Miks kavatseb NASA hävitada Saturni uuriva kosmoseaparaadi? Hüvasti Cassiniga: planeetidevaheline jaam põles Saturni atmosfääris Hüvasti Cassiniga.

Seade tegi oma missiooni jooksul ümber Saturni 293 pööret, millest 162 möödus selle kuude lähedal ja avastas 7 uut, edastas Maale 453 048 fotot osana 635 GB teadusandmetest ja sai 3948 teaduspublikatsiooni allikaks. Ta avastas Enceladuselt ookeani, Titanilt aga ka ookeani, 3 merd ja sadu väikseid järvi. Selles projektis osales umbes 5 tuhat inimest 27 riigist ja selle kogumaksumus oli 3,9 miljardit dollarit, mille algosalused jagunesid järgmiselt: 2,6 miljardit dollarit Ameerika agentuurilt NASA, 500 miljonit dollarit Euroopa ESA-lt ja 160 miljonit dollarit Itaalia ASI-lt.

Cassini disain

Cassini-Huygensi aparaat on testimisel. Esiplaanil olev ümmargune oranž osa on Titanile maanduv Huygens, valge osa on 4-meetrine Cassini antenn/radar

Seadme skeem erinevate nurkade alt:





Sond, mis sai nime Giovanno Cassini järgi (kes avastas Saturni kuud 2 kuni 5), on ilmatu 6,8 m pikk ja 4 m lai ning kuivkaal 2150 kg (see oli Nõukogude "Phobosovi" paari järel suuruselt kolmas planeetidevaheline sond. ) Saturn jõuab Maa orbiidil vaid 1,1%-ni meile saadaolevast päikeseenergiast, nii et sondi toiteallikaks on 3 seadme endaga sama suure suurusega RTG-d – neis on 32,7 kg plutoonium-238 (see on 3,6 korda rohkem kui see oli mõlemal Voyageril stardihetkel 6,8 korda rohkem kui Curiosityl ja ilmselt on NASA käsutuses hetkel rohkem plutooniumi:,). Seadmel on 1630 individuaalset elektroonilist komponenti ja 22 tuhat juhtmeühendust kaabli kogupikkusega 14 km ning seda juhivad dubleeritud 16-bitised 1750A arvutid (neist teist juhtis kanderakett Titan IV, mis seadme orbiidile saatis) . Teadusaparatuur sisaldab 12 kolme rühma rühmitatud instrumenti, mis on ette nähtud 27 eraldi teaduslikuks uuringuks:

Optilise ulatuse andurid:

1) Komposiit-infrapunaspektromeeter, sealhulgas 3 vahemiku kaamerad (CIRS); 2) lai- ja kitsanurga (33 cm läbimõõduga) nähtava ulatusega kaamerad mitme filtri komplektiga erinevate värvide jaoks ja CCD maatriksitega eraldusvõimega 1024x1024 pikslit. (ISS); 3) ultraviolettspektromeeter, sealhulgas 4 teleskoopi (UVIS); 4) nähtava ja infrapuna vahemiku kaardistamisspektromeeter, mis jagab talle nähtava valguse 352 spektrilõikeks (VIMS);

Magnetväljade ja laetud osakeste andurid:

Raadiolaine andurid:

11) 4-meetrise läbimõõduga radar, mis on mõeldud Saturni satelliitide kaardistamiseks (Radar); 12) teadusraadio alamsüsteem, mis seisneb 4-meetrise põhiantenni kasutamises Saturni, selle rõngaste ja satelliitide vaatlemiseks raadiolainete (RSS) kaudu. Saturni signaali viivitus on 68-84 minutit ühel suunal.

Läbi okaste Saturnile

Orbitaal- ja maandumissondide kaal oli liiga suur, et neid otse Saturnile saata (Huygensi 350 kg-ga oli seadme kogukaal 2,5 tonni) – isegi kui võtta arvesse asjaolu, et Titan IV, millel Cassini -Huygensil oli 40% suurem kandevõime kui Titan IIIE-l, millel Voyagerid lendasid. Seetõttu pidid seadmed palju Päikesesüsteemis ringi rändama, suurendades gravitatsioonimanöövrite abil kiirust, et kohtuda Saturniga: pärast starti 15. oktoobril 1997 asus teele 5,7-tonnine kamp kahest seadmest, mis oli täidetud 2978 kg kütusega. kohtuda Veenusega. Olles 26. aprillil 1998 ja 24. juunil 1999 sooritanud 2 gravitatsiooniabi manöövrit (milles nad lendasid planeedist vastavalt vaid 234 ja 600 km kaugusele), naasid nad korraks Maale 18. augustil 1999 (lennates meist 1171 km kaugusel) pärast mida oleme juba Jupiteri poole teele asunud.


Foto Kuust, mis on tehtud seadme kitsanurga kaameraga ultraviolettkiirguse lähedal, umbes 377 tuhande km kauguselt ja säriajaga 80 μs.

Läbi asteroidivöö lennates kohtus seade 23. jaanuaril Mazursky asteroidiga: paraku oli vahemaa 1,6 miljonit km ja asteroid ise oli vaid 15x20 km suurune, nii et foto jäi alla 10 x 10 piksli. 30. detsembril 2000 kohtus Cassini-Huygens Jupiteri ja selle venna Galileoga, kelle missioon oli juba lähenemas oma lõpule (ta lõpetas oma missiooni peaaegu 14 aastat tagasi sama ennastsalgava teoga, mida Cassini nüüd tegema hakkab). See neljas gravitatsiooniabi manööver andis lõpuks kahele sõidukile piisavalt kiirust, et 1. juulil 2004 Saturniga kohtuda, selleks ajaks oli see läbinud juba 3,4 miljardit km.

Et mitte aega raisata, kasutas missiooni meeskond seadme raadioantenne Shapiro efekti selgitamiseks (aeglustades raadiosignaali levikut, kui see liigub raske objekti gravitatsiooniväljas). Mõõtmistäpsust suurendati Vikingite ja Voyagersi varasematelt tulemustelt 1/1000 1/51 000-ni. 10. oktoobril 2003 avaldatud tulemused olid üldrelatiivsusteooria ennustustega täielikult kooskõlas.


Graafik näitab selgelt planeetidega kohtumise tippe (mille järel kosmoselaev suurendab kiirust), pikka laskumist väikese pausiga Jupiteri lähedal (kui seade lendas Saturni poole, vahetades järk-järgult kineetilise energia potentsiaalse energia vastu, väljudes "gravitatsioonikaevust" ” Päikesest) ja lõpus lained (kui seade sisenes Saturni orbiidile ja hakkas oma orbiidil pöörlema).

Kauaoodatud kohtumine ja peamine missioon

27. mail 2004 lülitas Cassini oma peamootori esimest korda peale 1998. aasta detsembrit sisse, et anda aparaadile 34,7 m/s impulss, mis oli vajalik trajektoori korrigeerimiseks, mis viis selle 11. juunil 2068 km kaugusel Phoebe'st. väga kauge Saturni satelliit, mis väidetavalt tekkis Kuiperi vöös ja mille Saturni gravitatsiooniline tõmbejõud hiljem kinni püüdis. Selle satelliidi tohutu orbitaalraadiuse (keskmiselt umbes 12,5 miljonit km) tõttu oli see Cassini ainus kohtumine selle satelliidiga.

1. juulil lülitati seadme peamootor uuesti sisse (96 minutiks), et vähendada kiirust 626 m/s, et jõuda Saturni orbiidile. Samal päeval avastati Methone ja taasavastati Pallene, mis avastati ühel teisel Voyager 2 pildil, kuid kuna seda teistel piltidel ei olnud, siis ei saanud taevakeha orbiiti kindlaks teha ja 25 aasta jooksul. sai tähise S/1981 S 14. Juba järgmisel päeval sooritas Cassini esimese läbilennu Titanist, 24. oktoobril avastati veel üks satelliit (Polydeuces) ja 24. detsembril langes Huygensi maandumissond.

