Misiunea spațială Cassini-Huygens
| Cassini - Huygens | |
|---|---|
| Imaginea vehiculului | |
 | |
| Date despre misiune | |
| Operator |  ASI ESA NASA |
| ID NSSDC | 1997-061A |
| SCN | 25008 |
| Destinaţie | Saturn |
| Rezultat | succes (distrugerea planificată a sondei Cassini în atmosfera lui Saturn, oprirea planificată a landerului Huygens pe suprafața Titanului) |
| Vector | Titan IV-B / Centaur |
| Lansa | 15 octombrie 1997 de la Cape Canaveral ( SUA ) |
| Locul lansării | Complexul de lansare Cape Canaveral Air Force Station 40 |
| Sfârșitul funcționării | 15 septembrie 2017 , 11:55:46 UTC - ultimul semnal primit și sfârșitul misiunii |
| Proprietatea navei spațiale | |
| Putere | 640 W |
| Masa | 2 523 kg |
| Site-ul oficial | |
Cassini - Huygens a fost o misiune interplanetară robotică NASA /ESA / ASI lansată la 15 octombrie 1997 cu sarcina de a studia sistemul Saturn , inclusiv lunile și inelele sale . Nava spațială a constat din două elemente: orbitatorul Cassini al NASA și landerul Huygens al ESA. Înainte de a ajunge la Saturn, nava spațială a zburat de Venus (în aprilie 1998 și iulie 1999), de pe Pământ (august 1999), de asteroidul 2685 Masursky și de Jupiter (decembrie 2000), în timp ce inserarea pe orbita lui Saturn a avut loc la 1 iulie 2004 [1] . Misiunea s-a încheiat la 15 septembrie 2017, când sonda a fost trimisă în atmosfera superioară a lui Saturn și a fost distrusă [2] [3] pentru a evita orice risc de contaminare a lunilor lui Saturn de către microorganismele terestre posibile prezente pe sondă[4] [5] .
Cassini a fost prima sondă care a intrat pe orbita lui Saturn și doar a patra a vizitat-o ( Pioneer 11 și Voyager 1 și 2 trecuseră deja înainte de Cassini). Landerul Huygens a călătorit cu sonda Cassini până la 25 decembrie 2004, când s-a separat de acesta din urmă pentru a ateriza pe Titan pe 14 ianuarie 2005. La suprafață, modulul a transmis date timp de 90 de minute.
La sfârșitul misiunii, sonda Cassini a realizat o serie de pasaje spectaculoase și riscante între Saturn și inelele sale interioare, pentru a obține date științifice suplimentare înainte de sfârșitul misiunii [6] . Această ultimă fază a misiunii a fost numită Grand Finale .
Misiunea a avut succes peste așteptări, revoluționând cunoașterea sistemului Saturn [7] , inclusiv a sateliților și inelelor sale.
Planificată inițial ca o misiune de patru ani, din iunie 2004 până în mai 2008, a fost prelungită pentru prima dată până în septembrie 2010 ( misiunea Cassini Equinox ) și apoi pentru încă șapte ani ( misiunea solstițiului Cassini ).
Orbitatorul Cassini își ia numele de la astronomul italian Giovanni Domenico Cassini care, spre sfârșitul secolului al XVII-lea , a avut un rol de primă importanță în studiul lui Saturn și inelele sale. Landerul Huygens poartă numele astronomului olandez Christiaan Huygens din secolul al XVII-lea care, folosind propriul telescop, a descoperit Titan.
Dezvoltare
Misiunea a fost concepută în 1982, când Fundația Europeană pentru Științe și Academia Națională de Științe au format un grup de lucru pentru a studia viitoarele misiuni spațiale cooperative. Doi oameni de știință europeni au sugerat o misiune comună, incluzând un orbitator Saturn și un lander Titan. Din 1984 până în 1985 misiunea a fost examinată de NASA șiESA .
În 1988, ESA a ales misiunea comună Cassini-Huygens ca misiune principală și în anul următor, finanțarea a fost aprobată pentru NASA . Această colaborare nu numai că a îmbunătățit relațiile dintre cele două agenții, ci a ajutat misiunea să supraviețuiască reducerilor bugetare ale Congresului Statelor Unite [8] .
Cassini a fost conceput inițial ca parte a unei perechi de sonde gemene aparținând unei clase de sonde proiectate pentru misiuni ale sistemului solar exterior, numită Mariner Mark II . Sonda sora trebuia să fie desfășurată în misiunea Comet Rendezvous Asteroid Flyby , dar reducerile bugetare au forțat NASA să anuleze ultima misiune și clasa de sonde Mariner Mark II .
