kaj boli? - je vprašal vojak, stresajoč srajco nad ogenj, in, ne da bi čakal na odgovor, zagodrnjal in dodal: - Nikoli ne veš, koliko ljudi je bilo razvajenih v enem dnevu - strast!
Rostov ni poslušal vojaka. Gledal je snežinke, ki so plapolale nad ognjem, in se spominjal ruske zime s toplo, svetlo hišo, puhastim krznenim plaščem, hitrimi sanmi, zdravim telesom in z vso ljubeznijo in skrbjo svoje družine. "In zakaj sem prišel sem!" je pomislil.

Pred devetimi leti 14. januar 2005, je pristajalnik Huygens, ki se je ločil od medplanetarne vesoljske postaje Cassini, pristal na površju Titana, največje Saturnove lune.

Dokler se baterije na krovu niso popolnoma izpraznile, se je nadaljevalo aktivno raziskovalno delo, ki se je začelo med padalskim spustom Huygensa in naprej po planetu, z eno besedo, popoln uspeh misije, ki je trajala skoraj 8 let!

Odprava je bila skupni projekt ameriške Nase, Evropske vesoljske agencije (ESA) in Italijanske vesoljske agencije. Vsaka agencija je vzpostavila obsežno znanstveno in tehnično sodelovanje za razvoj in ustvarjanje vesoljskih plovil in njihovih sistemov na krovu. Projekt je zamujal za 3,3 milijarde dolarjev.

Postaja Cassini, sestavljena s snemljivim aparatom Huygens in polna goriva z vsemi vrstami goriva, je imela maso okoli 6 ton, ki je dosegla 10 m katerih prisotnost na krovu vesoljskega plovila je povzročila številne zelene proteste v ZDA in Evropi.

Danes je čas, da se spomnimo faz tega impresivnega projekta in tistih neverjetnih odkritij, ki jih dolgujemo predvsem ustvarjalcem avtomatskega krmilnega kompleksa Cassini-Huygens, ki je pokazal filigransko tehniko pilotiranja na razdalji več kot svetlobno uro od Zemlje. Primeri in ljudje.

Izvedba tako obsežnega projekta, kjer je bilo poleg številnih tehničnih težav treba rešiti še veliko kompleksnih organizacijskih vprašanj, bi bila nemogoča brez sodelovanja nadarjenih organizatorjev, ki so prevzeli ogromno odgovornost. Postali so: Vodja projekta Cassini Robert Mitchell

iz Nasinega Laboratorija za reaktivni pogon. Znanstveni direktor projekta Cassini iz Nase.

Dennis Matson Vodil je projekt Huygens Jean-Pierre Lebreton

iz Evropske vesoljske agencije. Omenil bi še enega ključnega udeleženca programa. zdravnik Carolyn Porco

Zahvaljujoč značilnostim opreme (kamere lahko ločijo objekt velikosti 2,4 cm na razdalji do 4 km) smo se lahko dobesedno znašli v bližini Saturna. Kot je nekoč dejala sama Carolyn Porco: »Smo oči Cassinija ... Lastnosti naše opreme nam omogočajo, da prenesemo občutek avanture. Učinek prisotnosti je bil nad pričakovanji. Zaradi vsega tega se počutim nekoliko kot Steven Spielberg."

“Tam in nazaj”: Zemlja-Venera-Zemlja in naprej... Kompleks Cassini-Huygens je bil v orbito okoli Zemlje izstreljen 15. oktobra 1997 z nosilno raketo Titan-IVB, ki je bila zadnja v zgodovini teh nosilcev. Zavrnitev nadaljnje uporabe raket te vrste je bila v veliki meri posledica visoke toksičnosti uporabljenega goriva (hidrazin-heptil) in izjemno visokih stroškov (400 milijonov dolarjev brez stroškov tovora). Po dodatnem pospeševanju se je vesoljska postaja odpravila ... ne, ne proti Saturnu, ampak v čisto drugo smer - proti Soncu.


26. aprila 1998 se je Cassini približal Veneri na razdaljo, ki ji je omogočila izvedbo pospeševalnega gravitacijskega manevra v njenem gravitacijskem polju, in ta manever je bil uspešno zaključen. Postaja je 24. junija 1999 ponovno izvedla isti "trik" blizu Venere, nato pa se je, ko je pridobila zahtevano hitrost in "prihranila" pogojnih 68 ton goriva, odpravila nazaj na Zemljo.

