Suunniteltu online-laskelmaan ovulaation ajanjaksosta, edullisista ja turvallisista päivistä...
Avaruusaseman ansiosta saimme mahdollisuuden nähdä Saturnuksen ja sen satelliitit melkein livenä
Moskova. syyskuun 15. päivä. nettisivut - Perjantaina klo 14.54 Moskovan aikaa Cassini-avaruusluotaimen lähes 20 vuotta vanha tehtävä päättyi. Useiden viimeisten lentojen jälkeen planeettojenvälinen asema lähetettiin Saturnuksen ilmakehään, jonka tiheissä kerroksissa se paloi.
Luotain välitti tietoja aurinkokunnan toiseksi suurimman planeetan ilmakehästä sen loppuun asti. Kerätyt tiedot riittävät useiden vuosien tutkimukseen: laite välitti elämänsä aikana 453 048 valokuvaa Maahan, tämä on 635 Gt tieteellistä tietoa. Kaikki Cassinin ottamat uudet kuvat on esitelty NASAn verkkosivuston erityisellä sivulla. Hankkeen kokonaiskustannukset olivat 3,9 miljardia dollaria.
Kadehdittavan pitkäikäisyyttä ja kestävyyttä osoittaneella Cassini-asemalla on vankka ennätys: 293 kierrosta Saturnuksen ympäri, joista 162 kulkee sen satelliittien läheltä, 7 löydetty planeetan uutta satelliittia: Methone, Polydeuces, Pallene, Daphnis, Anfa, Egeon ja S / 2009 S 1 Luotain löysi valtameren Saturnuksen kuudenneksi suurimmalta kuulta Enceladukselta sekä valtameren, kolme merta ja satoja pieniä järviä Titanilta.
Luotain on nimetty italialaisen tähtitieteilijän ja insinöörin Giovanno Cassinin mukaan. Sen tehtävä alkoi 15. lokakuuta 1997 TitanIVB/Centaur-raketin laukaisulla. Siinä oli NASAn Cassini-avaruusalus ja siihen kiinnitetty Euroopan avaruusjärjestön Huygens-luotain, joka oli suunniteltu tutkimaan Titania, Saturnuksen suurinta kuuta.
Vuonna 2004 Cassini lensi kaasujättiläiselle ja erosi Huygensista - hän suuntasi kohti Titania. Huygensin tehtävä kesti tammikuun 14. päivään 2005 ja päättyi tunti Titanille laskeutumisen jälkeen, mutta hän teki monia löytöjä tässä suhteellisen lyhyessä ajassa.
Cassinin tehtäviin kuului renkaiden rakenteen sekä Saturnuksen ilmakehän ja magnetosfäärin dynamiikan tutkiminen.
9. lokakuuta 2008 Cassini pakotettiin tekemään vaarallisimman liikkeen - lentää nopeudella 17,7 km / s 25 km Enceladuksesta. Tämä oli tarpeen sen geysirien vesihöyryn koostumuksen analysoimiseksi.
Koko operaation ajan luotain teki 23 ohilentoa Enceladuksesta. Heistä kymmenessä laite lähestyi alle 100 km:n etäisyydeltä. Hän havaitsi, että satelliitin maanalainen valtameri on vähän hyödyllinen maanpäällisille elämänmuodoille, mutta sitä löytyy geysirien eritteistä kemiallisia alkuaineita, mikä voi viitata orgaanisen aineen muodostumiseen satelliitin pinnan alle.
Luotain tehtävää on jatkettu toistuvasti - ensin päätehtävän valmistumisen jälkeen vuonna 2008 ja uudelleen - vuonna 2010. Laitteen resurssit kuitenkin loppuivat, polttoaine melkein loppui. 4. huhtikuuta 2017 ilmoitettiin tehtävän päättymisestä 15. syyskuuta 2017.
Tiedemiehet ajattelivat, että jos laite putoaisi Enceladuksen päälle, maanpäälliset bakteerit voisivat päästä satelliitin päälle. Siksi päätettiin lähettää Cassini Saturnukseen.
Luotain viimeinen tehtävä oli nimeltään Grand Finale ("Big Finale"). Se on hallittu putoaminen planeetan ilmakehään useiden viimeisten ohilennusten jälkeen. Tänä aikana asema seurasi spiraalirataa ja teki 22 "sukellusta" planeetan pinnan ja sen renkaiden välisessä 2000 kilometrin tilassa.
Luotain otti viimeiset kuvansa muutama tunti ennen paluuta ilmakehään. Lähestyessään planeettaa aseman antenni, joka kääntyi kohti maata, välitti spektrometreillä kerättyä tietoa Saturnuksen ilmakehästä. Lopullisen tehtävän tuloksena tutkijat saavat suuri määrä tietoa itse planeettasta ja sen rengasjärjestelmästä.
Viimeisten 13 vuoden ajan Cassini-avaruusalus on hiljaa muuttanut käsitystämme aurinkokunnasta. Cassini-tehtävä, NASAn ja Euroopan avaruusjärjestön 3,62 miljardin dollarin yhteisprojekti, oli tutkia kaasujättiläistä Saturnusta ja sen monia kuita. Mutta huomenna tämä tehtävä tulee kirjaimellisesti polttavaan loppuun. Perjantaina kello 19.55 ET, Maa lopettaa tietojen vastaanottamisen Cassinilta, koska laite putoaa meteorin nopeudella Saturnuksen ilmakehään ja tuhotaan tarkoituksella. Tähtitieteilijät ovat valmistautuneet tähän hetkeen monta vuotta.
Kaikki avaruusaluksen instrumentit toimivat edelleen hyvin, mutta pitkä tehtävä on käyttänyt lähes kaiken ponneaineen, joka tarvitaan luotaimen kiertoradan korjaamiseen Saturnuksen ympäri. Mutta sen sijaan, että aluksen olisi vain annettu riistäytyä hallinnasta ja mahdollisesti kaatua jonnekin muualle, tehtävänohjausryhmä ohjelmoi luotain tietokoneen palaamaan Saturnuksen ilmakehään pelastaakseen planeetan kuut ja niiden mahdolliset elämänmuodot.