14. jaanuaril 2005 tegutses Cassini maandumissondi releena (seda käsitletakse allpool) ning järgmisel päeval jõudis seade Titanile võimalikult lähedale ning avastas oma radarit kasutades selle pinnalt 440-kilomeetrise kraatri. 6. mail avastati satelliit Daphnis, mis elab Keeleri lõhe piiril:

42-kilomeetrise lõhe servades avastati Daphnise (kelle kaal on vaid 77 miljardit tonni, mis loob Maa omast 25-100 tuhat korda väiksema atraktsiooni) väga nõrga külgetõmbe tõttu põhjustatud laineid:

Saturni ekvaator ja selle rõngaste tasapind on ekliptika suhtes 27° kallutatud, nii et saame vaadelda nii Saturni mõlemat poolust kui ka selle rõngaid ülevalt ja alumiselt küljelt. Aga kuna neid vaadeldakse suure nurga all ja tohututelt vahemaadelt (1,2-1,66 miljardit km, olenevalt Maa ja Saturni suhtelisest asukohast), oli seal lihtsalt võimatu midagi näha, nii et oletame, et Saturni kuusnurk avastati alles Mööda lendavad reisijad.

Looduslik värvifoto Saturnist, mis koosneb 36 Cassini pildist, mis on tehtud 19. jaanuaril 2007, kasutades kolme filtrit (punane, roheline ja sinine). Piltide säritus tehti rõngaste tumedate alade nähtavuse ootusega, nii et Saturni pind osutus tugevalt ülevalgustatuks.

2005. aastal leiti, et igal sekundil väljub sealt läbi Enceladuse geisrite kiirusega kuni 600 m/s umbes 250 kg veeauru. 2006. aastal suutsid teadlased kindlaks teha, et need on eelviimase ja kõige laiema rõnga – E-rõnga – materjali allikas.

22. juulil 2006 lendas seade üle Titani põhjalaiuskraadide ja seadme tehtud radarikaardil avastati esmalt tumedad alad, mis viitavad sellele, et nendes kohtades on pinnal metaanjärved. Selle satelliidi 127 lennu ajal uuriti üksikasjalikult paljusid selle pinna piirkondi, millest mõned näitasid dünaamilisi muutusi. Nende hulgas oli Ligeia meri, mille mõõtmed on 420x350 km ja keskmine sügavus umbes 50 m, maksimaalselt üle 200 m (radariga salvestatud maksimaalne sügavus):

Selliste mõõtmiste kõige tõenäolisemateks põhjusteks peetakse laineid, pinna all või kohal olevaid tahkeid aineid või mullid vedelikus (mis mõjutavad pinna peegeldusvõimet).

30. mail 2007 avastati 2-kilomeetrine Anfa satelliit ja 10. septembril möödus seade Iapetusest vaid 1600 km kaugusel, kuid juba pilte edastades tabas seadme arvutit kosmiliste kiirte osake, mis põhjustas selle mine turvarežiimi. Õnneks ükski pilt kaotsi ei läinud. Vahetult enne seda sündmust saabus Arthur C. Clarke'i videoõnnitlus selle sündmuse puhul (ühe tema kuulsa romaani - "2001: Kosmoseodüsseia" - järgi oli Iapetuse pinnal üks monoliitidest).

Videotervitus ja selle tõlge


Tere! See on Arthur Clarke, kes liitub teiega minu kodust Colombost, Sri Lankalt.

Mul on hea meel olla osa sellest sündmusest koos kosmoselaeva Cassini läbilennuga Iapetusest.

Saadan oma tervitused kõigile tuttavatele ja tundmatutele sõpradele, kes on sel tähtsal sündmusel kokku tulnud.

Mul on kahju, et ma ei saa teiega koos olla, kuna olen ratastoolis poliomüeliidiga ega kavatse enam Sri Lankalt lahkuda.

Tänu ülemaailmsele veebile olen saanud jälgida Cassini-Huygensi missiooni edenemist alates selle käivitamisest mitu aastat tagasi. Nagu teate, tunnen Saturni vastu enamat kui lihtsalt huvi.

Ja ma kartsin tõesti 2005. aasta alguses, kui Huygensi sond edastas helisalvestisi Titani pinnalt. Täpselt seda kirjeldasin oma 1975. aasta romaanis Maa impeerium, kus mu tegelane kuulab tuult, mis puhuvad üle kõrbetasandike.

Võib-olla oli see tulevaste asjade eelmaitse! 10. septembril, kui kõik läheb plaanipäraselt, vaatab Cassini meie lähima pilgu Saturni ühele huvitavamale kuule Iapetusele.

Pool Iapetust on tume nagu asfalt, teine ​​pool hele nagu lumi. Kui Giovanni Cassini 1671. aastal Iapetuse avastas, suutis ta näha ainult helgemat poolt. Tegime oma parima vargsi pilgu, kui Voyager 2 lendas sellest augustis 1981 mööda – aga see oli peaaegu miljoni kilomeetri kaugusel.

Teisest küljest läheb Cassini Iapetusest veidi üle tuhande kilomeetri kaugusele.

See on eriti põnev hetk filmi 2001: A Space Odyssey austajatele, sest üksiku astronaudi David Bowmani avastatud Saturni monoliit on muutunud väravaks tähtede juurde.

Romaani 35. peatükk pealkirjaga “Iapetuse silm” sisaldab järgmist fragmenti:

Discovery lähenes Iapetusele nii aeglaselt, et liikumist ei olnud peaaegu tunda ja oli võimatu märgata hetke, mil toimus tabamatu muutus ja kosmiline keha muutus ootamatult maastikuks umbes kaheksakümmend kilomeetrit laeva all. Usaldusväärsed nonijad andsid oma viimased korrigeerivad tõuged ja vaikisid igaveseks. Laev astus viimasele orbiidile: ümbersõiduaeg oli kolm tundi, kiirus vaid tuhat kolmsada kilomeetrit tunnis. Selles nõrgas gravitatsiooniväljas polnud suuremat kiirust vaja. Discovery sai Sputniku satelliidiks.
Rohkem kui 40 aastat hiljem ei mäleta ma, miks ma Saturni monoliidi Iapetusele asetasin. Kosmoseajastu alguses ei suutnud maapealsed teleskoobid selle taevakeha üksikasju eristada. Kuid Saturn ja selle kuude perekond on mind alati kummaliselt paelunud. Muide, see “perekond” kasvas väga muljetavaldava tempoga: Cassini turuletoomise ajal teadsime neist vaid 18. Ma saan aru, et neid on praegu 60 ja nende arv kasvab jätkuvalt. Ma ei suuda vastu panna kiusatusele öelda:

Issand jumal, seal on palju satelliite!

Kuid filmis otsustas Stanley Kubrick paigutada kogu tegevuse pigem Jupiteri süsteemi kui Saturni. Miks see muutus? No ühest küljest muutis see süžee selgemaks. Veelgi olulisem on see, et eriefektide osakond ei suutnud toota Saturni mudelit, mida Stanley pidas veenvaks.

Seda tehti õigesti, sest vastasel juhul oleks film aegunud Voyageri missiooni möödalennuga, mis esitles Saturni rõngaid viisil, mida keegi isegi ette ei kujutanud.

Olen näinud palju näiteid Neptuuni kujutamisest kunstis, nii et hoian pöialt, kui Cassini Iapetusest mööda lendab.

Tahan tänada kõiki, kes on seotud missiooni ja kogu projektiga. Sellel võib puududa mehitatud kosmoselendude glamuur, kuid teadusprojekt on meie päikesesüsteemi mõistmiseks äärmiselt oluline. Ja kes teab – võib-olla ühel päeval sõltub meie ellujäämine Maal sellest, mida me seal avastame.

See on Arthur Clarke, soovin teile edukat lendu.


Iapetuse kaart eraldusvõimega 400 m piksli kohta (originaal 5 MB):

Ligikaudu 40% selle satelliidi pinnast on hõivatud tumedate aladega, mille albeedo on 10 korda väiksem kui heledatel aladel. Nüüd peetakse nii suure erinevuse allikaks tolmu ja jää eraldumise mõju, kui jää aurustub tumedatelt aladelt ja ladestub heledatele aladele, muutes seeläbi heledad alad veelgi heledamaks ja tumedad tumedamaks. Põhjus, miks ülejäänud satelliidid käituvad "tavaliselt", on nende lühem päevapikkus, mille jooksul pind ei jõua piisavalt soojeneda.