Obiective
Obiectivele misiunii au fost [9] :
- Determinați structura tridimensională și comportamentul dinamic al inelelor lui Saturn
- Determinați compoziția suprafeței sateliților lui Saturn și istoria geologică
- Determinați natura și originea materialului de culoare închisă vizibil pe Iapetus
- Măsurați structura tridimensională și comportamentul dinamic al magnetosferei
- Studiați comportamentul dinamic al atmosferei
- Studiați cursul de timp al norilor și al ceilor în atmosfera lui Titan
- Caracterizarea suprafeței lui Titan
Caracteristici tehnice
Dezvoltată de NASA în colaborare cuESA (Agenția Spațială Europeană) și cu ASI (Agenția Spațială Italiană), nava Cassini este un prodigiu al tehnologiei spațiale din secolul al XX-lea, constând din două componente distincte: un orbitator și o sondă secundară ( Huygens ) .
Înălțime de 7 metri și lățime de 4 metri, această sondă de 6 tone (orbitator, sondă Huygens și propulsor inclus) a fost echipată cu o antenă parabolică lată sub 4 metri, un magnetometru lung cu 13 metri, 22.000 de conexiuni electrice, 12 kilometri de electricitate cabluri, optzeci și două de unități de încălzire radioizotopice , șaisprezece propulsoare de hidrazină și majoritatea sistemelor erau „redundante”, sau susținute de un sistem similar de rezervă, pentru a minimiza probabilitatea de defecțiuni, care nu ar fi avut nicio șansă de a fi reparate: sonda era în 2007 la mai mult de un miliard de kilometri de Pământ și de semnalele sale radio, în timp ce călătorea cu viteza luminii ( 299 792 , 458 km / s ) a durat aproximativ 60 de minute pentru a ajunge la Pământ.
Cassini a fost ultima dintre marile misiuni spațiale ale NASA. Are toate caracteristicile tipice: dimensiuni mari, abundență mare de echipamente, timp îndelungat de dezvoltare și cost foarte ridicat: aproximativ 5 miliarde de dolari, inclusiv operațiuni pe durata de viață a sondei. După dezvoltarea navei spațiale Cassini, NASA a trecut la filozofia mai rapidă, mai bună, mai ieftină , cu rezultate mixte.
Sursa de energie
Având în vedere distanța dintre Saturn și Soare, razele soarelui nu au putut fi exploatate ca sursă de energie. Pentru a genera suficientă energie, panourile solare ar trebui să fie foarte mari și, prin urmare, grele [10] . Din acest motiv, orbitatorul a fost alimentat de trei generatoare termoelectrice radioizotopice (RTG).
La momentul lansării, generatoarele atomice ale sondei Cassini au provocat numeroase controverse ale ecologiștilor care au subliniat riscul contaminării mediului în cazul unui accident. Generatoarele atomice ale sondei Cassini erau unități RTG pasive: nu aveau reactoare atomice, ci pur și simplu exploatau căldura produsă de degradarea radioactivă a unei cantități mici de plutoniu pentru a produce curent electric . În termeni simpli, un mic container de deșeuri nucleare a fost folosit pentru a produce energie. În cel mai rău caz, un accident ar fi putut duce la împrăștierea plutoniului în atmosferă. NASA a subliniat că unitățile RTG erau blocate într-un container special conceput pentru a supraviețui chiar și exploziei totale a rachetei și, chiar dacă s-ar sparge, cantitatea de plutoniu ar fi atât de mică încât nivelul de radioactivitate abia a crescut în comparație cu fundalul de radioactivitate naturală deja prezentă în zonă. Problema a fost redusă la tăcere de lansare, care sa dovedit a fi perfectă.
Trebuie remarcat faptul că, într-o misiune anterioară, o unitate RTG similară cu cea a sondei Cassini a ieșit intactă din explozia rachetei care o conținea. Unitatea a fost recuperată și starea ei era atât de bună încât a fost lansată într-o misiune ulterioară.
La sfârșitul celor unsprezece ani nominali ai misiunii, RTG-urile vor putea produce în continuare între 600 și 700 de wați de energie electrică. [10]
Orbitatorul
Orbiterul este alimentat de trei generatoare atomice și este partea principală a sondei, adică cea care a fost plasată pe orbită în jurul lui Saturn și care a făcut călătoria de pe Pământ. Cântărește peste 2 tone și este echipat cu douăsprezece instrumente științifice diferite, două înregistratoare digitale de date, două computere primare și cincizeci de computere secundare. Instrumentația sa de la bord include camere de imagine care funcționează atât în lumina vizibilă, cât și în cea ultravioletă. Imaginile obținute de aceste instrumente sunt esențiale pentru a oferi o morfologie exactă a corpurilor observate și vor fi, de asemenea, integrate de datele colectate de radarele de la bord pentru a construi o hartă detaliată a suprafeței lui Titan. Sonda are, de asemenea, câteva spectografe utile pentru studierea temperaturii și a compoziției chimice a suprafeței lui Saturn, a atmosferei sale, precum și a celebrelor sale inele. În cele din urmă, alte instrumente permit analiza proprietăților și comportamentului gazului ionizat din interiorul magnetosferei planetei și urmărirea caracteristicilor sale și a intensității câmpului magnetic.