Kaikista tämän avaruusaluksen ansioista huolimatta Cassini on niin sanotusti aina ollut ulkopuolinen. Sen tehtävä ei ole ollut yhtä näyttävä kuin Pluton ohi lentänyt New Horizons -lento tai mikään muu Marsiin liittyvä tehtävä, jonne Yhdysvaltain virasto on lähettänyt useamman kuin yhden laskeutujan ja mönkijän viimeisen parin vuosikymmenen aikana. Saturnukseen liittyvät aiheet nousivat harvoin otsikoihin. Hyytyksen puute ei kuitenkaan millään tavalla vähentänyt Cassinin tekemien löytöjen tieteellistä merkitystä.
Jos hylkäämme muodollisuudet, se alkoi 15. lokakuuta 1997, kun Cassini laukaistiin Maan kiertoradalle Titan IVB / Centaur -kantoraketilla. Laukaisu oli yhteinen – kantoraketti laittoi kiertoradalle myös Euroopan avaruusjärjestön rakentaman Huygens-luotaimen. Tämä ajoneuvo oli suunniteltu laskeutumaan Saturnuksen suurimmalle kuulle Titanille, josta se voisi välittää tieteellistä tietoa maan tutkijoille.
Laukaisu ei sujunut ilman tapauksia. Jotkut protestoivat Cassinin laukaisua vastaan peläten ympäristön saastumista plutoniumpolttoaineella, jonka pohjalta avaruusalusta käytetään. Ennen Cassinin laukaisua fyysikko Michio Kaku totesi, että jos laukaisu epäonnistuu ja raketti räjähtää, radioaktiivista materiaalia sataa ihmisiin laukaisukompleksin lähellä. NASA ja valtion virastot vakuuttivat nopeasti kaikille, että tällainen tilanne oli yksinkertaisesti mahdoton. Onneksi laukaisu sujui lopulta ilman ongelmia.
Kaksi avaruusalusta saapui Saturnukseen 7 vuotta sen jälkeen, kun ne laukaistiin Cape Canaveralin laukaisukompleksista. Huygens laskeutui Titanille 14. tammikuuta 2005. Sittemmin Cassini on kiertänyt planeetan ja sen kuut ympäri. Hänen ansiosta saimme mahdollisuuden tarkastella tätä järjestelmää uudella tavalla, ymmärtää planeetan renkaiden piirteitä.
satelliitteja
Cassinin havainnot ovat paljastaneet paljon tämän jättimäisen rengasplaneetan kuista jättiläisestä Titaanista pieneen kuuhun Daphnikseen. Saturnus ja sen kuut voidaan kirjaimellisesti nähdä pienoiskoossa aurinkokuntana.
Pannu (samanlainen kuin kokkare)
5 parasta Cassinin löytöä
On vaikea luetella kaikkea Cassinin panosta planeettitieteeseen 13 vuoden aikana, mutta ei ole ollenkaan vaikeaa ymmärtää, kuinka paljon tämä tehtävä merkitsee tiedemiehille maan päällä. Alla on vain muutamia tärkeimmistä löydöistä, jotka tämä luotain on tehnyt yli vuosikymmenen toimintansa aikana.
Cassini ei vain havainnut, vaan myös lensi Enceladuksen maanalaisesta valtamerestä avaruuteen ammutun nestemäisen veden ulospuhalluksen läpi. Löytö oli hämmästyttävä. Satelliittimerellä on todennäköisesti oikea kemiallinen koostumus, joka on välttämätön elämälle, mikä tekee siitä yhden halutuimmista kohteista, kun etsitään maapallon ulkopuolista elämää aurinkokunnassa.
Katsomalla Titania saimme tietää enemmän itsestämme. Yhden Saturnuksen suurimmista kuuista tutkiminen on paljastanut meille nestemäisen metaanijärvien ja hiilivetydyynien monimutkaisen maailman. Kouluttamattomalle tarkkailijalle Titan saattaa näyttää maapallolta samanlaiselta, mutta se on selvästi vierasplaneetta, joka on täydellinen esimerkki planeettojen monimuotoisuudesta.
Ennen kuin Cassini lähetettiin Saturnukseen vuonna 1997, tiedemiehet tiesivät vain 18 kuun olemassaolosta, jotka kiertävät rengasjättiläistä. Kun avaruusalus on liikkunut kohti tätä planeettaa seitsemän vuoden ajan, tutkijat ovat löytäneet 13 muuta satelliittia. Tänään Cassinin ansiosta saimme kuitenkin selville, että Saturnus on jopa 53 kuun "isä".
Cassini on ottanut todella vaikuttavia kuvia Saturnuksesta historiansa aikana, mutta ehkä vaikuttavimmat mutta ainutlaatuisimmat ovat valokuvat planeetan napoista. Pystyimme näkemään yksityiskohtaisesti Saturnuksen pohjoisnavalla raivoavaa voimakasta myrskyä ympäröivän kuusikulmaisen ilmakehän virtauksen. NASAn mukaan tämän hurrikaanin pinta-ala on 50 kertaa suurempi kuin maan keskimääräisen hurrikaanin pinta-ala.
Ennen tehtävän huippua Cassini asettui planeetan renkaiden ja itse Saturnuksen väliin. Ja kuten kävi ilmi, täällä on uskomattoman rauhallista. Sen sijaan, että odotettavissa olevat pölypyörteet leviäisivät planeetan ja renkaiden välillä, Cassini on löytänyt täysin tyhjän tilan osana viimeisintä kiertoratalentoaan.
Tehtävä, jota kaipaa
Vaikka, kuten edellä todettiin, Cassini-tehtävä ei ollut yhtä kirkas kuin Marsin tehtävä, se osoittautui erittäin hyödylliseksi nykyajan tähtitiedelle. Joka kuukausi luotain lähetti todella ainutlaatuisia, ennennäkemättömiä kuvia ja uutta tieteellistä tietoa takaisin Maahan. Monet pyrkivät tähtitieteilijät ovat rakentaneet uransa näiden tietojen ympärille.