V bližini Zemlje 18. avgusta 1999 je Cassini izvedel še en gravitacijski manever, po katerem je določil smer proti Jupitru, ki se mu je postaja približala sredi leta 2000. Ko je opravil še en pospeševalni manever v gravitacijskem polju Jupe, je Cassini odšel do izračunane točke srečanja s Saturnom. Glavni del opreme na krovu je bil izklopljen, postaja je "zaspala". Lepoto rešitev medplanetarnih navigatorjev in ogromno računalniško delo, ki so ga opravili, je nestrokovnjakom težko ceniti, vendar je natanko tako - najtežji balistični problem je bil rešen briljantno, "z odliko". bravo

Saturn je na dosegu roke. Januarja 2004 se je začelo "prebujanje" vgrajenih sistemov postaje. Tako se je zgodilo, da je bila prva oseba, ki jo je srečala na poti do Saturna, Phoebe, majhna Saturnova »luna« s premerom približno 200 kilometrov. 11. junija je Cassini pretekel le 2068 km od Phoebe.
Nadaljnje operacije za približevanje Saturnu, nadzor leta skozi vrzeli med obroči in zaviranje je neodvisno izvedel vgrajeni računalnik Cassini. Radijski nadzor v realnem času je bil nemogoč - postaja se je nahajala na razdalji skoraj 1,5 svetlobne ure od Zemlje.

In narediti je bilo treba veliko stvari: pravilno usmeriti postajo, vklopiti glavne zavorne motorje za 38 sekund, da bi "ciljali" priletno trajektorijo točno v režo med obroči F in G Saturna (na sliki spodaj), postajo ponovno obrnite tako, da konstruktivna. Visoko usmerjena antena je postala nekakšen »ščit«, ki ščiti postajo pred trdnimi delci, ki se nahajajo v območju obročev (lahko bi slišali zvok kozmičnega prahu, ki »bobni« po telesu z lastnim ušesa - ti zvoki so bili posneti z mikrofonom in preneseni na Zemljo).


Po preletu ravnine obročev je bilo treba preusmeriti šobo zavornega motorja postaje za drugo stopnjo zaviranja, ki je trajala 97 minut in zagotovila, da je Cassini vstopil v orbito okoli Saturna z najmanjšo razdaljo 20 tisoč km od njegove zunanje plasti. oblakov. Nato znova izračunajte orientacijo postaje in naredite drugi "potop" med obroči, tako da zgradite trajektorijo, s katere se lahko Huygens spusti na Titan. In vse to je popolnoma samodejno.
Med tem letom je Cassini posnel in poslal nazaj na Zemljo, enega za drugim, osupljive slike Saturnovih obročev, katerih strukturo je šele sedaj postalo mogoče podrobno preučiti.


Titanu! 2. julija 2004, 30 ur po "prihodu" na Saturn, se je Cassini prvič približal Titanu na razdalji 339 tisoč km. Prvi infrardeči spektri atmosfere so razkrili prisotnost celega "šopka" organskih snovi - metana, etana, diacetilena, benzena, cianovodikove kisline, propana ... 26. oktobra je prišlo do drugega približevanja Titanu, ki je bil zdaj šele 1200 kilometrov stran. 25. decembra 2004 sta se odklopila postaja Cassini in pristajalna naprava Huygens, ki sta se odpravila na samostojen let do vnaprej izračunane točke srečanja s Titanom.


Titan. 14. januarja 2005 so se vodje in vodilni strokovnjaki programa Cassini-Huyzgens zbrali v Darmstadtu (Nemčija) v Evropskem centru za vesoljske operacije (ESOC). Na ta dan bo po izračunih spustno vozilo vstopilo v Titanovo atmosfero, nato pa bo treba zagnati kompleksen program za krmiljenje zaviranja in padalskega spuščanja ob hkratnem fotografiranju in merjenju parametrov okolja. Prvi signali iz Huygensa, ki jih je sprejel radijski teleskop Green Bank v Zahodni Virginiji (ZDA), so pokazali, da je spuščajoči modul nedotaknjen in se spušča s padalom. Na posebej sklicani novinarski konferenci je generalni direktor ESA Jean-Jacques Dordain slovesno oznanil: “Smo prvi obiskovalci Titana!” Vsesplošen aplavz, čestitke...