Cassini comunică cu Pământul în principal printr-o antenă parabolică mare, construită în numele Agenției Spațiale Italiene de către compania italiană Alenia Spazio ; cu un diametru de patru metri și asistat de un sistem electronic complex la bord, gestionează patru benzi de frecvență : X , Ka , S , Ku .
Instrumente și experimente științifice
Instrumentele științifice prezente pe sondă au fost [11] :
- Instrumente pentru măsurători în domeniul infraroșu-ultraviolet
- Spectrometru infrarosu compozit (CIRS)
- Subsistemul științei imagistice (ISS)
- Spectrograf cu imagini ultraviolete (UVIS)
- Spectrometru de cartografiere vizibil și infraroșu (VIMS)
- Instrumente pentru măsurarea câmpului magnetic, a particulelor și a plasmei
- Spectrometru cu plasmă Cassini (CAPS)
- Analizator de praf cosmic (CDA)
- Spectrometru de masă ionic și neutru (INMS)
- Magnetometru (MAG)
- Instrument de imagistică magnetosferică (MIMI)
- Știința undelor radio și plasmatice (RPWS)
- Instrumente pentru măsurarea undelor radio în banda de microunde
- Radar
- Radio Science (RSS)
Spectrometru infrarosu compozit (CIRS)
Spectrometrul cu infraroșu compozit ( CIRS ) [12] a fost un spectrometru care a analizat radiația termică emisă, determinând temperatura, compoziția și structura unui corp ceresc. De exemplu, el a caracterizat straturile care alcătuiesc atmosferele lui Saturn și Titan și a măsurat emisiile de vapori de apă din regiunea polară a Enceladului. Frecvențele analizate de instrument au fost:
- Infraroșu îndepărtat (16,67 - 1 000 μm )
- Infraroșu mediu (9.09 - 16,67 μm )
- Infraroșu mediu (7,16 - 9,09 μm )
Subsistemul științei imagistice (ISS)
Subsistemul științei imagistice ( ISS ) [13] consta din două camere fotografice cu senzor de tip CCD și rezoluție de 1 megapixeli (1024 x 1024 pixeli). Primul avea un câmp vizual larg și folosea lentile pentru a focaliza lumina pe senzor, în timp ce al doilea avea un câmp vizual îngust și folosea oglinzi. Pe lângă banda vizibilă , camerele ar putea înregistra unele frecvențe ale benzilor infraroșii și ultraviolete.
Spectrograf cu imagini ultraviolete (UVIS)
Spectrograful cu imagini ultraviolete ( UVIS ) [14] a fost un spectrometru care a analizat lumina ultravioletă reflectată de un obiect, precum norii lui Saturn și / sau inelele sale, pentru a obține informații despre structura și compoziția sa. Conceput pentru a măsura lumina în frecvențe de la 55,8 la 190 nm , acest instrument a ajutat la determinarea compoziției, distribuției particulelor în aerosolul atmosferic și temperaturile atmosferelor. Instrumentul consta din patru canale distincte de detecție: ultravioletul îndepărtat (FUV), ultravioletul extrem (EUV), fotometrul de mare viteză (HSP) și canalul celulei de absorbție a hidrogenului-deuteriu (HDAC). Canalul HSP a fost conceput pentru a observa lumina stelelor trecând prin inelele lui Saturn (ocultația stelară) pentru a înțelege structura inelelor [15] . Datele de ocultare stelară colectate de canalele HSP și FUV au confirmat existența emisiilor de vapori de apă în emisfera inferioară a Enceladus [16] .
Spectrometru de cartografiere vizibil și infraroșu (VIMS)
Spectrometrul de cartografiere vizibilă și cu infraroșu ( VIMS ) [17] a fost un instrument care a realizat imagini în lumină vizibilă și în infraroșu pentru a analiza compoziția suprafeței luminii, a inelelor și a atmosferelor lui Saturn și Titan. Acesta consta din două camere foto, una în lumină vizibilă și cealaltă în infraroșu. Instrumentul a măsurat radiația emisă și reflectată de atmosfere, inele și suprafețe în lungimi de undă cuprinse între 350 și 5 100 nm . Oamenii de știință au folosit, de asemenea, acest instrument în studii pe termen lung privind mișcarea norilor lui Saturn și modelele meteorologice.
Spectrometru cu plasmă Cassini (CAPS)
Spectrometrul cu plasmă Cassini ( CAPS ) [18] a fost un instrument pentru măsurarea fluxului de particule încărcate, în funcție de direcție și energie. Compoziția ionilor a fost, de asemenea, măsurată folosind un spectrometru de timp de zbor . În special, s-a stabilit că majoritatea ionilor din sistemul Saturn provin de la luna Enceladus, care emite vapori de apă din regiunea polară. Aceste particule sunt capturate și ionizate de câmpul magnetic al lui Saturn, generat de rotația rapidă a nucleului său și de vântul solar.