Tehtävän loppuun saattaminen on todellinen menetys tiede- ja näennäistieteelliselle yhteisölle. Varsinkin kun otetaan huomioon se tosiasia, että Jupiterin kuuta Europaa tutkivaa luotainta lukuun ottamatta NASA:lla ja muilla avaruusjärjestöillä ei ainakaan näkyvässä tulevaisuudessa ole suunnitelmia jatkaa aurinkokunnan kaukaisten maailmojen, kuten Saturnuksen ja Neptunuksen, horisonttien tutkimista. ja Uranus.
Laite teki tehtävänsä aikana 293 kierrosta Saturnuksen ympärillä, joista se teki 162 kulkua läheltä satelliittejaan ja löysi 7 uutta, välitti 453 048 valokuvaa Maahan osana 635 Gt tieteellistä dataa ja siitä tuli 3 948 tieteellisen julkaisun lähde. Hän löysi valtameren Enceladukselta sekä valtameren, 3 merta ja satoja pieniä järviä Titanilta. Noin 5 tuhatta ihmistä 27 maasta osallistui tähän projektiin, ja sen kokonaiskustannukset olivat 3,9 miljardia dollaria, jossa alkuperäiset osakkeet jakautuivat seuraavasti: 2,6 miljardia dollaria NASA:lta, 500 miljoonaa dollaria Euroopan ESA:lta ja 160 miljoonaa dollaria Italian ASI:lta.
Cassinin muotoilu
Cassini-Huygensin laite testausvaiheessa. Pyöreä oranssi osa etualalla on Huygensin laskeutuminen Titanille, valkoinen osa on 4m Cassini-antenni/tutka
Laitteen kaavio eri kulmista:
Giovanno Cassinin mukaan (joka löysi Saturnuksen 2.–5. satelliitit) nimetty luotain on peräti 6,8 metriä korkea ja 4 metriä leveä ja sen kuivapaino 2150 kg (se oli kolmanneksi suurin planeettojen välinen luotain parin Neuvostoliiton jälkeen "Phobosov"). Saturnus saavuttaa vain 1,1 % käytettävissämme olevasta aurinkoenergiasta Maan kiertoradalla, joten luotain saa virtansa kolmesta RTG:stä, jotka ovat saman kokoisia kuin itse laite – niissä on 32,7 kg plutonium-238:aa (tämä on 3,6 kertaa enemmän kuin se). oli molemmat Voyagers alussa, 6,8 kertaa enemmän kuin Curiositylla ja ilmeisesti eniten plutoniumia NASA:lla tällä hetkellä:,). Laitteessa on 1630 erillistä elektronista komponenttia ja 22 tuhatta langallista liitäntää, joiden kaapelin kokonaispituus on 14 km, ja sitä ohjataan päällekkäisillä 1750A 16-bittisillä tietokoneilla (toinen ohjasi Titan IV -kantorakettia, joka laittoi laitteen kiertoradalle). Tieteelliset laitteet sisältävät 12 laitetta, jotka on ryhmitelty kolmeen ryhmään, jotka on suunniteltu 27 erilliseen tieteelliseen tutkimukseen:
Optiset etäisyysanturit:
1) Komposiitti-infrapunaspektrometri, mukaan lukien 3-alueen kamerat (CIRS); 2) laajakulmaiset ja kapeakulmaiset (halkaisijaltaan 33 cm) kamerat, joissa on useita suodattimia eri väreille ja CCD-matriiseja, joiden resoluutio on 1024x1024 pikseliä. (ISS); 3) ultraviolettispektrometri, mukaan lukien 4 teleskooppia (UVIS); 4) näkyvän ja infrapuna-alueen kartoitusspektrometri, joka jakaa näkemänsä valon 352 spektrin osaan (VIMS);
Magneettikenttien ja varautuneiden hiukkasten anturit:
Radioaaltoanturit:
11) halkaisijaltaan 4 metrin tutka, joka on suunniteltu Saturnuksen satelliittien kartoittamiseen (Tutka); 12) tieteellinen radioalajärjestelmä, joka koostuu 4 metrin pääantennista Saturnuksen, sen renkaiden ja satelliittien tarkkailuun radioaaltojen (RSS) kautta. Signaalin viive Saturnuksella on 68-84 minuuttia yhteen suuntaan.
Piikkien kautta Saturnukseen
Orbitaali- ja laskeutumisluotainten paino oli liian suuri laukaistavaksi suoraan Saturnukseen (350 kg Huygensillä laitteen kokonaispaino oli 2,5 tonnia) - vaikka otettaisiin huomioon se tosiasia, että Titan IV, jolla Cassini-Huygens lentokoneella oli 40 % suurempi hyötykuorma kuin Titan IIIE:llä, jolla Voyagers lensi. Siksi ajoneuvojen piti vaeltaa paljon aurinkokunnassa ja nostaa vauhtia gravitaatioliikenteellä kohdatakseen Saturnuksen: laukaisun jälkeen 15. lokakuuta 1997 5,7 tonnin painoinen kahden ajoneuvon nippu, joka oli täytetty 2978 kilolla polttoainetta, meni vastaan. Venus. Suoritettuaan 2 gravitaatioliikettä 26. huhtikuuta 1998 ja 24. kesäkuuta 1999 (joissa he lensivät vain 234 ja 600 km:n etäisyydelle planeetalta, vastaavasti), 18. elokuuta 1999 he palasivat hetkeksi Maahan (lentäen 1171 km:n päässä meistä). joka meni Jupiteriin.
Laitteen kapeakulmakameralla otettu kuva Kuusta lähellä ultraviolettivaloa noin 377 tuhannen km:n etäisyydeltä ja 80 μs:n suljinnopeudelta.