Medtem je Huygens pristajal. V Titanovo atmosfero je priletel s hitrostjo 6,1 km/s, njegov toplotni ščit je bil segret na 3500⁰С. Na višini 170-190 km in hitrosti 400 m/s se odpre prvo zavorno padalo, po 2,5 sekunde drugo, glavno. Po 42 sekundah se vklopi celoten kompleks znanstvene opreme sonde in začne se fotografiranje. Na višini 700 m se prižge pristajalna luč... Pristanek ni bil premehak (hitrost približno 4,5 m/s), a oprema je preživela.

Cassini je sprejemal in prenašal Huygensove signale na Zemljo 147 minut 13 sekund med fazo spuščanja in 72 minut 13 sekund od površja. Na Zemlji je signale sonde sprejelo 17 radijskih teleskopov po vsem svetu. Po njihovem mnenju po 3 urah 10 minut. Po pristanku je oddajnik Huygens še vedno deloval.


Ob osmih zvečer so novinarjem predstavili prve tri fotografije, poslane s Huygensa - pogled na pristajalno območje z višine 16 km; lepa stranska panorama z višine cca 8 km, gore, metansko morje, obalna megla...in fotografija direktno s površine Titana. Čudovit svet, potopljen v oranžni mrak in sklenjen s 179-stopinjskim mrazom ...

Oblaki nad Saturnom. Foto: NASA/JPL-Caltech/Inštitut za vesoljske znanosti

NASA je napovedala konec svoje 20-letne misije raziskovanja Saturna. Sonda Cassini (imenovana po italijanskem astronomu Giovanniju Cassiniju - izd.) je potonil v atmosfero planeta in zgorel. Zadnji signal naprave je trajal 83 minut in dosegel Zemljo ob 14.55 po moskovskem času.

Misija Cassini-Huygens se je začela leta 1982, razvila pa jo je skupna delovna skupina Nacionalne akademije znanosti ZDA in Evropske znanstvene fundacije. Oktobra 1997 so napravo izstrelili iz Cape Canaveral. Naprava je v orbiti Saturna preživela skoraj 13 let, v tem času pa je na tla poslala 635 gigabajtov podatkov in 453 tisoč slik.

Vesoljsko plovilo je doseglo orbito planeta šele leta 2004, potem ko je pred tem opravilo manevre okoli Venere, Zemlje in Jupitra. Prej je bilo načrtovano, da se bo misija končala leta 2008, vendar so se odločili, da jo podaljšajo do leta 2010. Dokončna odločitev o koncu misije je padla leta 2017 zaradi pomanjkanja goriva.

Eden najpomembnejših dosežkov misije je bil pristanek sonde Huygens na Titanu (največja Saturnova luna - izd.) 14. januar 2005. Naprava je preučevala atmosfero satelita.


Oblaki metana nad Titanom. Foto: NASA/JPL-Caltech/Inštitut za vesoljske znanosti

Sonda je posnela fotografije Saturnovih obročev, ki so sestavljeni iz delcev ledu in prahu. Še vedno ni znano, kdaj so nastali in zakaj. Cassinijeve slike so znanstvenikom pomagale odkriti nov Saturnov obroč - Janus-Epimetejev obroč. Naprava je preučevala prej neznane satelite planeta - Polydeuces, Pallene, Methona, Antha, Aegeon in Daphnis.



Cassinijeva slika prikazuje valovno strukturo Saturnovih obročev, posneta 4. junija 2017. Foto: NASA/JPL-Caltech/Inštitut za vesoljske znanosti
Foto: NASA/JPL-Caltech/Inštitut za vesoljske znanosti

Naprava je preučevala tudi drug satelit Saturna, Enceladus. Iz posnetkov Cassinija je bilo razvidno, da ima satelit 250-kilometrske oblake vode, ki bruhajo iz razpok ledu na površini satelita. Znanstveniki so ugotovili, da je pod ledom 45 kilometrov globok ocean. Debelina ledu lahko doseže od dva do dvajset kilometrov.