Analizator de praf cosmic (CDA)
Analizorul de praf cosmic ( CDA ) [19] a fost un instrument care a măsurat dimensiunea, compoziția, viteza și direcția boabelor de praf prezente lângă Saturn. [20]
Spectrometru de masă neutru și ionic (INMS)
Spectrometrul de masă ionic și neutru ( INMS ) [21] a măsurat compoziția particulelor încărcate și neutre pentru a studia atmosferele lui Saturn și Titan, precum și a analiza lunile și inelele înghețate. A constat dintr-un analizor de masă cvadrupolar [22] [23] .
Magnetometru (MAG)
Magnetometrul ( MAG ) [24] a fost un instrument pentru măsurarea intensității și direcției magnetosferei lui Saturn. În acest fel a fost posibil să se dezvolte un model tridimensional al magnetosferei lui Saturn și să se măsoare pentru prima dată câmpul magnetic de pe Titan. Instrumentul a fost instalat pe o tijă nemetalică lungă 11 m pentru a evita interferențele cu câmpul magnetic generat de sondă [25]
Instrument de imagistică magnetosferică (MIMI)
Instrumentul de imagistică magnetosferică ( MIMI ) [26] a produs imagini și a colectat date despre particulele prinse în câmpul magnetic intens al lui Saturn. Instrumentul era compus din trei senzori, care împreună detectau particulele încărcate (protoni, electroni, ioni) din plasma prezentă în jurul lui Saturn și particulele neutre. [27] Datele au permis determinarea compoziției particulelor prezente în magnetosferă și modul în care acestea din urmă au interacționat cu vântul solar [28] .
Instrument de știință a undelor radio și plasmatice (RPWS)
Instrumentul de știință a undelor radio și plasmatice ( RPWS ) [29] a primit și a măsurat semnale radio generate de Saturn, inclusiv unde radio emise de interacțiunea vântului solar cu Saturn și Titan. Cu acest instrument a fost posibil, de exemplu, să detectăm trăsnetele în atmosfera lui Saturn, să studiem emisiile radio ale aurorelor, să monitorizăm și să mapăm ionosfera lui Saturn. Instrumentul a folosit trei antene lungi 10 m
Radar
Radarul a fost folosit în principal pentru a studia suprafața Titanului, ascunsă de atmosfera sa groasă [30] . Instrumentul a furnizat prima și cea mai puternică dovadă că Titan deține lichide la suprafață, confirmând teoria prezenței norilor care plouă metan și etan lichid. Undele radio sunt de fapt suficient de intense pentru a pătrunde în atmosferă. Instrumentul a fost, de asemenea, capabil să facă măsurători radiometrice de temperatură.
Componentele instrumentului au fost:
- Imaginea radar cu diafragmă sintetică (SAR) ( 13,78 GHz , banda Ku , rezoluție 0,35 a 1,7 km )
- Altimetru ( 13,78 GHz , banda Ku , rezoluție 24- orizontală 27 km , vertical 90- 150 m )
- Radiometru ( 13,78 GHz , banda Ku , rezoluție 7 310 km )
Subsistemul Radio Science (RSS)
Subsistemul Radio Science ( RSS ) [31] a folosit antena cu câștig ridicat a navei spațiale pentru a transmite unde radio pe Pământ, unde au fost preluate de antenele Deep Space Network . În drumul lor între sondă și antenele Pământului, undele ar putea interacționa cu lunile, inelele sau atmosfera lui Saturn. Pe Pământ, prin studierea modificării transmisiei radio, a fost posibil să se obțină informații despre structura atmosferică, compoziția și structura inelelor, proprietățile suprafeței și multe altele. Antena cu câștig ridicat transmisă în banda X a comunicațiilor radio, în banda S și în banda Ka .
Prezentare generală a misiunii
A zbura pe lângă
Flyby de Venus și Pământ și ruta către Jupiter
Nava spațială a realizat două flybys ale lui Venus pe 26 aprilie 1998 și 24 iunie 1999, pentru a-și crește viteza prin efectul de slinghot gravitațional și a depăși centura de asteroizi .
La 18 august 1999, sonda a efectuat o manevră gravitatională cu praștie cu planeta Pământ. În perioada în care s-a apropiat de planeta noastră, a realizat o serie de fotografii de calibrare.
La 23 ianuarie 2000, Cassini a efectuat zburatul asteroidului 2685 Masursky [32] trecând la o distanță de 1,6 × 10 6 km și măsurarea dimensiunilor corpului ceresc, estimat la 15- 20 km .
Flyby of Jupiter
Cel mai apropiat punct de abordare cu planeta Jupiter a avut loc la 30 decembrie 2000, timp în care sonda Cassini a făcut mai multe măsurători. În șase luni, au fost realizate 26.000 de imagini ale gigantului gazos, ale inelelor și sateliților săi. A fost generată cea mai detaliată imagine color Jupiter, a cărei rezoluție a celor mai mici detalii este 60 km [33] .
Spectrometrul în infraroșu a făcut posibilă generarea unei hărți globale a temperaturii prin calcularea vânturilor și a gradienților de temperatură [34] .