Lentäessään asteroidivyöhykkeen läpi laite tapasi 23. tammikuuta Mazursky-asteroidin: valitettavasti etäisyys oli 1,6 miljoonaa km ja itse asteroidi oli vain kooltaan 15x20 km, joten valokuva oli alle 10 x 10 pikseliä. 30. joulukuuta 2000 Cassini-Huygens tapasi Jupiterin ja hänen veljensä - Galileon, jonka tehtävä oli jo lähestymässä loppua (hän suoritti tehtävänsä lähes 14 vuotta sitten samalla epäitsekkäällä saavutuksella, jonka Cassini aikoo nyt suorittaa). Tämä neljäs painovoima-apu antoi lopulta kahdelle avaruusalukselle tarpeeksi nopeutta kohtaamaan Saturnuksen 1. heinäkuuta 2004, jolloin se oli matkustanut jo 3,4 miljardia kilometriä.
Jotta aikaa ei hukattu, lähetystyöryhmä käytti laitteen radioantenneja selventämään Shapiro-ilmiötä (hidastaa radiosignaalin etenemistä sen liikkuessa raskaan esineen gravitaatiokentässä). Mittaustarkkuus on nostettu aiemmista Vikings and Voyagers -tuloksista 1/1000 arvoon 1/51000. 10. lokakuuta 2003 julkaistut tulokset osuivat täysin yhteen yleisen suhteellisuusteorian ennusteiden kanssa.
Kaaviossa näkyy selvästi planeettojen kohtaamisen huiput (jonka jälkeen laite lisää nopeutta), pitkä laskeutuminen pienellä tauolla Jupiterissa (kun laite lensi kohtaamaan Saturnuksen, vaihtaen vähitellen liike-energiaa potentiaaliin, poistuen "gravitaatiosta" Auringon kaivo) ja sarja aallot lopussa (kun laite astui Saturnuksen kiertoradalle ja alkoi pyöriä kiertoradalla).
Kauan odotettu tapaaminen ja päätehtävä
27. toukokuuta 2004, ensimmäistä kertaa joulukuun 1998 jälkeen, Cassini käynnisti päämoottorinsa antaakseen laitteelle 34,7 m/s impulssin, joka tarvittiin korjaamaan sen lentoradan 11. kesäkuuta 2068 km:n päässä Phoebesta. , erittäin kaukainen Saturnuksen satelliitti, joka oletettavasti muodostui Kuiperin vyöhykkeelle ja jonka Saturnuksen vetovoima vangitsi myöhemmin. Tämän satelliitin kiertoradan valtavan säteen (keskimäärin noin 12,5 miljoonaa km) vuoksi tämä oli Cassinin ainoa tapaaminen tämän satelliitin kanssa.Heinäkuun 1. päivänä laitteen päämoottori käynnistettiin uudelleen (96 minuutiksi) pudottamaan 626 m / s nopeutta päästäkseen Saturnuksen kiertoradalle. Samana päivänä Methone löydettiin ja Pallena löydettiin uudelleen, mikä löydettiin toisesta Voyager-2-kuvista, mutta koska se ei ollut muissa kuvissa, taivaankappaleen kiertorataa ei voitu määrittää ja 25 vuoden ajan. sai merkinnän S / 1981 S 14. Heti seuraavana päivänä Cassini suoritti ensimmäisen Titanin ohilennon, 24. lokakuuta löydettiin toinen satelliitti (Polideucus) ja 24. joulukuuta pudotettiin Huygensin laskeutumisluotain.
14. tammikuuta 2005 Cassini toimi toistimena laskeutumisluotaimelle (josta keskustellaan alla), ja seuraavana päivänä laite pääsi mahdollisimman lähelle Titania ja löysi tutkaansa käyttämällä 440 kilometrin pituisen kraatterin. pinta. Toukokuun 6. päivänä löydettiin Daphnis-satelliitti, joka asuu Keelerin aukon reunalla:
42 kilometrin raon reunoilla havaittiin Daphniksen (jonka paino on vain 77 miljardia tonnia, mikä luo vetovoiman, joka on 25-100 tuhatta kertaa maapalloa alhaisempi) erittäin heikon vetovoiman aiheuttamia aaltoja:
Saturnuksen päiväntasaaja ja sen renkaiden taso on kallistettu 27° ekliptiikkaan nähden, jotta voimme tarkkailla Saturnuksen molempia napoja sekä tarkkailla sen renkaita ylhäältä ja alhaalta. Mutta koska niitä tarkkaillaan suuresta kulmasta ja suurilta etäisyyksiltä (1,2-1,66 miljardia km, riippuen Maan ja Saturnuksen suhteellisesta sijainnista) - siellä oli yksinkertaisesti mahdotonta nähdä mitään, joten sanotaan vaikka Saturnuksen kuusikulmio - vain ohi kulkevat matkailijat .
Luonnollinen värivalokuva Saturnuksesta, joka koostuu 36 Cassini-kuvasta, jotka on otettu 19. tammikuuta 2007 kolmella suodattimella (punainen, vihreä ja sininen). Kuvien valotus tehtiin sillä odotuksella, että renkaiden tummat alueet olisivat näkyvissä, joten Saturnuksen pinta osoittautui erittäin ylivalottuneeksi.
Vuonna 2005 havaittiin, että noin 250 kg vesihöyryä poistuu siitä joka sekunti Enceladuksen geysirien läpi nopeudella jopa 600 m / s. Vuonna 2006 tutkijat onnistuivat toteamaan, että he ovat materiaalin lähde toiseksi viimeiselle ja leveimmälle - E-renkaalle.
Avaruusalus lensi 22. heinäkuuta 2006 Titanin pohjoisten leveysasteiden yli ja ensimmäistä kertaa avaruusaluksen tekemässä tutkakartassa havaittiin tummia alueita, jotka osoittavat, että näissä paikoissa on pinnalla metaanijärviä. Tämän satelliitin 127 ohilennolla tutkittiin yksityiskohtaisesti monia sen pinnan osia, joista joissakin havaittiin dynaamisia muutoksia. Näihin kuului Ligeia-meri, jonka mitat ovat 420 x 350 km ja keskisyvyys noin 50 m ja maksimi yli 200 m (tutkan mittaama maksimi syvyys):
Aaltoja, pinnan alla tai yläpuolella olevia kiinteitä aineita tai kuplia nestepatsaassa (jotka vaikuttavat pinnan heijastavuuteen) pidetään todennäköisimpänä syynä tällaisiin mittauksiin.