Laiendus ja Cassini Equinoxi missioon

1. juulil 2008 algas Cassini pikendatud 27-kuuline missioon, mis hõlmas 21 täiendavat möödalendu Titanist, 8 Tethyst, 7 Enceladust, 6 Mimasest ja igast Dione, Rhea ja Helena möödalendu.

15. augustil 2008 avastati Aegeon, mis ehkki sai oma nime 100 käe ja 50 peaga koletise järgi, oli peaaegu kahjutu 500 m läbimõõduga “kivikivi” (see oli nii väike, et selle mõõtmed pidi määrama heledus, nii et me ei tea täpselt selle satelliidi kuju). Ja 9. oktoobril sooritas Cassini oma kõige ohtlikuma manöövri – möödalennu vaid 25 km kaugusel Enceladust (ja seda kiirusega 17,7 km/s!). Missioonimeeskond astus sellise riskantse sammu, et oma geisrite veeauru koostist vahetult analüüsida.

Enceladuse 23 möödalennul kogu missiooni jooksul (millest 10 korral lähenes seade vähem kui 100 km kaugusele) leiti, et maa-aluses ookeanis oli 11-12 ühikut (mis ei sobi maapealsetele eluvormidele), kuid lämmastikus (4±1%), süsinikdioksiidis (3,2±0,6%), metaanis (1,6±0,6%), samuti ammoniaagi, atsetüleeni, vesiniktsüaniidhappe ja propaani jälgi (mis räägib orgaaniliste ainete aktiivsest moodustumisest Enceladuse pind). Kahjuks ei sisalda seade spetsiaalseid instrumente keeruka orgaanika salvestamiseks (kuna nad ei osanud ette kujutadagi, et seade missiooni planeerimise käigus sellise leiab), mistõttu tuleb vastus küsimusele “kas Enceladuse pinna all on võimalik elu eksisteerida ?” Cassini jättis selle oma järgijatele.

26. juuliks 2009 avastati viimane Cassini poolt avastatud satelliitidest – 300-meetrine S/2009 S 1, mis avastati tänu 36-kilomeetrisele varjule, mida see heidab B-rõnga kaugemasse serva, mida mööda ta kulgeb. orbiit asub:

Teine laiendus ja Cassini Solstice missioon

2010. aasta veebruaris otsustati septembris alanud missiooni veelgi pikendada, mis pidi kestma 2017. aasta maini, mil pidi otsustama seadme lõplik saatus. See hõlmas veel 54 möödalendu Titanist ja 11 möödalendu Enceladust.

Cassini ja tema meeskonna pingutused, kellel õnnestus missiooni järgmiseks 7 aastaks hankida umbes 400 miljoni dollari suurune lisaeraldis (toodes programmi maksumuseks ligi 4 miljardit dollarit), ei olnud asjatud: juba 2010. aasta detsembris Enceladuse möödalennul tuvastas seade põhjapooluse all ookeani olemasolu (hiljem leiti, et ookean ei piirdu ainult polaarpiirkonnaga). Samal aastal ilmus Saturni pinnale taas Suur Valge Laik - tohutu torm, mis ilmub Saturni atmosfääri umbes iga 30 aasta tagant (Cassinil vedas sellega väga ja tal õnnestus selliseid torme registreerida kaks korda - 2006. ja 2010). 25. oktoobril 2012 registreeris seade enda sees võimsa heite, mis tõstis atmosfääri stratosfäärikihtide temperatuuri 83°C võrra üle normi. Nii sai sellest keerisest Päikesesüsteemi kuumim torm, mis ületas isegi Jupiteri Suure Punase Laigu.

"Päev, mil Maa naeratas"- 19. juulil 2013 Cassini pildindusmeeskonna juhi poolt korraldatud projekt, mille käigus Cassini pildistas kogu Saturni süsteemi, kuhu kuulusid ka Maa, Kuu, Veenus ja Marss. Kokku tehti 323 fotot, millest 141 kasutati edasi mosaiigi koostamiseks:

Maapind on paremas alanurgas ja originaal ilma allkirjadeta (4,77 MB).

Paralleelselt sellega käivitas NASA kampaania "Laine Saturnile" mille käigus koguti 1600 fotot, millest 12. novembril pandi kokku mosaiik, mis ilmus samal päeval New York Timesi kaanele (ettevaatust, originaal kaalub 25,6 MB):

Aastatel 2012–2016 salvestas seade Saturni kuusnurga värvimuutusi (fotod aastast 2013 ja 2017, originaal 6 MB):

"Huygens"


Christiaan Huygensi (1655. aastal Titani avastaja, millele sond maandus) järgi nime saanud maandumissond on 318-kilogrammine 2,7-meetrise läbimõõduga aparaat koos 6 instrumendikomplektiga:

1) konstantse sagedusega saatja, mis on ette nähtud tuule kiiruse mõõtmiseks Doppleri efekti abil (Doppleri tuulekatse – DWE);
2) atmosfääri füüsikaliste omaduste andurid, mis mõõdavad atmosfääri tihedust, rõhku ja elektritakistust, samuti kiirendusandurid kõigil kolmel teljel, mis koos eelmise seadmega võimaldavad seada atmosfääri tihedust (Huygens Atmospheric Structure Instrument – ​​HASI);
3) nähtava ja infrapunaspektri kaamerad, paralleelselt kujutiste saamisega, spektri ja valgustuse mõõtmisega seadme hetkekõrgusel (Descent Imager / Spectral Radiometer - DISR);
4) aerosooliosakeste pürolüüsiseade, mis soojendab kahelt erinevalt kõrguselt võetud proove ja suunab need ümber järgmisse seadmesse (Aerosol Collector and Pyrolyser – ACP);
5) gaaskromatograafia-massispektromeeter, mis mõõdab Titaani atmosfääri üksikute komponentide koostist ja kontsentratsiooni ning viimases etapis ka küttekeha poolt aurustatud pinnase pealmist kihti (Gas Chromatograph Mass Spectrometer - GCMS);
6) pinnaomaduste mõõtmise instrumentide komplekt, mis sisaldab akustilist andurit, mis mõõdab pinnalt peegelduva heli omaduste põhjal atmosfääri tihedust/temperatuuri viimasel 100 m laskumisel (Surface-Science Package – SSP) .

Huygens eraldus Cassinist 24. detsembril 2004 ja jõudis Titani atmosfääri 14. jaanuariks. Laskumine atmosfääris kestis 2 tundi ja 27 minutit, mille jooksul aktiveerus järjestikku seadme ja selle kolme langevarju termokaitse ning pärast maandumist edastas see pinnalt andmeid veel 72 minutit (kuni Cassini sondini, mis toimis signaalirelee, läks horisondist kaugemale).


Huygensi sondi rahvusvaheline koostöö

"Suur finaal"

2017. aasta mais otsustati seadme edasine saatus: teise pikendatud missiooni lõpuks oli sellel väga vähe kütust ja kaaluti 19 võimalikku varianti missiooni sooritamiseks, sealhulgas kokkupõrge Saturniga, selle peamiste rõngastega. või jäised satelliidid, eemaldamine Saturni orbiidilt heliotsentrilisele orbiidile või stabiilsele orbiidile ümber Titani/Phoebe (ja isegi Merkuuriga kokkupõrke võimalus). Selle tulemusena otsustati seade saata Saturni atmosfääri, et kaitsta nii Saturni satelliite nende võimaliku bioloogilise saastumise eest. Selle ülesande täitmiseks sooritas seade 22. aprillil Titani lähedal manöövri, mis suunas selle ümber 2000-kilomeetrisesse pilusse Saturni ja selle lähima rõnga vahel.