Printre observațiile atmosferice, sonda a surprins un vârtej oval și întunecat, de mărimea marii pete roșii de lângă polul nord al lui Jupiter [35] . Numit „marea pata întunecată”, a fost descoperit cu imagini realizate de camerele ultraviolete. Spre deosebire de faimoasa pată roșie, o furtună permanentă de înaltă presiune care își are originea în troposferă mult sub nori, acest vortex întunecat este temporar, mai superficial și limitat la stratosfera superioară. Pe măsură ce sonda Cassini s-a îndepărtat de Jupiter, pata întunecată începea să dispară [35] .
Analizele particulelor care alcătuiesc inelele lui Jupiter au arătat că sunt de formă neregulată, mai degrabă decât sferice, și provin probabil din materialul expulzat ca urmare a impactului micrometeoritului asupra sateliților lui Jupiter, probabil Metis și Adrastea .
Flyby de Febe
La 11 iunie 2004, sonda Cassini a efectuat supravegherea satelitului Febe [36] . Această întâlnire a fost singura posibilă datorită mecanicii sistemului de satelit al lui Saturn și a fost prima ocazie de a filma satelitul (în 1981, sonda Voyager 2 a efectuat un flyby îndepărtat al satelitului, fără a lua totuși imagini detaliate).
Din primele imagini primite se înțelege modul în care suprafața Phoebe este diferită de asteroizii vizitați de sondă. Pe suprafața puternic craterată a acestui satelit există regiuni foarte clare și se presupune că o cantitate mare de gheață de apă ar putea exista sub suprafață.
Flyby of Titan
Primul flyby al lui Titan a avut loc la 2 iulie 2004, la o distanță de 339 000 km . Imaginile arătau nori pe polul sud compus din metan și trăsături de suprafață. Pe 27 octombrie, nava a efectuat prima dintre cele 45 de zboruri apropiate ale lui Titan, la o distanță de 1 200 km . În aceste pasaje sonda a cartografiat suprafața cu radar, dezvăluind-o ca o suprafață relativ plană, cu înălțimi maxime de 50 m . De asemenea, au fost detectate lacuri de hidrocarburi lichide (cum ar fi metanul și etanul ) cu dimensiuni cuprinse între 1 și 100 km. În 2007, s-au găsit dovezi puternice privind prezența mării de metan și etan în emisfera nordică a satelitului [37] .
Flyby of Enceladus
În timpul primelor două zboruri strânse ale satelitului Enceladus în 2005, nava spațială Cassini a descoperit o abatere a câmpului magnetic care se observă în prezența unei atmosfere subțiri, dar semnificative. Luând alte măsurători, sa stabilit inițial că consta în principal din vapori de apă ionizați. Cassini a observat, de asemenea, gheizerele cu gheață de apă care erup în emisfera sudică a satelitului, care ar furniza inelul E al lui Saturn cu particule. Oamenii de știință au speculat că pot exista pungile de apă lichidă sub suprafață care alimentează erupțiile.
În 2008, pe o perioadă apropiată, sonda a trecut singură La 50 km [38] de satelit, în interiorul penei creat de gheizere [39] , detectând cu spectrometrul de masă apă, dioxid de carbon și diverse hidrocarburi și cartografând cu spectrometrul în infraroșu zonele suprafeței la o temperatură mai mare decât mediul înconjurător . Analizorul de praf a eșuat din cauza unei erori de software.
În noiembrie 2009, nava spațială Cassini a realizat cel de-al optulea zbor al lui Enceladus, apropiindu-se 1 600 km de la suprafață. Spectrometrul în infraroșu a produs o hartă a emisiilor termice ale fracturilor caracteristice prezente în regiunea polară sudică (numite Alexandria Sulcus, Cairo Sulcus, Bagdad Sulcus și Damascus Sulcus).
La 3 aprilie 2014, după aproape zece ani de observații și măsurători, s-au găsit dovezi științifice ale unui ocean sărat de apă lichidă sub suprafața Enceladus, făcând acest satelit unul dintre locurile din sistemul solar unde prezența microorganismelor [40] ] [41] [42]
Datele gravitaționale colectate de nava spațială au făcut posibilă analiza librației orbitei lui Enceladus și s-a descoperit că suprafața satelitului nu este conectată rigid la nucleul său. Această caracteristică i-a condus pe oamenii de știință la concluzia că oceanul subteran trebuie extins la nivel global sub suprafața corpului ceresc [43].
Flyby of Iapetus, Rhea, Hyperion, Dione
La 10 septembrie 2007, nava spațială Cassini a finalizat zborul Iapetus , de la o distanță de 1 000 km . În 2015, în perioada februarie - mai, a interpretat zburările lui Rea la distanță de 47 000 km , Hyperion , la o distanță de 34 000 km și Dione la o distanță de 475 km
Observații
Sateliți noi
Sonda Cassini a făcut posibilă descoperirea a șapte noi sateliți naturali ai lui Saturn [44] . În special, prin imaginile luate de sondă, lunile Metone , Pallene , Pollux au fost descoperite în 2004 [45] , chiar dacă ulterior analizând imagini vechi s-a descoperit că sonda Voyager 2 a luat Pallene în 1981 [46] .