30. toukokuuta 2007 löydettiin 2 kilometrin mittainen Anfa-satelliitti ja 10. syyskuuta laite ohitti vain 1600 km Iapetuksesta, mutta jo kuvia lähetettäessä laitteen tietokoneeseen pääsi kosmisen säteen hiukkanen, joka aiheutti sen. siirtyäksesi vikasietotilaan. Onneksi kuvia ei kadonnut. Vähän ennen tätä tapahtumaa Arthur Clarke sai videoonnittelun tästä tapahtumasta (yhden hänen tunnetuimmista romaaneistaan - "2001: A Space Odyssey" - yksi monoliitteista oli Iapetuksen pinnalla).
Videotervehdys ja sen käännös
Hei! Tämä on Arthur Clark, joka liittyy sinuun kotoani Colombosta, Sri Lankasta.
Olen iloinen saadessani olla osa tätä Cassini-lentoa Iapetuksesta.
Lähetän terveiset kaikille ystäville - kuuluisille ja tuntemattomille - jotka ovat kokoontuneet tähän tärkeään tilaisuuteen.
Olen pahoillani, etten voi olla kanssasi, koska olen pyörätuolissa polioon enkä aio lähteä uudelleen Sri Lankasta.
Kiitokset maailman laajuinen verkko Olen voinut seurata Cassini-Huygens-operaation edistymistä sen käynnistämisestä muutama vuosi sitten. Kuten tiedätte, olen enemmän kuin vain kiinnostunut Saturnuksesta.
Ja olin todella peloissani vuoden 2005 alussa, kun Huygens-luotain lähetti äänitallenteita Titanin pinnalta. Juuri tätä kuvailin vuonna 1975 ilmestyneessä romaanissani Earth Empire, jossa hahmoni kuuntelee tuulien puhaltamista aavikon tasangoilla.
Ehkä se oli esimakua tulevaisuudesta! Syyskuun 10. päivänä, jos kaikki menee suunnitelmien mukaan, Cassini tarkastelee lähimmän Iapetuksen, yhden Saturnuksen mielenkiintoisimmista kuuista.
Puolet Iapetuksesta on tummaa kuin asfaltti, kun taas toinen puoli on vaaleaa kuin lumi. Kun Giovanni Cassini löysi Iapetuksen vuonna 1671, hän näki vain valoisan puolen. Parhaan näkemyksemme saimme, kun Voyager 2 lensi sen ohi elokuussa 1981 - mutta se oli melkein miljoonan kilometrin päässä.
Toisaalta Cassini on ohittamassa hieman yli tuhat kilometriä Iapetuksesta.
Tämä on erityisen jännittävä hetki vuoden 2001: A Space Odyssey -faneille - koska yksinäisen astronautti David Bowmanin löytämästä Saturnuksen monoliitista on tullut portti tähtiin.
Romaanin 35. luku, nimeltään "Iapetuksen silmä", sisältää seuraavan kohdan:
Discovery lähestyi Iapetusta niin hitaasti, että liikettä ei juuri tuntunut ja oli mahdotonta huomata hetkeä, jolloin tapahtui hienovarainen muutos ja kosminen ruumis muuttui yhtäkkiä maisemaksi noin kahdeksankymmentä kilometriä aluksen alapuolella. Luotettavat nonirit antoivat viimeiset korjaavat iskut ja vaikenivat ikuisesti. Laiva saapui viimeiselle kiertoradalle: kiertoaika on kolme tuntia, nopeus vain tuhat kolmesataa kilometriä tunnissa. Suurempaa nopeutta tässä heikossa gravitaatiokentässä ei vaadittu. "Discoverysta" tuli satelliitin satelliitti.Yli 40 vuotta myöhemmin en muista, miksi sijoitin Saturnuksen monoliitin Iapetukselle. Noina avaruuskauden alun päivinä maassa olevat teleskoopit eivät pystyneet näkemään tämän taivaankappaleen yksityiskohtia. Mutta olen aina ollut outo kiehtova Saturnus ja sen kuuperhe. Muuten, tämä "perhe" kasvoi erittäin vaikuttavaa vauhtia: kun Cassini lanseerattiin, tiesimme vain 18 heistä. Ymmärtääkseni heitä on nyt 60, ja heidän määränsä kasvaa jatkuvasti. En voi vastustaa kiusausta sanoa:
Voi luoja, se on täynnä satelliitteja!
Elokuvassa Stanley Kubrick päätti kuitenkin sijoittaa kaiken toiminnan Jupiter-järjestelmään, ei Saturnukseen. Miksi tällainen muutos? No, toisaalta se teki juonesta selkeämmän. Vielä tärkeämpää on, että erikoistehosteosasto ei pystynyt tuottamaan Saturnuksen mallia, jota Stanley piti vakuuttavana.
Se tehtiin oikein, koska muuten elokuva olisi vanhentunut Voyager-tehtävän ohilennolla, joka esitti Saturnuksen renkaat tavalla, jota kukaan ei osannut edes kuvitella.
Olen nähnyt monia esimerkkejä Neptunuksesta kuvattuna taiteessa, joten pidän peukut pystyssä, kun Cassini lentää Iapetuksen ohi.
Haluan kiittää kaikkia, jotka osallistuivat tehtävään ja koko projektiin. Siitä saattaa puuttua miehitettyjen avaruuslentojen glamouria, mutta tiedeprojekti on elintärkeä ymmärtääksemme aurinkokuntaa. Ja kuka tietää – ehkä jonain päivänä selviytymisemme maan päällä riippuu siitä, mitä sieltä löydämme.
Tässä on Arthur Clarke, toivotan teille onnistunutta lentoa.
Iapetuksen kartta, jonka resoluutio on 400 m/piksel (alkuperäinen 5 Mt):
Noin 40 % tämän satelliitin pinnasta on tummia alueita, joiden albedo on 10 kertaa pienempi kuin vaaleiden alueiden. Nyt näin suuren eron lähteenä pidetään pölyn ja jään erottumisen vaikutusta, kun jää haihtuu tummista alueista ja laskeutuu vaaleille alueille, jolloin vaaleat alueet muuttuvat vielä vaaleammiksi ja tummat tummemmat. Syy siihen, että muut satelliitit käyttäytyvät "normaalisti", on se, että niillä on lyhyempi päivä, jolloin pinta ei ehdi lämmetä tarpeeksi.