Sellest ajast peale on see teinud 21 tiiru Saturia pilvedest vaid 1600–4000 km kaugusel, lähenedes kogu aeg Saturni atmosfäärile ja on praegu oma viimasel 22. orbiidil. Seade teeb viimased pildid enne atmosfääri sisenemist, misjärel suunab oma 4-meetrise antenni Maa poole ning edastab spektromeetritelt andmeid Saturia atmosfääri koostise kohta, kuni suudab atmosfäärihäiringuid tõrjuda. Varsti pärast sellega kontakti kaotamist variseb see kokku ja põleb Saturni atmosfääri tihedates kihtides - kusagil seal, Ophiuchuse tähtkujus, meist 1,4 miljardi km kaugusel.

  • Saturn
  • Titaan
    • Lisa märksõnu

    Osa Cassini-Huygensi kosmoseprogrammist. Käivitatud 15. oktoobril 1997. aastal.

    Ülesanded

    • Saturni uurimine
    • Saturni rõngaste uurimine
    • Saturni kuude uurimine
    • Huygensi maanduri tarnimine Titanile

    Disain

    Valikud
    • Kaal stardi ajal – 5710 kg, sealhulgas 320 kg kaaluv Huygensi sond, 336 kg teaduslikke instrumente ja 3130 kg kütust.
    • Jaama mõõtmed on 6,7 m kõrge ja 4 m lai.

    Seade on varustatud kahe peamise reaktiivmootoriga, mille tõukejõud on 445 njuutonit (rikke korral mootor dubleeritakse). Cassini on varustatud ka 16 tõukuriga, mida kasutatakse sõiduki stabiliseerimiseks ja väikeste orbitaalmanöövrite ajal.

    Seadme mõõteriistad

    Cassini orbitaalüksus kannab 12 teadusinstrumenti.

    Tuumatermoelektriline generaator

    Saturni suure kauguse tõttu Päikesest on päikesevalgust seadme energiaallikana võimatu kasutada. Seetõttu saab Cassini oma energia radioisotooptermoelektrilisest generaatorist (RTG), mis kasutab elektri tootmiseks plutooniumi (antud juhul plutooniumoksiidi), millest igaüks kasutab 11 kilogrammi plutoonium-238 (kokku 32,8 kilogrammi plutooniumi). Selliseid generaatoreid on juba kasutatud energiaga varustamiseks teistele seadmetele, eelkõige Galileole ja Ulyssesele, ning need on loodud väga pikaks kasutuseaks.

    2011. aasta lõpus oli Cassinile paigaldatud RTG võimeline tootma 628 vatti.

    Arvuti

    Seade sisaldab muljetavaldavat arvutiriistvara. Tegelikult on iga teadusinstrument varustatud oma mikroarvutiga ja kõik insenerisüsteemid on varustatud kahega (usaldusväärsuse suurendamiseks). Põhiarvuti on IBMi toodetud GVSC 1750A. Arvuti on mõeldud kasutamiseks lennunduses ja on varem tõestanud oma kõrget töökindlust ekstreemsetes töötingimustes. Arvutisüsteemil on mitmeastmeline kaitsesüsteem vigade ja rikete eest. Teadus- ja teenindusteave salvestatakse välkmällu, millel pole liikuvaid osi (varasemad seadmed kasutasid magnetlinti).

    Lend

    2008. aastal pikendas NASA Cassini missiooni 2010. aastani. 2010. aasta septembri lõpus alustas Cassini oma missiooni uut etappi nimega Solstice: seadme tööd pikendati 2017. aastani ja sond ise annab teadlastele võimaluse uurida üksikasjalikult kogu Saturni hooajalist perioodi. esimene kord. Seade ootab mitmeid täiendavaid lähenemisi nii Enceladuse kui ka gaasihiiglase teiste satelliitidega.

    Kosmoselaeva eluea viimane etapp (NASA veebisaidi külastajate hääletuse põhjal nimega "Grand Finale") algab 2016. aasta lõpus. Cassini teeb mitmeid potentsiaalselt ohtlikke manöövreid, mis võimaldavad astronoomidel vaadata Saturni ja selle kuud uue nurga alt. Finaalis on kavas põrgata kokku Cassini Saturniga ning koguda unikaalseid andmeid selle atmosfääri kihtide struktuuri ja füüsikaliste omaduste kohta.

    Vaata ka

    Kirjutage ülevaade artiklist "Cassini (kosmoselaev)"

    Märkmed

    Lingid

    • // "Ümber maailma"
    • d/f (BBC, 2005)
    Lennutrajektoorilt
    Orbiidilt
    Laskumissondid
    Tulevased missioonid
    Tühistatud missioonid
    Vaata ka
    Ülelend
    Orbiidilt
    Satelliidi uurimine
    Planeeritud missioonid
    Tühistatud missioonid
    Vaata ka

    Cassinit (kosmoselaev) iseloomustav väljavõte

    "Ja ma pean tähele panema, teie Ekstsellents," jätkas ta, meenutades Dolokhovi vestlust Kutuzoviga ja viimast kohtumist alandatud mehega, "et reamees, alandatud Dolokhov, tabas minu silme all ühe Prantsuse ohvitseri ja paistis sellega eriti silma."
    "Siin, teie Ekstsellents, nägin pavlogradlaste rünnakut," sekkus rahutult ringi vaadates Žerkov, kes polnud tol päeval hussaare üldse näinud, vaid kuulis neist vaid jalaväeohvitserilt. - Nad purustasid kaks ruutu, teie Ekstsellents.
    Žerkovi sõnade peale mõned naeratasid, nagu alati temalt nalja oodates; kuid märgates, et tema jutt kaldus ka meie relvade ja tänapäeva hiilguse poole, võtsid need tõsise ilme, kuigi paljud teadsid väga hästi, et Žerkovi öeldu on vale, mis ei põhine mitte millelegi. Prints Bagration pöördus vana koloneli poole.
    – Tänan teid kõiki, härrased, kõik üksused tegutsesid kangelaslikult: jalavägi, ratsavägi ja suurtükivägi. Kuidas on kaks relva keskele jäänud? – küsis ta silmadega kedagi otsides. (Vürst Bagration ei küsinud vasaku tiiva relvade kohta; ta teadis juba asja alguses, et kõik relvad olid sinna maha jäetud.) "Ma arvan, et ma küsisin sinult," pöördus ta kell valves olnud ohvitseri poole. peakorter.
    "Üks sai pihta," vastas valveametnik, "ja teist ma ei saa aru; Ma ise olin kogu aeg kohal ja andsin käsklusi ja lihtsalt sõitsin minema... Palav oli, tõesti,” lisas ta tagasihoidlikult.
    Keegi ütles, et kapten Tushin seisab siin küla lähedal ja et nad olid ta juba järgi saatnud.
    "Jah, seal sa olidki," ütles prints Bagration prints Andrei poole pöördudes.
    "Noh, me ei kolinud hetkeks kokku," ütles valveametnik Bolkonskile meeldivalt naeratades.
    "Mul ei olnud rõõm teid näha," ütles prints Andrei külmalt ja järsult.
    Kõik jäid vait. Tushin ilmus lävele, asudes arglikult kindralite selja tagant teed. Kitsas onnis kindralite ümber kõndides, häbenes, nagu alati, oma ülemusi nähes, ei märganud Tušin lipumasti ja komistas selle otsa. Mitu häält naeris.
    – Kuidas relv maha jäeti? – küsis Bagration, kulmu kortsutades mitte niivõrd kaptenile, kuivõrd naerjatele, kelle hulgast oli kõige valjemini kuulda Žerkovi häält.
    Ainult nüüd kujutas Tushin hirmuäratavate võimude silmis kogu õudusega ette oma süüd ja häbi selle pärast, et ta jäi ellu jäädes kahest relvast ilma. Ta oli nii elevil, et kuni selle hetkeni ei olnud tal aega sellele mõelda. Ohvitseride naer ajas ta veelgi segadusse. Ta seisis väriseva alalõuaga Bagrationi ees ja vaevu ütles:
    – Ma ei tea... Teie Ekstsellents... inimesi polnud, Teie Ekstsellents.
    – Oleksid võinud selle kaanest võtta!
    Tušin ei öelnud, et katet pole, kuigi see oli absoluutne tõde. Ta kartis teist ülemust alt vedada ja vaatas vaikselt, fikseeritud silmadega Bagrationile otse näkku, nagu segaduses õpilane vaatab eksamineerija silmadesse.
    Vaikus oli päris pikk. Prints Bagrationil, kes ilmselt ei tahtnud olla range, polnud midagi öelda; ülejäänud ei julgenud vestlusse sekkuda. Prints Andrei vaatas kulmude alt Tušinile otsa ja ta sõrmed liikusid närviliselt.
    "Teie Ekstsellents," katkestas prints Andrei oma terava häälega vaikuse, "te saatsite mind kapten Tušini patarei juurde." Olin seal ja leidsin, et kaks kolmandikku meestest ja hobustest on tapetud, kaks püssi lõhutud ja katteta.
    Vürst Bagration ja Tushin vaatasid nüüd ühtviisi kangekaelselt Bolkonskit, kes rääkis vaoshoitud ja elevil.
    "Ja kui, teie Ekstsellents, lubage mul oma arvamust avaldada," jätkas ta, "siis võlgneme selle päeva edu ennekõike selle patarei tegevusele ning kapten Tušini ja tema kompanii kangelaslikule kindlusele," ütles prints. Andrei ja vastust ootamata tõusis ta kohe püsti ja kõndis laua tagant minema.
    Prints Bagration vaatas Tushinile otsa ja ilmselt ei tahtnud avaldada umbusaldust Bolkonski karmi kohtuotsuse suhtes ning tundes samal ajal, et ei suuda teda täielikult uskuda, langetas pea ja ütles Tushinile, et ta võib minna. Prints Andrei järgnes talle.
    "Aitäh, ma aitasin teid välja, mu kallis," ütles Tushin talle.
    Prints Andrei vaatas Tušinile otsa ja lahkus temast midagi ütlemata. Prints Andrei oli kurb ja raske. See kõik oli nii kummaline, nii erinev sellest, mida ta oli lootnud.

