Воспоминания о зонде Cassini: всё о миссии к Сатурну
Обсудить 0
22 последних оборота — и конец. 26 апреля 2017 года межпланетный зонд Cassini совершил первый из серии пролетов сквозь 2400-километровую щель между сверкающими кольцами Сатурна на скорости 125 тыс. км/ч, антенной прикрываясь от мелких осколков. 15 сентября он развернул антенну к Земле и отправился в последний прыжок, в бездну атмосферы газового гиганта. Пролетая между планетой и ее кольцами, аппарат измерил их гравитацию и уточнил массу льда в кольцах. Это поможет определить их возраст и решить вопрос о происхождении. Миллиарды лет назад, вместе с самой планетой? Или, наоборот, сравнительно недавно, из других небесных тел, как это показал Cassini для кольца Е, наполненного выбросами Энцелада? С каждым оборотом приближаясь к атмосфере Сатурна, Cassini переключил внимание на нее, сфотографировал бури и проследил за составом — возможно, открыв загадки некоторых странных устойчивых штормов. Потом, через две минуты молчания, зонд окончательно испарился, но нам остались ответы и воспоминания.
Сатурн
Газовый гигант с системой ледяных колец и многочисленными спутниками. В 95 раз тяжелее Земли и в 9,5 раза дальше от Солнца, местный год длится 29,4 наших лет. Состоит в основном из водорода, средняя плотность меньше воды (0,69 г/см3). Очень бурная атмосфера (ветры на экваторе могут дуть быстрее 500 км/ч) и мощное магнитное поле, создающее полярные сияния. Cassini совершил 294 оборота вокруг планеты.
Кольца
Плоские и тонкие, из частиц льда и пыли размером от микрометров до метров. Самые плотные — кольца А и В, разделенные щелью Кассини. Внутреннее кольцо D достигает атмосферы, внешнее разреженное кольцо Фебы тянется на миллионы километров от нее. Проходя сквозь кольца и их щели, Cassini разворачивался «тарелкой» антенны вперед,
Спиральные аномалии
Притяжение спутников вызывает возмущения в кольцах Сатурна. Cassini обнаружил, что некоторые из них направлены в сторону планеты, словно их порождает что-то на ней самой. Трудно представить, чтобы на газовом гиганте были горы или другие источники гравитационных аномалий, и феномен до сих пор не объяснен. Возможно, так проявляются колебания твердого ядра Сатурна.
Cassini уточнил скорость вращения Сатурна вокруг своей оси: 10 часов 45 минут 45 секунд. Это примерно на шесть минут медленнее, чем зарегистрировали зонды Voyager в 1980 и 1981 годах.
Дон Гарнетт (Университет Айовы): «Не думаю, что кто-то в связи с этим решил, будто вся планета целиком может замедляться. Похоже, что существует определенное отставание между вращением недр планеты и ее магнитного поля».
Космический аппарат Cassini
Масса: 2150 кг; Размеры: 4×6,7 м; Энергосистема: 885/603 Вт к концу работы; Общая стоимость: 3,26 млрд долларов; Участники: космические агентства США (NASA), Евросоюза (ESA), Италии (ASI) и еще 14 стран мира.
1.4-метровая остронаправленная антенна радара для картографирования Титана и других спутников, пара широконаправленных антенн.
2.Спектрометр для исследования частиц космической плазмы (CAPS).
3.Анализатор космической пыли (CDA), позволяющий выяснить размеры, скорость, заряд и направление движения частиц.
4. ИК-спектрометр (CIRS) для удаленных измерений температуры.
5. Масс-спектрометр INMS, анализирующий состав заряженных и нейтральных летучих частиц.
6. Камеры с широкоугольным и длиннофокусным объективами.
7. Инструменты для анализа заряженных частиц, картографирования и изучения магнитосферы (MIMI-LEMMS).
8. Магнитометр MAG на выдвижной 11-метровой мачте.
9. Антенны и датчики инструмента RPWS для регистрации плазматического и радиоволнового окружения аппарата.
10. Спускаемый модуль Huygens (DM) в комплекте с посадочным модулем (EAM), который обеспечил мягкое приземление на поверхность Титана 14 января 2005 года.
11. Источники энергии: три РИТЭГа (32,7 кг плутония-238).
12. Спектрометры видимого и ИК-излучения (VIMS).
13. Спектрометр УФ-излучения (UVIS).
14. Основной и дублирующий двигатели R-4D на самовоспламеняющейся смеси тетраоксида азота и монометилгидразина (тяга 445 Н). На аппарате также имеются 16 слабых маневровых гидразиновых двигателей тягой по 1 Н.
Шестигранная буря
На северном полюсе Сатурна облака складываются в необычный шестиугольный шторм поперечником около 25 тыс. км. Как показал Cassini, он уходит в глубину атмосферы почти на 100 км. Природа этих устойчивых образований остается неясной. Возможно, они появляются в результате взаимодействия нескольких быстро вращающихся вихрей с более медленными потоками самой атмосферы.