Enceladus. Foto: NASA/JPL-Caltech/Inštitut za vesoljske znanosti

Leta 2015 je Cassini izvedel svoj najnevarnejši manever doslej – letel je skozi perjanice Enceladusa. Zahvaljujoč temu so znanstveniki ugotovili, da satelitske emisije vsebujejo kemične elemente, ki lahko kažejo na nastanek organskih snovi pod površjem.


Enceladovo perje. Foto: NASA/JPL-Caltech/Inštitut za vesoljske znanosti

Zadnja misija sonde se je imenovala Grand Finale, obsegala je nadzorovan padec naprave v atmosfero planeta. V tem času je Cassini 22-krat letel med površino Saturna in njegovimi obroči (razdalja je približno 2 tisoč kilometrov).


Ena zadnjih slik iz Cassinija, posneta 13. septembra 2017. Foto: NASA/JPL-Caltech/Inštitut za vesoljske znanosti
Zadnja fotografija naprave. Foto: NASA/JPL-Caltech/Inštitut za vesoljske znanosti

»To je zadnje poglavje neverjetne misije, vendar je tudi začetek. "Cassinijevo odkritje oceanskih svetov na Titanu in Enceladusu je spremenilo vse in obrnilo naše razumevanje neverjetnih krajev za iskanje potencialnega življenja zunaj Zemlje," je dejal Thomas Zurbuchen, pridruženi administrator Nasinega urada za znanost.


Nadzorni center misije Cassini po prejemu zadnjega signala sonde. Posnetek zaslona iz oddaje NASA Jet Propulsion Laboratory

15. septembra 2017, približno ob 14:55 po moskovskem času, je Cassini, vesoljsko plovilo, ki je sestavilo najbolj podrobno sliko Saturna doslej, zaključilo svojo večletno misijo. Zdaj, zahvaljujoč Cassiniju, vemo o svetovih nove lune, kjer bi lahko nastalo življenje, o strukturi ogromnih in neverjetnih obročev, pa tudi o ogromnih nevihtah, ki obstajajo na plinastem velikanu. Naprava je zbrala ogromno podatkov o edinem satelitu v sončnem sistemu, ki ima svojo atmosfero – Titanu. V spomin na eno najbolj zapletenih, dragih in uspešnih medplanetarnih misij predlagamo, da se spomnimo njenih glavnih rezultatov.

Pred dvajsetimi leti

Razvoj misije Cassini-Huygens je leta 1982 začela skupna delovna skupina Nacionalne akademije znanosti ZDA in Evropske znanstvene fundacije. Pri izdelavi naprave je sodelovalo 19 držav in tri vesoljske agencije (NASA, ESA in Italijanska vesoljska agencija). Do takrat so planet z obroči že obiskala tri vesoljska plovila - Pioneer 11 (1979), Voyager 1 (1980) in Voyager 2 (1981). Eno glavnih odkritij prejšnjih misij je bilo, da ima Saturnova največja luna, Titan, izjemno gosto atmosfero, ki ne omogoča neposrednega raziskovanja njene površine. Poleg tega je postalo jasno, da poli planetovega magnetnega polja presenetljivo natančno sovpadajo z geografskimi - ta nenavadna najdba je močno zapletla na videz preprosto nalogo ugotavljanja dolžine dneva na Saturnu.

Nova skupna misija naj bi povedala več o značilnostih Saturnovega sistema. Sprva naj bi trajalo približno tri leta, glavna pozornost znanstvenikov pa je bila namenjena atmosferi Titana in Saturna, magnetosferi plinastega velikana, geologiji njegovih satelitov in analizi sestave sistema obročev.

15. oktobra 1997 je naprava izstrelila iz Cape Canaveral. Potovanje do Saturna je trajalo več kot šest let – Cassini je izvajal gravitacijske manevre v bližini Venere (dvakrat), Zemlje in Jupitra, svoj cilj pa dosegel šele poleti 2004. Kasnejša odkritja so privedla do trikratnega podaljšanja misije: najprej za dve leti zaradi Saturnovega enakonočja, nato še za šest let med menjavo letnih časov in končno do "velikega finala" - zadnje štirimesečne faze.