În 2005 a fost descoperit un nou satelit în divizia Keeler numită Dafni , în timp ce în 2007 a fost descoperit Antea . Doi ani mai târziu, în interiorul inelului G, Aegon , cu un diametru de 500 m [47] și în inelul B satelitul cu denumirea provizorie S / 2009 S 1 , cu un diametru aproximativ de 300 m [48] .
În 2014, NASA a anunțat observarea unei posibile noi luni a lui Saturn care se afla în faza de formare în cadrul inelului A [49] .
Rotația lui Saturn
În 2004, echipa științifică a programului a anunțat o nouă măsurare a perioadei de rotație a lui Saturn [50] . Această măsurare este deosebit de dificilă deoarece, deoarece nu există referințe fixe în atmosfera gigantului gazos, se măsoară emisiile radio. Noile date colectate de nava spațială au fost în acord cu cele măsurate de pe Pământ, dar diferite de perioada de rotație măsurată pentru prima dată de nava spațială Voyager 1 în 1980. Perioada a fost mai lungă de 6 minute. Discrepanța a fost atribuită unei modificări a câmpului magnetic care afectează emisiile radio și nu unei schimbări reale a rotației planetei.
În 2019, rotația lui Saturn a fost calculată prin seismica inelelor lui Saturn. În special, vibrațiile din interiorul planetei provoacă oscilații în câmpul gravitațional, care se propagă ca o undă între particulele care formează inelele [51] .
Folosind date de la 20 de astfel de unde, au fost create modele ale interiorului lui Saturn [52] , ceea ce ne-a permis să calculăm perioada de rotație, care este de 10 ore, 33 minute, 38 secunde.
Ocultarea radio a inelelor lui Saturn
În mai 2005, nava a început o serie de experimente de ocultare radio pentru a măsura distribuția particulelor în inelele lui Saturn și a face măsurători ale atmosferei sale. De mai bine de patru luni, Cassini efectuează orbite trasate de tehnicieni pentru a putea realiza acest tip de experiment. În special, sonda a traversat planul inelelor lui Saturn trimitând unde radio către Pământ. Aceste semnale au fost recepționate de antenele radio terestre și analizate pentru a determina structura inelelor.
Tempesta del 2010
Il 25 ottobre 2012, la sonda ha osservato la tempesta nota come Grande Macchia Bianca , che si verifica periodicamente ogni 30 anni [53] . I dati raccolti dallo spettrometro infrarosso hanno mostrato che la tempesta ha causato un incremento della temperatura nella stratosfera di Saturno di 83 °C . Simultaneamente è stato registrato un incremento notevole di etilene , un gas incolore che è molto poco comune su Saturno. Sulla Terra è prodotto da processi naturali e artificiali. La tempesta ha creato una concentrazione di etilene di 100 volte il valore che si credeva possibile per Saturno. Osservata per la prima volta da una sonda, la Grande Macchia Bianca è considerata la perturbazione più grande e calda di tutto il sistema solare, essendo inizialmente più vasta della Grande Macchia Rossa di Giove.
Il Giorno in cui la Terra sorrise
Il 19 luglio 2013, la sonda Cassini è stata orientata verso la Terra per riprendere il nostro pianeta e la Luna assieme al sistema di Saturno e le sue lune. L'immagine è stata ripresa nello spettro della luce visibile .
Estensione della missione
Il 15 aprile 2008, la missione Cassini ha ricevuto i finanziamenti per una estensione di 27 mesi. In questo periodo aggiuntivo sono state programmate 60 orbite di saturno, 21 flyby ravvicinati di Titano, sette di Encelado, sei di Mimas, otto di Teti e un flyby di Dione , Rea ed Elena . La missione originaria è stata ribattezzata Cassini Equinox Mission , perché l'inizio della missione coincideva con l' equinozio di Saturno [54] .
Seconda estensione della missione
La seconda estensione della missione, chiamata Cassini Solstice Mission è stata approvata a febbraio 2010, e comprendeva 155 orbite attorno a Saturno, 54 flyby di Titano e 11 flyby di Encelado [55] .
Atterraggio su Titano
Montata all'interno dell'orbiter è presente una sonda secondaria (le sue dimensioni non superano i 3 metri di diametro per 350 kg di peso), Huygens. Prende il nome dall'astronomo olandese del XVII secolo Christiaan Huygens , che utilizzando il proprio telescopio scoprì Titano. Si è staccata dalla sonda principale il 25 dicembre 2004 , ed è atterrata su Titano il 14 gennaio 2005 .