    "Kes nad on? Miks nad on? Mida nad vajavad? Ja millal see kõik lõpeb? mõtles Rostov, vaadates enda ees muutuvaid varje. Käevalu muutus aina piinavamaks. Uni langes vastupandamatult, silmadesse hüppasid punased ringid ning mulje nendest häältest ja nendest nägudest ning üksindustunne sulas kokku valutundega. Need olid nemad, need sõdurid, haavatud ja haavamata – just nemad vajutasid ja kaalusid, keerasid veenid välja ja põletasid liha tema katkises käes ja õlas. Nendest vabanemiseks sulges ta silmad.
    Ta unustas end üheks minutiks, kuid selle lühikese unustusperioodi jooksul nägi ta unenägudes lugematuid objekte: ta nägi oma ema ja tema suurt valget kätt, ta nägi Sonya peenikesi õlgu, Nataša silmi ja naeru ning Denissovit oma hääle ja vuntsidega. , ja Teljanin ning kogu tema lugu Teljanini ja Bogdanitšiga. Kogu see lugu oli üks ja seesama: see terava häälega sõdur ja kogu see lugu ja see sõdur nii valusalt, halastamatult hoidis, vajutas ja kõik tõmbas kätt ühes suunas. Ta püüdis neist eemalduda, kuid nad ei lasknud ta õlast lahti, ei karvagi, isegi mitte sekundiks. See ei teeks haiget, see oleks tervislik, kui nad seda ei tõmbaks; kuid neist lahti saada oli võimatu.
    Ta avas silmad ja vaatas üles. Öö must varikatus rippus söevalguse kohal arshin. Selles valguses lendasid langeva lume osakesed. Tushin ei tulnud tagasi, arst ei tulnud. Ta oli üksi, ainult mõni sõdur istus nüüd alasti teisel pool tuld ja soojendas oma kõhnat kollast keha.
    "Mind pole kellelegi vaja! - mõtles Rostov. - Pole kedagi, kes saaks aidata ega kahetseda. Ja ma olin kord kodus, tugev, rõõmsameelne, armastatud. "Ta ohkas ja ohkas tahtmatult ohkega.
    - Oh, mis teeb haiget? - küsis sõdur, raputades särki tule kohal, ja vastust ootamata urises ja lisas: - Kunagi ei tea, kui palju inimesi on päevas ära hellitatud - kirg!
    Rostov ei kuulanud sõdurit. Ta vaatas lõkke kohal lehvivaid lumehelbeid ja meenutas Vene talve sooja, heleda maja, koheva kasuka, kiirete saanide, terve keha ning kogu pere armastuse ja hoolitsusega. "Ja miks ma siia tulin!" ta mõtles.

    Cassini-Huygensi missioon on märkimisväärne verstapost kosmoseuuringute ajaloos, mille käigus sai Cassini orbitaaljaamast esimene Saturni tehissatelliit ning Huygensi maandur tegi esimese pehme maandumise välises päikesesüsteemis Titani pinnal.

    “Rõngastatud” planeedi saladuste väljaselgitamiseks

    Selle sensatsioonilise kosmosemissiooni kohta kirjutas füüsika- ja matemaatikateaduste doktor L. Ksanfomality järgmist: „Kaasaegse tehnoloogia saavutused on hämmastavad. 1997. aastal teele saadetud Cassini-Huygensi kosmoselaev läbis turvaliselt 4 miljardit kilomeetrit ja jõudis oma teekonna sihtpunkti. Teel tegi ta värvifotosid Saturni pinnast, selle kõige kaugemast satelliidist Phoebest ja hiidplaneedi rõngastest. Ja kui Cassinist eraldatud Huygensi uurimisaparaat maandus Päikesesüsteemi suurima kuu Titani pinnale, kuulsid inimesed Maal kauge planeedi atmosfääris tuult, nägid selle pinnal mägesid, tasandikke ja jõgesid. ...”

    Esimesi kauge, salapärase Saturni uuringuid alustas Ameerika planeetidevaheline jaam Pioneer 11 ja jätkasid kuulsad Voyagers. Selle tulemusena said teadlased palju väärtuslikku teavet Saturni, selle rõngaste ja satelliitide kohta, kuid nad ei suutnud kunagi näha selle salapärase planeedi pinda. Tekkis ettepanek alustada uut projekti, et täita lüngad teadmistes Saturni ja selle perekonna kohta.

    Selle projekti kehastus oli Cassini-Huygensi missioon, mis hõlmas NASA, ESA (Euroopa Kosmoseagentuur) ja Itaalia Kosmoseagentuuri (ASI). Peamised rahalised kulud (2,6 miljardit dollarit) kandsid ameeriklased, ESA eraldas 500 miljonit ja Itaalia kosmoseagentuur - 160. NASA teadlased lõid Cassini jaama, Euroopa Kosmoseagentuur - Huygensi sondi ja Itaalia insenerid kavandasid pika- kaugusantenni side ja radari kõrgusmõõtur (RADAR). Väärib märkimist, et üldiselt osalesid Cassini ja Huygensi loomises teadlased ja insenerid 17 riigist.

    Cassini jaam sai nime 17. sajandi prantsuse teadlase Giovanni Cassini järgi, kes 1675. aastal avastas, et Saturni rõngas koosneb paljudest kontsentrilistest rõngastest. Huygensi sond sai nime 17. sajandi Hollandi teadlase Christian Huygensi järgi, kes nägi 1655. aastal esimesena Titanit ja avastas 1656. aastal Saturni rõngad.

    Uued satelliidid, tohutud tormid ja muud avastused

    15. oktoobril 1997 käivitati Cassini koos Huygensiga, mis oli jaama külge kinnitatud. Seade viidi kosmosesse spetsiaalse kanderaketi Titan-4 B ja täiendava Centaur võimendusüksuse abil. Algselt sihtis Cassini Veenust, selle kiirendamiseks kasutas seade kahe aasta jooksul kolme planeedi gravitatsioonivälju. Enne Saturnile jõudmist olid kõik selle süsteemid nn unerežiimis, alles 2000. aasta talvel muutus Cassini aktiivseks ja hakkas teadlasi rõõmustama ainulaadsete andmetega Päikesesüsteemi sügavustest.