Желтый туман
Сквозь плотную атмосферу Титана зонд Huygens спускался почти два с половиной часа, отметив, что скорость ветра достигает 26 км/ч, а на высоте 18−19 км висят густые облака. Сверху он снял сложный «речной» рельеф, да и на месте посадки обнаружились округлые камни гальки. Еще около полутора часов зонд проработал на поверхности, успев передать на Cassini около 350 фотографий в желтых оттенках метанового тумана.
Хронология
|
Перелет |
1997 |
Запуск на борту HP Titan IV, стартовавшей с космодрома на мысе Карнавал |
|
|---|---|---|---|
| 1998−2000 |
— Маневры в гравитационном поле Венеры, Земли и Юпитера — Полет близ астероида (2685) Мазурский |
||
|
Основная миссия |
2004 |
— Прибытие в систему Сатурна — Полеты близ спутников Фебы и Титана — Открытие новых спутников: Метона, Паллена, Полидевк — Отделение зонда Huygens (масса: 319 кг; диаметр: 2,7 м) |
|
| 2005−2007 |
— Мягкая посадка Huygens на поверхность Титана (14 января 2005 года) — Наблюдение Сатурна и его колец, полеты близ крупных спутников — Возможное обнаружение слабой системы колец у Реи — Максимальное сближение с Титаном — 960 км — Открытие спутников Дафнис и Анфа |
||
|
Основная миссия |
Миссия Equinox |
2008 |
— Последний в рамках основной миссии Cassini пролет около Титана — Открытие спутника Эгеон — Объявлена новая миссия Equinox для наблюдений Сатурна в ходе местного равноденствия — Озвучены планы на следующую научную миссию Solstice |
|
Миссия Equinox |
2009−2010 |
— Еще несколько полетов близ Титана и Энцелада — Кратковременный переход в режим ожидания из-за технических проблем. После перезагрузки зонд почти полностью восстановил работоспособность |
|
|
Последний прыжок |
Миссия Solstice |
2010−2017 |
— Работа по программе Cassini Solstice до весны 2017 года: еще 155 оборотов вокруг Сатурна, 54 пролета вокруг Титана, 11 — вокруг Энцелада, 2 — вокруг Реи и 3 — Дионы — 123 608 км/ч — максимальная скорость — 4 прохода сквозь кольцо D — 5 пролетов через верхние слои атмосферы — 1 минута от входа в атмосферу до потери контакта — Падение в атмосферу Сатурна и гибель Cassini |
Спутники Сатурна
Луны Сатурна
62 спутника
13 размерами > 50 км
За кольцами и между ними
Научные миссии
635 Гб данных
453 048 снимков
162 пролета близ спутников
3948 научных публикаций
Энцелад
Самое блестящее тело Солнечной системы: яркое отражение (0,9 падающего видимого излучения) дает светлая, истрескавшаяся ледяная поверхность. Весной 2008 года Cassini прошел всего в 50 км над ней, сквозь выбросы ледяных гейзеров у южного полюса спутника, частицы которых образуют кольцо Е. Все указывает на наличие у него тяжелого ядра и жидкого водного океана, по крайней мере в южном полушарии.
Точные измерения гравитационного поля Энцелада подтвердили, что под его ледяной поверхностью скрывается жидкий океан глубиной порядка 10 км.
Дэвид Стивенсон (Калифорнийский технологический институт): «С учетом наших знаний о том, из чего сложены небесные тела, подобные этому, самым естественным вариантом будет вода».
Открыты новые спутники Метона и Паллена, 3 и 4 км в поперечнике. Они находятся между орбитами Мимаса и Энцелада, примерно в 200 тыс. км от центра Сатурна.
Кэролин Порко (Институт космических исследований, Колорадо): «Одной из главных задач возвращения к Сатурну был осмотр системы для поиска новых тел. Приятно думать, что среди предстоящих нам в ближайшие годы фантастических находок мы уже можем отметить подтверждение двух новых лун».
Титан
Непропорционально крупный спутник, на который приходится более 96% массы всех лун Сатурна. Единственное тело Солнечной системы, кроме Земли, на котором постоянно существует жидкость и происходит ее круговорот. Единственный спутник с плотной атмосферой. Облака и осадки, озера и реки из метана, активная кора из тяжелых углеводородов, криовулканизм — Cassini совершил 127 сближений с Титаном.
На Титане обнаружены и неплохо картографированы «углеводородоемы» — реки, озера и целые моря, заполненные жидким метаном и другими легкими углеводородами.
Ларри Содерблом (Геологическая служба США): «Мы увидели, что эти области темнее, чем что-либо на Титане… Cassini показал, что это озера, совсем такие, как на Земле. Титан как музыкальное крещендо: каждый пролет интереснее предыдущего».
Рея
Недра крошечной Реи, видимо, не дифференцированы, и она представляет собой смесь каменных пород и льда. Спутник движется одной и той же стороной вперед, и ведущее полушарие богато ударными кратерами, а заднее — следами тектонической активности, вызванной деформацией спутника гравитацией Сатурна. Cassini отметил торможение электронов в окрестностях Реи, что может говорить о наличии слабой системы колец.