Pristanek na Titanu

Eden najbolj impresivnih rezultatov misije je bil pristanek sonde Huygens na Titanu 14. januarja 2005. To je edinstven satelit z gosto atmosfero (eninpolkrat gostejši od Zemljine), edini takšen objekt v celotnem sončnem sistemu. Pri razvoju sonde so raziskovalci upoštevali številne teorije, da bi lahko bil Titan pokrit z metanskim oceanom, Huygens pa je bil pripravljen tako na pljusk kot na pristanek na trdnih tleh. Kot se je kasneje izkazalo, ima Titan dejansko rezervoarje s tekočimi morji amoniaka in metana, vendar zasedajo relativno majhen del satelita.

Huygens ni preučeval le sestave atmosfere (v bližini površja delež metana doseže pet odstotkov, ostalo je dušik), temveč je izmeril tudi hitrost vetrov blizu površine satelita - izkazalo se je, da je po naročilu nekaj metrov na sekundo, kar je primerljivo s šibkimi kopenskimi vetrovi. Sonda je prenašala tudi slike s površine Titana in celo posnetih zvokov, ki ga obdaja med spustom. Kasnejša skupna analiza podatkov Huygensa in Cassinija je pokazala, da je pod površjem satelita ogromen vodni ocean.

Znanstveniki so tudi dokazali, da ima Titan svoj analog vodnega cikla v naravi, le metan igra vlogo vode v njem. Tako kot na Zemlji dežuje voda, se na Titanu občasno pojavljajo metanske deževnice, relief in oblika kamnin na površini satelita pa kažeta na obstoj tekočih tokov.

Huygensova aktivnost na Titanu je doslej edino uspešno pristajanje v zunanjem osončju.

Oblaki nad Saturnom od daleč izgledajo kot poteze kozmičnega čopiča - to je učinek interakcije tekočih komponent v atmosferi planeta

Gejzirji Enceladusa

Leta 2005 so fotografije in drugi podatki, ki jih je zbral Cassini, razkrili, da je vsaj ena od Saturnovih lun geološko aktivna. Prej je veljalo, da je to nemogoče, saj so se sateliti ohladili in so bili predaleč od Sonca, toda nad južnim polom Encelada je naprava "videla" jasne sledi gejzirjev - 250-kilometrske oblake vode, ki bruhajo izpod površino. Izkazalo se je, da so njihovi viri dolge napake na ledeni površini satelita - tako imenovane "tigrove črte".

V naslednjih letih je bil pomemben del prizadevanj misije namenjen preučevanju teh perjanic. Prvič, raziskovalci so dokazali, da njihov vir ni izoliran rezervoar, kot je subglacialno jezero, temveč svetovni ocean, ki pokriva celoten satelit. Njena globina je ocenjena na 45 kilometrov, debelina ledu nad njo je od dva do dvajset kilometrov.

Pred skoraj dvema letoma je naprava naredila nevaren manever in letela skozi vodne oblake na višini le 49 kilometrov nad površino satelita. Njegovi masni spektrometri so v emisijah zaznali velike količine vodika, pa tudi metana in ogljikovega dioksida. Njihove koncentracije, kot tudi samo dejstvo njihove prisotnosti, kažejo, da na dnu oceana potekajo hidrotermalni procesi, ki lahko zagotavljajo energijo živim organizmom. Danes Enceladus velja za enega najbolj obetavnih krajev v sončnem sistemu za nastanek nezemeljskega življenja.


Saturn ob solsticiju


Rojstvo prstanov

Prstani so morda najbolj prepoznavna značilnost Saturna. To je sistem prašnih obročev, ki se raztezajo na več sto tisoč kilometrov, katerih debelina je ponekod le nekaj deset metrov. Starost prstanov in njihov natančen izvor še vedno nista znana. Astronomi na ta sistem gledajo kot na prototip mladega Osončja, v katerem so se planeti šele začeli oblikovati.

Cassini je razkril izjemno zapletenost in variabilnost tega sistema. Tako številne Saturnove lune s svojo gravitacijo povzročajo različne vrtince v prstanih, kot se to dogaja v F-obroču pod vplivom Pandore in Prometeja. Nekateri obroči se še vedno oblikujejo, na primer E-obroč, katerega material izvržejo gejzirji Enceladusa.