    30. detsembril 2000 sooritas seade manöövri Jupiteri gravitatsiooniväljas, seejärel lähenes hiidplaneedile minimaalse vahemaa tagant. Cassini tegi Jupiterist palju värvipilte ja viis läbi mitmeid teaduslikke mõõtmisi. Enne lähimat lähenemist Saturnile 11. juunil 2004 möödus Cassini oma satelliidist Phoebusest ja Maale edastati ainulaadsed kujutised kosmilisest kehast. Selgus, et see umbes 200 km suurune satelliit on ebakorrapärase kujuga ja väga sarnane asteroidiga. Oli võimalik kindlaks teha, et satelliit koosneb peamiselt jääst ja on struktuurilt lähemal komeetidele kui asteroididele. Teadlased tervitasid entusiastlikult neid esimesi missiooni tulemusi, kuid neid ootasid veelgi sensatsioonilisemad andmed.

    Missiooni olulisim etapp oli sõiduki sisenemine Saturni orbiidile, mis viidi läbi 1. juulil 2004 spetsiaalse pidurdusmanöövri abil. Cassini suutis isegi kahe rõnga (F ja G) vahelt läbi sõita, kuigi mitut kokkupõrget vältimata. Õnneks ei kaotanud seade oma funktsionaalsust ja lähenes edukalt Saturnile võimalikult lähedale ning sai selle satelliidiks. Järgmise nelja aasta jooksul tegi see 74 pööret, uurides Saturni ja selle kuude pinda.

    2004. aastal avastasid teadlased Cassini pilte uurides kolm Saturni noorkuud. Muidugi olid need väikesed, 2005. aasta alguses pandi neile nimed Metona, Pallene ja Polydeuces. 1. mail 2005 avastati Keeleri lõhest satelliit nimega Daphnis. Nagu Kuu Pan, paiknes ka selle orbiit rõngaste sees. Cassini avastas ka kuud Anfa, Aegeon ja S/2009 S 1.

    Missiooni käigus uuriti üksikasjalikult Saturni ja selle paljude kuude pinda: Mimas, Rhea, Phoebus, Titan, Tethys, Dione ja Hyperion, samuti Epimetheus. Cassini abiga said teadlased Saturni rõngaste süsteemi üksikasjalikult uurida ja selle satelliitide olemuse kohta palju teada saada. 5. septembril 2005 tehtud piltidel on näha "kodarad" rõngastes, mille astronoomid avastasid esmakordselt 1977. aastal. Hiljem, 1980. aastatel, kinnitas Voyagers nende kohalolekut. Siiani on teadlased nende "kodarate" moodustumise mehhanismi üle hämmingus.

    Cassini abiga oli võimalik avastada Enceladusel kuuma voogu ja sellel satelliidil veejää olemasolu. Veeookeani olemasolu märkide avastamine Enceladuse sügavustest võimaldas otsida elu hiiglaslike planeetide väikestel kuudel. Cassini aitas lahendada ka Iapetuse kahepalgelise olemuse mõistatust, mis tegi teadlastele pikka aega muret. Selgus, et kogu asi oli tume tolm, mis kattis Kuu esiosa Iapetuse orbitaaltrajektoori ajal. Tume ala neelas energiat ja soojenes, samas kui saastamata ala jäi jahedaks. Iapetuse pika pöörlemisperioodi tõttu tekkis vastav kahepalgelise satelliidi visuaalne efekt.

    15. aprillil 2008 teatas NASA missiooni pikendamisest kuni 2010. aasta juulini. Missiooni uus etapp hõlmas 60 täiendavat möödalendu ümber Saturni, 26 lähenemist Titanile, 7 Enzladile ning ühte Dione, Rhea ja Helena suunas. Cassini pidi jätkama Saturni, selle rõngaste ja magnetosfääri uurimist. 3. veebruaril 2010 teatati järjekordsest missiooni pikendamisest kuni 2017. aasta septembrini. Missiooni teine ​​uus etapp sisaldab 155 täiendavat orbiiti ümber Saturni, 54 lähenemist Titanile ja 11 lähenemist Enceladusele, millest teadlased on väga huvitatud.

    Ja Titanil sajab jälle...

    Noh, nüüd on aeg meenutada Huygensit, sest pole asjata, et Cassini "kandis" seda sondi nii pikka aega. 2004. aasta detsembri keskel eraldus Huygens edukalt orbiidist ja alustas iseseisvat teekonda. 14. jaanuaril 2005 alustas ta laskumist Titani pinnale. Muidugi oli raske ette kujutada, kuidas selle maandumine kulgeb, nii et Huygensi projekti juhtkond ütles, et seadme peamine ülesanne oli uurida satelliidi atmosfääri, kuid mis puudutab selle "kinnitamist", siis see sõltub teie õnne.

    Kõik läks aga ülimalt hästi, kolm avatud langevarju aeglustasid seadme 2 tundi 28 minutit kestnud laskumise kiiruse Titani pinna puudutamise hetkel 4,5 m/s. Laskumise käigus mõõdeti atmosfääri parameetreid ja pildistati Saturni satelliidi pinda. 25 km kõrgusel oli pind peaaegu nähtamatu, peitis metaaniudu. 19 km kõrgusel udu kadus, kuid tekkisid üsna tihedad pilved. Aga alla 18 km muutus nähtavus päris korralikuks.

    Tasub meenutada, et Huygensist sai esimene Maa sond, mis maandus Kuud arvestamata ühe planeedi satelliidile, samuti esimene aparaat, mis maandus Päikesesüsteemi perifeerias asuva taevakeha pinnale. 3 tundi ja 44 minutit edastas Huygens Maale teavet. Sond tegi Titanist ja selle atmosfäärist ligi 350 fotot, salvestas maandumiskohas märatsevate tuulte helid ja puuris isegi väikese sondiga pinnasesse. Ootuspäraselt osutus temperatuur Titani pinnal miinus 179 kraadi Celsiuse järgi, seetõttu ei saanud sond muidugi kaua töötada, kuid täitis oma ülesande suurepäraselt. Huygensi edastatud pilt Titani pinnast on mõneti sarnane Marsi kivikõrbega.

    Titanil oli vedelate süsivesinikega täidetud järvi, mille läbimõõt ulatus ühest kuni kümne kilomeetrini. 13. märtsil 2007 tegi missiooni juhtkond sensatsioonilise avalduse tõeliste merede avastamise kohta Titani põhjapoolkeral, millest üks on suuruselt isegi suurem kui meie Kaspia meri. Paljud teadlased väidavad, et Titani maastik meenutab Maa oma – mäed, järved, mered... Cassini ja Huygensi saadud andmed viitavad sellele, et Titani sees on kivi- või raudtuum ning selle vahevöö koosneb mitmesaja kilomeetri paksusest jääkihist. .

    Radariandmed ei võimalda muidugi kindlaks teha, millised süsivesinikud täidavad Titani järvi ja meresid; teadlased väidavad, et need võivad olla metaan ja etaan ning nad lubavad ka teatud kogust vedelat lämmastikku. Paljudel fotodel on kujutatud hargnenud kanaleid, mis suubuvad kohalikesse järvedesse ja meredesse, on võimalik, et neist võivad voolata jõed või ajutised ojad.

    Huvitav on see, et peale Titani ja päikesesüsteemi pole ühelgi satelliidil atmosfääri. Miks Titanil see on?

    Titanit peeti paljulubavaks elu avastamiseks; Teadlaste sõnul võib selle tihe atmosfäär tekitada kasvuhooneefekti ja elusorganismidele üsna vastuvõetava pinnatemperatuuri. Lisage sellele metaani ja muude orgaaniliste komponentide olemasolu ja saate aru nende suurenenud huvist selle satelliidi vastu, kes on hõivatud universumis elu otsimisega.

    Nagu Maal, on ka Titani atmosfääri põhikomponendiks molekulaarne lämmastik (umbes 85%), ülejäänud 15% moodustavad argoon, metaan ja väiksemad komponendid. Teadlaste jaoks jääb lämmastik-15 isotoobi kolmekordne liig Titani atmosfääris Maaga võrreldes saladuseks lämmastiku-14 suhtes.

    Kahtlemata õnnestus Cassini-Huygensi missioon täielikult. Teadlaste oletus leidis kinnitust, et Titan sarnaneb Maaga, nagu ta oli enne elu algust sellel, 4 miljardit aastat tagasi. Nii saavad teadlased Titanit uurides heita pilgu meie planeedi kaugemasse minevikku, võib öelda, et teha omamoodi rännak ajamasinas.