Laajennus ja tehtävä "Cassini - Equinox"
1. heinäkuuta 2008 aloitettiin pidennetty 27 kuukauden Cassini-lento, joka sisälsi 21 ylimääräistä Titanin, 8 Tethyn, 7 Enceladuksen, 6 Miman ja yhden Dionen, Rhean ja Helenan ohitusta.15. elokuuta 2008 löydettiin Aegeon, joka, vaikka se oli nimetty hirviön mukaan, jolla oli 100 kättä ja 50 päätä, oli melkein vaaraton "kivi" halkaisijaltaan 500 m (se oli niin pieni, että sen mitat piti asettaa kirkkautta, joten emme tiedä tarkkaa tämän satelliitin muotoa). Ja lokakuun 9. päivänä Cassini suoritti vaarallisimman liikkeensä - lensi vain 25 km:n päässä Enceladuksesta (ja tämä nopeudella 17,7 km / s!). Tehtäväryhmä otti tällaisen riskialtis askeleen geysirien vesihöyryn koostumuksen suoran analyysin vuoksi.
Enceladuksen 23 ohilennolla koko tehtävän aikana (joista 10:ssä laite lähestyi alle 100 km:n etäisyydellä) havaittiin, että maanalainen valtameri on 11-12 yksikköä (mikä ei sovellu maanpäällisille elämänmuodoille), mutta geysirien eritteistä löytyi myös typpeä (4±1 %), hiilidioksidia (3,2±0,6 %), metaania (1,6±0,6 %) sekä jäämiä ammoniakista, asetyleenista, syaanivetyhaposta ja propaanista (mikä kertoo orgaanisten aineiden aktiivinen muodostuminen Enceladuksen pinnan alle). Valitettavasti laitteessa ei ole erityisiä instrumentteja monimutkaisten orgaanisten aineiden rekisteröimiseksi (koska ei ollut edes mahdollista olettaa, että laite löydettiin tehtävän suunnittelun aikana), joten vastaus kysymykseen "Onko mahdollista, että orgaanisten aineiden pinnan alla on elämää Enceladus?" Cassini lähti seuraajiensa luo.
26. heinäkuuta 2009 mennessä löydettiin viimeinen Cassinin löytämistä satelliiteista - 300 metrin S / 2009 S 1, joka löydettiin 36 kilometrin varjon vuoksi, jonka se heittää B-renkaan etäiselle reunalle, jota pitkin. sen kiertorata on:
Toinen laajennus ja Cassini Solstice -tehtävä
Helmikuussa 2010 päätettiin tehtävän lisälaajennus, joka alkoi jo syyskuussa ja jonka piti kestää toukokuuhun 2017, jolloin päätettiin laitteen lopullinen kohtalo. Se sisälsi 54 muuta Titanin ja 11 Enceladuksen ohilentoa.Cassinin ja hänen tiiminsä ponnistelut, jotka onnistuivat saamaan noin 400 miljoonan dollarin lisämäärärahat tehtävän seuraaville 7 vuodelle (noivat ohjelman kustannukset lähes 4 miljardiin dollariin), eivät olleet turhia: jo joulukuussa 2010 Enceladuksen kulkiessa laite totesi valtameren olemassaolon pohjoisnavan alla (myöhemmin havaittiin, että valtameri ei rajoitu napa-alueeseen). Samana vuonna Saturnuksen pinnalle ilmestyi uudelleen Suuri valkoinen piste - valtava myrsky, joka esiintyy Saturnuksen ilmakehässä noin 30 vuoden välein (Cassini oli erittäin onnekas tässä, ja hän onnistui rekisteröimään tällaiset myrskyt kahdesti - vuonna 2006 ja 2010). Laite tallensi 25. lokakuuta 2012 sisäänsä voimakkaan purkauksen, joka nosti ilmakehän stratosfäärikerrosten lämpötilaa 83 °C normaalin yläpuolelle. Siten tästä pyörteestä tuli aurinkokunnan myrskyistä kuumin, ohittaen jopa Jupiterin suuren punaisen pisteen.
"Päivä, jolloin maa hymyili"- Cassinin kuvantamisryhmän johtajan 19. heinäkuuta 2013 järjestämä projekti, jonka aikana Cassini otti kuvan koko Saturnusjärjestelmästä, joka sisälsi myös Maan, Kuun, Venuksen ja Marsin. Yhteensä otettiin 323 valokuvaa, joista 141 käytettiin edelleen mosaiikin kokoamiseen:
Maa on oikeassa alakulmassa, ja alkuperäinen ilman allekirjoituksia on (4,77 MB).
Samaan aikaan NASA käynnisti kampanjan "Aalto Saturnukselle" jonka aikana kerättiin 1 600 valokuvaa, joista koottiin mosaiikki 12. marraskuuta, joka ilmestyi New York Timesin kannelle samana päivänä (varovasti, alkuperäinen painaa 25,6 Mt):
Vuodesta 2012 vuoteen 2016 laite tallensi muutoksia Saturnuksen kuusikulmion värissä (kuvat vuosilta 2013 ja 2017, alkuperäinen 6 Mt):
"Huygens"
Laskeutumisluotain, joka on nimetty Christian Huygensin (Titanin löytäjä vuonna 1655, jolle luotain laskeutui) mukaan, on 318 kiloa painava laite, jonka halkaisija on 2,7 metriä ja jossa on 6 instrumenttisarjaa:
1) vakiotaajuinen lähetin, joka on suunniteltu mittaamaan tuulen nopeutta Doppler-ilmiön avulla (Doppler Wind Experiment - DWE);
2) anturit fyysiset ominaisuudet ilmakehät, jotka mittaavat ilmakehän tiheyttä, painetta ja sähkövastusta, sekä kiihtyvyysanturit kaikilla kolmella akselilla, jotka mahdollistavat yhdessä edellisen laitteen kanssa ilmakehän tiheyden asettamisen (Huygens Atmospheric Structure Instrument - HASI);
3) näkyvän ja infrapunaspektrin kamerat, rinnakkain kuvien saamisen, spektrin ja valaistuksen mittaamisen kanssa laitteen nykyisellä korkeudella (Descent Imager / Spectral Radiometer - DISR);
4) aerosolihiukkaspyrolysaattori, joka lämmittää kahdelta eri korkeudelta otettuja näytteitä ja ohjaa ne seuraavaan laitteeseen (Aerosol Collector and Pyrolyser - ACP);
5) kaasukromatografia-massaspektrometri, joka mittaa Titan-ilmakehän yksittäisten komponenttien koostumusta ja pitoisuutta sekä viimeisessä vaiheessa - myös lämmittimen haihduttaman ylemmän maakerroksen (Gas Chromatograph Mass Spectrometer - GCMS);
6) laitesarja pintaominaisuuksien mittaamiseen, joka sisältää akustisen anturin, joka mittaa ilmakehän tiheyttä/lämpötilaa viimeisen 100 metrin laskeutumisen aikana pinnasta heijastuneen äänen ominaisuuksien mukaan (Surface-Science Package - SSP ).