Dopo la fase di avvicinamento è entrata nel campo gravitazionale di Titano e ha iniziato la discesa guidata attraverso la sua atmosfera rallentata da un paracadute (solo nella prima fase) e da razzi frenanti. In questa fase (della durata di circa due ore) una speciale telecamera ha effettuato una prima ripresa della superficie di Titano, fondamentale per poterne studiare la geologia. Parallelamente i sensori di bordo hanno provveduto ad una costante misurazione della temperatura delle nubi, mentre gli spettrografi hanno misurato la loro composizione chimica e le caratteristiche fisico-chimiche delle particelle di polvere in sospensione nell'atmosfera. Un ulteriore esperimento condotto durante la fase di discesa è stata la misurazione della velocità dei venti sulla superficie di Titano (attraverso tecniche Doppler). Al momento dell'atterraggio (in una zona di Titano denominata Xanadu - ma era stato previsto anche l'ammaraggio in un eventuale oceano di Titano) la sonda aveva energia appena sufficiente per effettuare una seconda volta tutte queste misure. Mezz'ora dopo si è spenta definitivamente.
Nella più ottimistica delle previsioni il piccolo robot della capsula Huygens avrebbe dovuto inviare informazioni per quindici minuti al massimo, invece ha continuato a fare sentire la sua voce per altre due ore, fino a che Cassini non è tramontato dietro al pianeta. Tramite i radiotelescopi di tutto il mondo il suo segnale è stato raccolto per un'altra ora.
Iniziative a fini divulgativi
La NASA ha pubblicato nel 1999 due file PDF in inglese per costruire il proprio modello di navicella Cassini-Huygens con dei semplici pezzi di carta. I due PDF sono reperibili in versione semplice [56] o in versione completa. [57]
Note
- ^ Jonathan Corum, Mapping Saturn's Moons , su nytimes.com , The New York Times, 18 dicembre 2015.
- ^ ( EN ) Saturn Plunge Nears for Cassini Spacecraft , su NASA , 29 agosto 2017. URL consultato il 30 agosto 2017 .
- ^ Dennis Overbye, Cassini Flies Toward a Fiery Death on Saturn , su nytimes.com , The New York Times, 8 settembre 2017. URL consultato il 10 settembre 2017 .
- ^ Dave Mosher, NASA will destroy a $3.26 billion Saturn probe this summer to protect an alien water world , su businessinsider.com , Business Insider, 5 aprile 2017. URL consultato il 2 maggio 2017 .
- ^ Kenneth Chang, The 'Sounds' of Space as NASA's Cassini Dives by Saturn , su nytimes.com , The New York Times, 3 maggio 2017. URL consultato il 3 maggio 2017 .
- ^ Dwayne Brown, Laurie Cantillo e Preston Dyches, NASA's Cassini Spacecraft Ends Its Historic Exploration of Saturn , su jpl.nasa.gov , NASA, 15 settembre 2017.
- ^ Cassini's First Dive Between Saturn and its Rings , su JPL NASA , 27 aprile 2017.
- ^ Deborah Netburn, 'OK. Let'''s do it!' An oral history of how NASA's Cassini mission to Saturn came to be , su latimes.com , Los Angeles Times, 12 settembre 2017.
- ^ Cassini-Huygens mission objectives , su sci.esa.int , 27 marzo 2012.
- ^ a b Why cassini cannot use solar arrays ( PDF ), su saturn.jpl.nasa.gov (archiviato dall' url originale il 26 febbraio 2015) .
- ^ Cassini: Mission to Saturn: Cassini Orbiter , su solarsystem.nasa.gov , 25/4/2019.
- ^ Composite Infrared Spectrometer , su solarsystem.nasa.gov , 4 settembre 2018.
- ^ Imaging Science Subsystem (ISS) , su solarsystem.nasa.gov , 4 settembre 2018.
- ^ Ultraviolet Imaging Spectrograph (UVIS) , su solarsystem.nasa.gov , 4 settembre 2018.
- ^ JE Colwell, Cassini UVIS Stellar Occultation Observation of Saturn's Rings , in The Astronomical Journal , vol. 140, n. 6, ottobre 2010, DOI : 10.1088/0004-6256/140/6/1569 .
- ^ Candice J. Hansen1, L. Esposito, AIF Stewart, J. Colwell, A. Hendrix, W. Pryor, D. Shemansky e R. West1,Enceladus' Water Vapor Plume , in Science , vol. 311, n. 5766, marzo 2006, pp. 1422-1425, DOI : 10.1126/science.1121254 .
- ^ Visible and Infrared Mapping Spectrometer (VIMS) , su solarsystem.nasa.gov , 4 settembre 2018.
- ^ Cassini Plasma Spectrometer (CAPS) , su solarsystem.nasa.gov , 4 settembre 2018.
- ^ Cosmic Dust Analyzer (CDA) , su solarsystem.nasa.gov , 4 settembre 2018.