    15. septembril 2017, umbes kell 14.55 Moskva aja järgi, lõpetas seni kõige üksikasjalikuma Saturni pildi koostanud kosmoselaev Cassini oma mitmeaastase missiooni. Nüüd teame tänu Cassinile noorkuu maailmadest, kus elu võis tekkida, tohutute ja hämmastavate rõngaste ehitusest, aga ka kolossaalsetest tormidest, mis gaasigigandil eksisteerivad. Seade kogus tohutul hulgal andmeid päikesesüsteemi ainsa satelliidi kohta, millel on oma atmosfäär - Titani. Ühe keerukaima, kallima ja edukama planeetidevahelise missiooni mälestuseks teeme ettepaneku meenutada selle peamisi tulemusi.

    Kakskümmend aastat tagasi

    Cassini-Huygensi missiooni arendamist alustas 1982. aastal USA riikliku teaduste akadeemia ja Euroopa teadusfondi ühine töörühm. Seadme loomisel osales 19 riiki ja kolm kosmoseagentuuri (NASA, ESA ja Itaalia kosmoseagentuur). Selleks ajaks oli rõngastatud planeeti külastanud juba kolm kosmoselaeva – Pioneer 11 (1979), Voyager 1 (1980) ja Voyager 2 (1981). Varasemate missioonide üks peamisi avastusi oli see, et Saturni suurimal kuul Titanil on äärmiselt tihe atmosfäär, mis ei võimalda selle pinda otse uurida. Lisaks sai selgeks, et planeedi magnetvälja poolused langevad üllatavalt täpselt geograafiliste poolustega kokku - see ebatavaline leid muutis oluliselt keerulisemaks näiliselt lihtsa ülesande Saturnil päeva pikkuse väljaselgitamiseks.

    Uus ühismissioon pidi rohkem rääkima Saturni süsteemi omadustest. Esialgu pidi see kestma umbes kolm aastat ning teadlaste põhitähelepanu pöörati Titani ja Saturni atmosfäärile, gaasihiiglase magnetosfäärile, selle satelliitide geoloogiale ja rõngasüsteemi koostise analüüsile.

    15. oktoobril 1997 startis seade Canaverali neemelt. Teekond Saturnile kestis üle kuue aasta – Cassini sooritas gravitatsioonimanöövreid Veenuse (kaks korda), Maa ja Jupiteri lähedal ning jõudis eesmärgini alles 2004. aasta suvel. Hilisemate avastuste tulemusel pikendati missiooni kolm korda: esmalt kahe aasta võrra Saturni pööripäeva tõttu, seejärel veel kuue aasta võrra aastaaegade vahetumise ajal ja lõpuks "Grand Finale" - viimane neljakuuline etapp.

    Maandumine Titanile

    Üks missiooni muljetavaldavamaid tulemusi oli Huygensi sondi maandumine Titanile 14. jaanuaril 2005. aastal. See on ainulaadne tiheda atmosfääriga satelliit (poolteist korda tihedam kui Maa oma), ainus selline objekt kogu päikesesüsteemis. Sondi väljatöötamisel võtsid teadlased arvesse mitmeid teooriaid, mille kohaselt võib Titan olla kaetud metaani ookeanis, Huygens oli valmis nii pritsimiseks kui ka maandumiseks kindlale pinnasele. Nagu hiljem selgus, on Titanil tegelikult reservuaarid vedelate – ammoniaagi-metaani meredega, kuid need hõivavad satelliidist suhteliselt väikese osa.

    Huygens mitte ainult ei uurinud atmosfääri koostist (pinna lähedal ulatub metaani osakaal viie protsendini, ülejäänu koosneb lämmastikust), vaid mõõtis ka tuulte kiirust satelliidi pinna lähedal – see osutus umbes mitmeks meetriks. sekundis, mis on võrreldav nõrkade maapealsete tuultega. Samuti edastas sond pilte Titani pinnalt ja isegi salvestatud helid, ümbritseb teda laskumise ajal. Hilisem Huygensi ja Cassini andmete ühisanalüüs näitas, et satelliidi pinna all on tohutu veeookean.

    Teadlased on ka näidanud, et Titanil on looduses oma veeringe analoog, vee rolli mängib selles vaid metaan. Nii nagu Maal sajab vett, esineb Titanil perioodiliselt metaanivihma ning satelliidi pinnal olevate kivimite reljeef ja kuju viitavad vedelikuvoogude olemasolule.

    Huygensi tegevus Titanil on seni ainus edukas maandumine välises päikesesüsteemis.

    Saturni kohal olevad pilved näevad kaugelt välja nagu kosmilise pintsli tõmbed - see on planeedi atmosfääri vedelate komponentide koostoime mõju

    Enceladuse geisrid

    2005. aastal näitasid Cassini kogutud fotod ja muud andmed, et vähemalt üks Saturni kuudest oli geoloogiliselt aktiivne. Kui varem arvati, et see on võimatu, kuna satelliidid olid maha jahtunud ja asusid Päikesest liiga kaugel, siis Enceladuse lõunapooluse kohal nägi seade selgeid geisrite jälgi - 250-kilomeetriseid veesambaid, mis purskasid sealt välja. pinna all. Nende allikateks osutusid pikad vead satelliidi jäisel pinnal - nn tiigritriibud.

    Järgnevatel aastatel pühendati märkimisväärne osa missiooni jõupingutustest nende ploomide uurimisele. Esiteks tõestasid teadlased, et nende allikas ei ole isoleeritud veehoidla, nagu subglatsiaalne järv, vaid kogu satelliidi kattev globaalne ookean. Selle sügavus on hinnanguliselt 45 kilomeetrit, jää paksus selle kohal ulatub kahest kuni kahekümne kilomeetrini.

    Peaaegu kaks aastat tagasi tegi seade ohtliku manöövri, lennates satelliidi pinnast vaid 49 kilomeetri kõrgusel läbi veekogude. Selle massispektromeetrid tuvastasid heitkogustes suures koguses vesinikku, aga ka metaani ja süsinikdioksiidi. Nende kontsentratsioon ja ka nende olemasolu näitab, et ookeani põhjas toimuvad hüdrotermilised protsessid, mis võivad elusorganismidele energiat anda. Tänapäeval peetakse Enceladust üheks lootustandvamaks kohaks Päikesesüsteemis maavälise elu tekkeks.


    Saturn pööripäeval


    Sõrmuste sünd

    Sõrmused on ehk Saturni kõige äratuntavam tunnus. See on sadade tuhandete kilomeetrite ulatuses ulatuv tolmurõngaste süsteem, mille paksus on kohati vaid kümneid meetreid. Sõrmuste vanus ja täpne päritolu on siiani teadmata. Astronoomid peavad seda süsteemi noore päikesesüsteemi prototüübiks, kus planeedid alles hakkasid moodustuma.

    Cassini paljastas selle süsteemi erakordse keerukuse ja muutlikkuse. Seega põhjustavad arvukad Saturni kuud oma gravitatsiooniga rõngastes mitmesuguseid keeriseid, nagu juhtub F-rõngas Pandora ja Prometheuse mõjul. Mõned rõngad alles moodustuvad, näiteks E-rõngas, mille materjali Enceladuse geisrid välja paiskavad.

    Tänu Cassinile avastati selles süsteemis uus objekt - Januse-Epimetheuse rõngas, mis tekkis Januse ja Epimetheuse kokkupõrgetes erinevate taevakehadega tolmust ja kivimiosakestest. Samuti võimaldasid seadme pildid tuvastada B-rõnga piiril hämmastavaid struktuure - omapäraseid "mägesid", mis tõusevad 2,5 kilomeetri kõrgusele rõngaste tasapinnast.

    Lisaks avastas seade rõngaid uurides vähemalt kaheksa uut Saturni satelliiti. Nende hulgas on Polydeuces, Pallene, Methone, Antha, Aegeon ja Daphnis. Nende taevakehade läbimõõt ei ületa mitut kilomeetrit.