Huygens erosi Cassinista 24. joulukuuta 2004 ja oli saavuttanut Titanin ilmakehän 14. tammikuuta mennessä. Laskeutuminen ilmakehään kesti 2 tuntia ja 27 minuuttia, jonka aikana laitteen ja sen kolmen laskuvarjon lämpösuojaus astui peräkkäin ja välitti laskeutumisen jälkeen dataa pinnalta vielä 72 minuuttia (kunnes Cassini-luotain, joka toimi signaalin toistimena, meni horisontin ulkopuolelle).
Huygens-luotaimen kansainvälinen yhteistyö
"Loppunäytös"
Laitteen tuleva kohtalo päätettiin toukokuussa 2017: toisen laajennetun tehtävän loppuun mennessä siinä oli jäljellä hyvin vähän polttoainetta, ja 19 mahdollista vaihtoehtoa tehtävän suorittamiseksi harkittiin, mukaan lukien törmäys Saturnuksen kanssa, sen päätehtävä renkaat tai jäiset satelliitit, siirtyminen Saturnuksen kiertoradalta heliosentriselle kiertoradalle tai vakaalle kiertoradalle Titanin/Phoeben ympärillä (ja jopa mahdollisuus törmätä Merkuriuksen kanssa). Tämän seurauksena laite päätettiin lähettää Saturnuksen ilmakehään Saturnuksen satelliittien suojelemiseksi niiden mahdolliselta biologiselta saastumiselta. Tämän tehtävän suorittamiseksi laite suoritti liikkeen Titanin lähellä 22. huhtikuuta, mikä ohjasi sen 2000 kilometrin rakoon Saturnuksen ja sen lähimmän renkaan väliin.Sittemmin se on tehnyt 21 kiertorataa vain 1600-4000 kilometrin etäisyydellä Saturuksen pilvistä, samalla kun se on lähestynyt Saturnuksen ilmakehää ja on tällä hetkellä viimeisellä 22. kiertoradalla. Avaruusalus ottaa viimeiset kuvansa ennen paluuta, minkä jälkeen se kääntää 4 metrin antenninsa Maata kohti ja lähettää spektrometristään tietoa Saturnuksen ilmakehän koostumuksesta, kunnes se pystyy torjumaan ilmakehän häiriöitä. Pian yhteyden katkeamisen jälkeen se romahtaa ja palaa Saturnuksen ilmakehän tiheissä kerroksissa - jossain siellä, Ophiuchuksen tähdistössä, 1,4 miljardin kilometrin päässä meistä.
Sen tehtävänä on ensimmäinen Saturnuksen keinotekoinen satelliitti - Cassini-luotain. Se paloi planeetan ilmakehässä. Luotain lähetti Maahan kuvia, joiden avulla tutkijat voivat oppia lisää Saturnuksesta, sen renkaista ja satelliiteista. Kirkkaimmat niistä ovat RBC-kuvagalleriassa.
Cassini-planeettojen välisen luotain loivat NASA, Euroopan avaruusjärjestö ja Italian avaruusjärjestö. Se laukaistiin Maasta lokakuussa 1997, ja sen tarkoituksena oli tutkia Saturnusta, sen renkaita ja satelliitteja.
(Kuva: NASA / JPL / Coloradon yliopisto)
Luotain saavutti Saturnuksen vuonna 2004. Cassinin kiertorataasema on osa kompleksia. Se koostui kiertorata-asemasta ja laskeutumisajoneuvosta automaattisella asemalla "Huygens", joka oli tarkoitettu laskeutumaan Titanille, joka tapahtui 14. tammikuuta 2005.
(Kuva: NASA / JPL / Space Science Institute)
Saturnuksen tutkimuksen viimeinen osa alkoi huhtikuussa 2017. Luotain piti lentää Saturnuksen ja sen renkaiden välillä, mitä ei ollut aiemmin tehnyt millään ihmiskäden luomalla laitteella. 22 tällaisen ohilennon jälkeen, kuten odotettiin, Cassinista loppui polttoaine (se sai virtansa kolmesta plutonium-238-radioisotooppitermosähkögeneraattorista), ja se lähetettiin planeetan ilmakehän tiheisiin kerroksiin, missä se paloi.
(Kuva: NASA / JPL / Space Science Institute)
Maapallon Cassinin signaalit vastaanotettiin 83 minuutin kuluessa avaruusaluksen kuolemasta. Tutkijat toivovat, että ennen kuolemaansa hän onnistui välittämään tietoa, joka antaa täydellisemmän kuvan Saturnuksen ilmakehän rakenteesta.
(Kuva: NASA / JPL / Space Science Institute)
Yhteensä 17 maata on mukana tutkimusohjelmassa. Yli 250 tiedemiestä ympäri maailmaa käsittelee Cassinilta tulevaa dataa.