Po zaslugi Cassinija so v tem sistemu odkrili nov objekt - Janus-Epimetejev obroč, ki je nastal iz prahu in kamnitih delcev, izvrženih ob trkih Janusa in Epimeteja z različnimi nebesnimi telesi. Poleg tega so slike iz naprave omogočile odkrivanje neverjetnih struktur na meji B-obroča - nenavadne "gore", ki se dvigajo 2,5 kilometra nad ravnino obročev.

Poleg tega je naprava s preučevanjem prstanov odkrila najmanj osem novih Saturnovih satelitov. Med njimi so Polidevk, Palen, Meton, Anta, Egeon in Dafnis. Premer teh nebesnih teles ne presega več kilometrov.

Saturnovi letni časi

Ena od glavnih prednosti Cassinija je njegova dolga misija. V 13 letih bivanja v bližini Saturna je naprava videla več sprememb v letnih časih planeta - od zime do poletja na severni polobli (saturnovo leto traja skoraj 30 zemeljskih let). Čeprav je velikan desetkrat dlje od Sonca kot Zemlja, spremembe v osvetljenosti še vedno vodijo do pomembnih sprememb v ozračju plinastega velikana. Tako je na primer orjaški šesterokotnik, nevihta pravilne šesterokotne oblike, ki divja na severnem polu, med misijo spremenil barvo iz modre v zlato. Znanstveniki to pripisujejo kemičnim spremembam, ki se dogajajo v ozračju pod vplivom vse večje količine sončne svetlobe zaradi nastopa poletja.


Saturnov severni pol v sončnih žarkih. Velikanski šesterokotnik nad polom - nevihta

Še en pojav na plinskem velikanu je povezan z letnimi časi - nastanek "naper" v Saturnovih prstanih. To so podolgovati klinasti predmeti, ki se vrtijo z obroči, vendar se nahajajo na določeni višini nad njimi. "Napere" so odkrili Voyagerji, vendar je zahvaljujoč Cassiniju postalo jasno, da je to očitno periodični pojav, ki ga opazimo ob koncu Saturnove zime.

Leto dni po Saturnovem enakonočju, s prihodom pomladi na severni polobli velikana, so raziskovalci na Cassinijevih slikah odkrili ogromno nevihto. Njegova površina je bila osemkrat večja od površine Zemlje. Po odčitkih inštrumentov se je v neurju pojavilo do deset bliskov na sekundo. Spreminjanje razsvetljave se je izkazalo tudi kot gonilna sila.

Magnetno polje

Ena od nalog, s katerimi se sooča Cassini, se je izkazala za pretežko. Na podlagi dnevnih sprememb Saturnovega magnetnega polja je morala aparatura ugotoviti, kakšna je prava dolžina dneva na planetu. Običajno se takšna nihanja opazijo, ko je magnetno polje rahlo odklonjeno od osi vrtenja planeta. Toda v primeru Saturna se je izkazalo, da je odstopanje med magnetnim poljem in poli manjše od 0,06 stopinje.

Neposredni poskusi merjenja hitrosti vrtenja iz nihanj magnetnega polja so dali precej velik razpršitev - od 10,6 do 10,8 ure, odvisno od letnega časa merjenja in poloble, na kateri je bila naprava. Za "veliki finale" misije so načrtovane številne dodatne meritve.

In seveda ne moremo ne omeniti na stotisoče slik, ki ga je izdelal Cassini (nekaj smo jih že objavili prej - in ), in gigabajti poslanih znanstvenih podatkov, ki še čakajo na obdelavo. V zadnjem dejanju misije je naprava opravila številne nevarne meritve, ki so bile prej nedosegljive. V zadnjih štirih mesecih je sonda v bližnjih srečanjih (le nekaj tisoč kilometrov nad oblaki) podrobno preučila Saturnovo gravitacijsko in magnetno polje ter zbrala informacije o materialu, ki sestavlja notranje obroče. Cassini je do izgube signala še naprej oddajal informacije v realnem času iz masnega spektrometra, kar mu omogoča, da ugotovi, katere snovi obdajajo napravo. Njihova analiza bo še vedno vzela veliko časa in povsem možno je, da bodo njeni rezultati prinesli nova odkritja - na primer, končno bo razrešena skrivnost starosti Saturnovih prstanov. Lahko le čakamo na nove objave ekipe misije in upamo na zgodnje nadaljevanje raziskav v sistemu planeta z obroči.

Vladimir Korolev



Notranji pogled na Saturnova obroča C in B