    Saturni aastaajad

    Cassini üks peamisi eeliseid on selle pikk missiooni kestus. 13-aastase Saturni lähedal viibimise jooksul nägi seade planeedi aastaaegades mitmeid muutusi – põhjapoolkeral talvest suveni (Saturni aasta kestab peaaegu 30 Maa-aastat). Kuigi hiiglane on Päikesest kümme korda kaugemal kui Maa, põhjustavad valgustuse muutused siiski olulisi muutusi gaasihiiglase atmosfääris. Näiteks hiiglaslik kuusnurk, põhjapoolusel möllav korrapärase kuusnurkse kujuga torm, muutis missiooni käigus oma värvi sinisest kuldseks. Teadlased peavad selle põhjuseks keemilisi muutusi, mis toimuvad atmosfääris suve alguse tõttu suureneva päikesevalguse mõjul.


    Saturni põhjapoolus Päikese kiirtes. Hiiglaslik kuusnurk pooluse kohal – torm

    Veel üks gaasihiiglase nähtus on seotud aastaaegadega - “kodarate” moodustumine Saturni rõngastes. Need on piklikud kiilukujulised esemed, mis pöörlevad koos rõngastega, kuid asuvad nende kohal mingil kõrgusel. "Kodarad" avastasid Voyagers, kuid tänu Cassinile sai selgeks, et see on ilmselt perioodiline nähtus, mida täheldatakse Saturni talve lõpus.

    Aasta pärast Saturni pööripäeva, kui hiiglase põhjapoolkeral saabus kevad, avastasid teadlased Cassini piltidelt tohutu tormi. Selle pindala oli kaheksa korda suurem kui Maa pindala. Instrumentide näitude järgi tekkis tormis kuni kümme välku sekundis. Tõukejõuks osutus ka valgustuse muutmine.

    Magnetväli

    Üks Cassini ees seisvatest ülesannetest osutus selle jaoks üle jõu käivaks. Saturni magnetvälja igapäevaste muutuste põhjal pidi aparaat välja selgitama, milline on päeva tegelik pikkus planeedil. Tavaliselt täheldatakse selliseid võnkumisi siis, kui magnetväli on planeedi pöörlemisteljest veidi kõrvale kaldunud. Kuid Saturni puhul osutus magnetvälja ja pooluste vaheline kõrvalekalle alla 0,06 kraadi.

    Otsesed katsed mõõta pöörlemiskiirust magnetvälja kõikumiste põhjal andsid üsna suure hajumise – 10,6–10,8 tundi, olenevalt mõõtmishooajast ja poolkerast, mille kohal seade asus. Missiooni "Grand Finale" jaoks on kavas teha mitmeid lisamõõtmisi.

    Ja muidugi ei saa mainimata jätta sadu tuhandeid pilte, mille on teinud Cassini (osa neist oleme juba varem avaldanud – ja ) ning gigabaiti edastatud teaduslikke andmeid, mis ootavad veel töötlemist. Missiooni viimasel aktil tegi seade mitmeid ohtlikke mõõtmisi, millele varem ligi ei pääsetud. Viimase nelja kuu jooksul toimunud lähikohtumiste käigus (ainult paar tuhat kilomeetrit pilvedest kõrgemal) on sond uurinud üksikasjalikult Saturni gravitatsiooni- ja magnetvälju ning kogunud teavet siserõngaid moodustava materjali kohta. Kuni signaali kadumiseni jätkas Cassini massispektromeetrist reaalajas info edastamist, mis võimaldab määrata, millised ained seadet ümbritsevad. Nende analüüs võtab veel palju aega ja on täiesti võimalik, et selle tulemused toovad uusi avastusi – näiteks saab lõpuks lahenduse Saturni rõngaste vanuse mõistatus. Jääb vaid oodata uusi väljaandeid missioonimeeskonnalt ja loota rõngastatud planeedi süsteemi uurimise varajasele jätkumisele.

    Vladimir Korolev



    Saturni C- ja B-rõngaste seestvaade

    Tänu kosmosejaamale saime võimaluse Saturni ja tema kuud peaaegu otsepildis näha

    Moskva. 15. september. veebisait - Reedel kell 14:54 Moskva aja järgi lõppes kosmosesondi Cassini peaaegu 20 aastat kestnud missioon. Pärast mitut viimast lendu saadeti planeetidevaheline jaam Saturni atmosfääri, mille tihedates kihtides see põles.

    Sond edastas andmeid Päikesesüsteemi suuruselt teise planeedi atmosfääri kohta kuni selle lõpuni. Kogutud infost piisab paljudeks aastateks uurimistööks: seade edastas oma eluea jooksul Maale 453 048 fotot, mis on 635 GB teaduslikke andmeid. Kõik uued Cassini tehtud pildid on esitatud NASA veebisaidi spetsiaalsel lehel. Projekti kogumaksumus oli 3,9 miljardit dollarit.

    Kadestamisväärset pikaealisust ja vastupidavust näidanud Cassini jaama rekord on kindel: 293 tiiru ümber Saturni, millest 162 möödub selle satelliitide lähedalt, 7 avastati planeedi uut satelliiti: Methone, Polydeuces, Pallene, Daphnis, Antha, Aegeon ja S/2009 S 1 Sond avastas Saturni suuruselt kuuendal kuul Enceladusel ookeani, Titanilt aga ka ookeani, kolm merd ja sadu väikseid järvi.

    Sond sai nime Itaalia astronoomi ja inseneri Giovanni Cassini järgi. Selle missioon algas 15. oktoobril 1997 raketi TitanIVB/Centaur väljalennuga. Sellel oli NASA Cassini sond ja Euroopa Kosmoseagentuuri sond Huygens, mis oli selle külge kinnitatud ja oli mõeldud Saturni suurima kuu Titani uurimiseks.

    2004. aastal lendas Cassini gaasigigandi juurde ja eraldus Huygensist – ta suundus Titani poole. Huygensi missioon kestis 14. jaanuarini 2005 ja lõppes tund pärast Titanil maandumist, kuid selle suhteliselt lühikese aja jooksul tegi ta palju avastusi.

    Cassini missioon hõlmas rõngaste struktuuri, samuti Saturni atmosfääri ja magnetosfääri dünaamika uurimist.

    9. oktoobril 2008 oli Cassini sunnitud tegema oma kõige ohtlikuma manöövri – lendama kiirusega 17,7 km/s 25 km kaugusel Enceladust. See oli vajalik selle geisrite veeauru koostise analüüsimiseks.

    Kogu missiooni jooksul sooritas sond Enceladusest 23 möödalendu. Neist kümnel lähenes seade vähem kui 100 km kaugusele. Ta leidis, et satelliidi maa-alune ookean ei sobi maapealsetele eluvormidele, kuid geisrite eritistest avastas ta keemilisi elemente, mis võivad viidata orgaaniliste ainete tekkele satelliidi pinna all.

    Sondi missiooni pikendati mitu korda – esmalt pärast põhimissiooni täitmist 2008. aastal ja uuesti 2010. aastal. Seadme eluiga on aga siiski läbi saanud, kütusevarud on peaaegu otsa saanud. 4. aprillil 2017 teatati, et missioon lõpeb 15. septembril 2017.

    Teadlased on välja arvutanud, et kui kosmoselaev Enceladuse peale kukub, võivad maapealsed bakterid satelliidile sattuda. Seetõttu tehti otsus saata Cassini Saturnile.

    Sondi viimane missioon kandis nime Grand Finale. See koosneb kontrollitud kukkumisest planeedi atmosfääri pärast mitut viimast möödalendu. Selle aja jooksul järgis jaam spiraalset trajektoori ja tegi 22 "sukeldumist" planeedi pinna ja selle rõngaste vahelises 2000-kilomeetrises ruumis.

    Viimased pildid tegi sond mitu tundi enne atmosfääri sisenemist. Planeedile lähenedes pöördus jaama antenn Maa poole, mis edastas spektromeetrite kogutud andmeid Saturni atmosfääri kohta. Viimase missiooni tulemusena saavad teadlased suurel hulgal teavet planeedi enda ja selle rõngaste süsteemi kohta.

    mob_info