(Kuva: ESA / NASA / JPL / Arizonan yliopisto)
Cassini alkoi lentää Saturnuksen renkaiden ympärillä Pohjoisnapa, kun se liikkui, lentokorkeus laski 72,4 tuhannesta kilometristä pilven tason yläpuolella.
"Mikään avaruusalus ei ole koskaan ollut näin lähellä Saturnusta. Voisimme luottaa vain ennusteisiin, jotka perustuivat tietoihimme Saturnuksen muista renkaista, ymmärryksiimme siitä, mikä renkaiden ja Saturnuksen välinen kuilu on. Olen iloinen voidessani ilmoittaa, että Cassini kävi läpi tämän aukon suunnitellulla tavalla ja palasi erinomaisessa kunnossa”, Cassini-operaation johtaja Dr. Earl Maze huhtikuussa 2017.
(Kuva: NASA / JPL / Space Science Institute)
Tehtävän oli alun perin tarkoitus päättyä vuonna 2008. Myöhemmin sitä kuitenkin jatkettiin.
Cassini-luotaimesta tuli ensimmäinen Saturnuksen keinotekoinen satelliitti, ja Huygensin automaattiasemasta tuli ensimmäinen avaruusalus, joka teki pehmeän laskun aurinkokunnan ulkoalueelle (alkaa Marsin kiertoradan ja asteroidivyön ulkopuolelta).
(Kuva: NASA / JPL-Caltech / Space Science Institute)
Vuonna 2004, kun luotain saavutti Saturnuksen, pohjoisella pallonpuoliskolla oli talvi ja se oli varjossa.
(Kuva: NASA / JPL-Caltech / Space Science Institute)
Tehtävän kokonaiskustannukset olivat yli 3,26 miljardia dollaria.
Laitteen kehittämisessä monet NASAn ja ESAn tutkijat osallistuivat. Se luotiin tutkimaan Saturnusta ja sen satelliitteja yksityiskohtaisemmin.
Cassini on monimutkaisin, suurin ja kallein amerikkalaisista automaattisista planeettojenvälisistä avaruusaluksista (projektin budjetti on yli 3 miljardia dollaria). Sen paino oli 6 tonnia ja korkeus yli 10 metriä. Aluksella oli 12 tieteellistä instrumenttia ja sisäänvedettävä magnetometrin sauva. Viestintä Maan kanssa tapahtuu 4 metrin italialaisella antennilla. Laitteessa ei ole aurinkopaneeleja, koska. niin suurella etäisyydellä auringosta ne ovat tehottomia. Cassini saa voimansa kolmesta radioisotooppitermosähkögeneraattorista, jotka sisältävät yhteensä lähes 33 kiloa radioaktiivista plutoniumia. Yli puolet Cassinin lähtöpainosta oli polttoaineen vallassa. Cassiniin on kiinnitetty Huygens-luotain, joka on suunniteltu laskeutumaan Titaniin. Se on myös suunniteltu kuvaamaan Titanin pintaa.
Cassinin lento
Cassini lanseerattiin 15. lokakuuta 1997. Sen laukaisussa avaruuteen käytettiin amerikkalaista Titan 4B -rakettia. Mutta mielenkiintoinen tosiasia on, että kun laite laukaistiin avaruuteen, se ei suunnattu ollenkaan Saturnukseen, vaan pikemminkin Venukseen. Asia on siinä, että päätettiin käyttää gravitaatioliikkeitä, ts. hyödyntää planeettojen gravitaatiokenttää. Niinpä Cassini käänsi vuosina 1998 ja 1999 Venuksen ympäri, elokuussa 1999 ohitti maapallon nopeudella 69 000 km / h, talvella 2000 lensi Jupiterin ohi lähettäen valokuvansa Maahan. Tammikuussa 2004 asiantuntijat alkoivat aktivoida Cassini-laitteita. Jopa Saturnusta lähestyttäessä laite lensi 2068 km yhdestä satelliitistaan Phoebesta.
Maahan lähetetyt kuvat tästä oudosta satelliitista osoittautuivat sensaatiomaisille. Tiedemiesten silmien eteen ilmestyi epäsäännöllisen muotoinen asteroidi, joka oli täynnä kraattereita. Kraattereita tutkittaessa joistakin niistä löytyi jonkinlaista valkoista ainetta. He luulivat sen olevan jäätä.
Ollakseen vihdoin Saturnuksen kiertoradalla Cassini suoritti hidastusliikkeen. Tämä liike oli erittäin tärkeä ja merkittävä laskelma, joka oli aiemmin sijoitettu laitteen tietokoneeseen. Päivä 1. heinäkuuta 2004 on koittanut. Klo 2.11 GMT Cassini ohitti lentoradan nousevan solmun ja ylitti Saturnuksen renkaiden tason. 24 minuutin kuluttua toinen kahdesta jarrumoottorista käynnistyi. Hän työskenteli 97 minuuttia, jona aikana Cassini ohitti alimman pisteen Saturnuksen pilvien yläpuolella (20 000 km pilviin). Phoeben lisäksi tutkimukseen suunniteltiin 8 muuta satelliittia: Mimas, Dione, Hyperion, Tethys, Rhea, Enceladus ja Titan, joista tuli Saturnuksen satelliittien päätutkimuskohde.
Tietysti neljän operaation vuoden aikana tutkitaan myös itse Saturnusta, koska siinä on edelleen monia mysteereitä. Saturnuksen renkaita tutkitaan myös huolellisesti. Tiedemiehet haluavat tietää niiden koostumuksen, gravitaatio- ja sähkömagneettiset vaikutukset. Planeetan ilmakehään kiinnitetään suurta huomiota. Tällä planeetalla on pienin tiheys aurinkokunnan planeetoista. Yleisesti ottaen tutkimusprojekti on suunniteltu 4 vuodeksi, mutta Cassinin energia riittää vielä 200 vuodeksi, joten on mahdollista, että hän pystyy palaamaan Titaniin ja muihin satelliitteihin useammin kuin kerran. Tiedemiehet saivat idean lähettää laitteen Kuiperin vyöhykkeeseen, mutta todennäköisesti he eivät tee tätä, koska. ja Saturnus ja sen satelliitit pitävät edelleen paljon salaisuuksia.