- ^ N. Altobelli, F. Postberg, K. Fiege, M. Trieloff, H. Kimura, VJ Sterken, H.- W. Hsu, J. Hillier, N. Khawaja, G. Moragas-Klostermeyer, J. Blum, M. Burton, R. Srama, S. Kempf e E. Gruen, Flux and composition of interstellar dust at Saturn from Cassini's Cosmic Dust Analyzer , in Science , vol. 352, n. 6283, 2016, pp. 312–318, Bibcode : 2016Sci...352..312A , DOI : 10.1126/science.aac6397 , PMID 27081064 .
- ^ Ion and Neutral Mass Spectrometer (INMS) , su solarsystem.nasa.gov , 4 settembre 2018.
- ^ Waite JH, Lewis S., Kasprzak WT, Anicich VG, Block BP, Cravens TE, Fletcher GG, Ip WH, Luhmann JG, McNutt RL, Niemann HB, Parejko JK, Richards JE, Thorpe RL, Walter EM e Yelle RV, The Cassini ion and neutral mass spectrometer (INMS) investigation ( PDF ), in Space Science Reviews , vol. 114, 1–4, 2004, pp. 113–231, Bibcode : 2004SSRv..114..113W , DOI : 10.1007/s11214-004-1408-2 .
- ^ INMS team page , su inms.space.swri.edu . URL consultato il 20 agosto 2011 (archiviato dall' url originale il 18 agosto 2011) .
- ^ Magnetometer (MAG) , su solarsystem.nasa.gov , 4 settembre 2018.
- ^ Dougherty MK, Kellock S., Southwood DJ, Balogh A., Smith EJ, Tsurutani BT, Gerlach B., Glassmeier KH, Gleim F., Russell CT, Erdos G., Neubauer EM e Cowley SWH, The Cassini magnetic field investigation ( PDF ), in Space Science Reviews , vol. 114, 1–4, 2004, pp. 331–383, Bibcode : 2004SSRv..114..331D , DOI : 10.1007/s11214-004-1432-2 .
- ^ Magnetospheric Imaging Instrument (MIMI) , su solarsystem.nasa.gov , 4 settembre 2018.
- ^ Mimi Inca , su sd-www.jhuapl.edu . URL consultato il 20 agosto 2011 .
- ^ Krimigis SM, Mitchell DG, Hamilton DC, Livi S., Dandouras J., Jaskulek S., Armstrong TP, Boldt JD, Cheng AF, Gloeckler G., Hayes JR, Hsieh KC, Ip WH, Keath EP, Kirsch E., Krupp N., Lanzerotti LJ, Lundgren R., Mauk BH, McEntire RW, Roelof EC, Schlemm CE, Tossman BE, Wilken B. e Williams DJ, Magnetosphere imaging instrument (MIMI) on the Cassini mission to Saturn/Titan , in Space Science Reviews , vol. 114, 1–4, 2004, pp. 233–329, Bibcode : 2004SSRv..114..233K , DOI : 10.1007/s11214-004-1410-8 .
- ^ Radio and Plasma Wave Science (RPWS) , su solarsystem.nasa.gov , 4 settembre 2018.
- ^ RADAR , su solarsystem.nasa.gov , 4 settembre 2018.
- ^ Radio Science Subsystem (RSS) , su solarsystem.nasa.gov , 4 settembre 2018.
- ^ New Cassini Images of Asteroid Available , su solarsystem.nasa.gov , JPL, 11 febbraio 2000.
- ^ Hansen CJ, Bolton SJ, Matson DL, Spilker LJ e Lebreton JP, The Cassini–Huygens flyby of Jupiter , in Icarus , vol. 172, n. 1, 2004, pp. 1–8, Bibcode : 2004Icar..172....1H , DOI : 10.1016/j.icarus.2004.06.018 .
- ^ Amy A.Simon-Miller, Barney J.Conrath, Peter J.Gierasch, Glenn S.Orton, Richard K.Achterberg, F. Michael Flasar e Brendan M.Fisher, Jupiter's atmospheric temperatures: From Voyager IRIS to Cassini CIRS , in Icarus , vol. 180, n. 1, gennaio 2006, pp. 98-112, DOI : 10.1016/j.icarus.2005.07.019 .
- ^ a b The Cassini spacecraft has photographed an extraordinary dark cloud on Jupiter twice as big as Earth itself , su NASA , 12 marzo 2003.
- ^ Porco CC, Baker E., Barbara J., Beurle K., Brahic A., Burns JA, Charnoz S., Cooper N., Dawson DD, Del Genio AD, Denk T., Dones L., Dyudina U., Evans MW, Giese B., Grazier K., Heifenstein P., Ingersoll AP, Jacobson RA, Johnson TV, McEwen A., Murray CD, Neukum G., Owen WM, Perry J., Roatsch T., Spitale J., Squyres S., Thomas PC, Tiscareno M., Turtle E., Vasavada AR, Veverka J., Wagner R. e West R., Cassini Imaging Science: Initial results on Phoebe and Iapetus ( PDF ), in Science , vol. 307, n. 5713, 2005, pp. 1237–1242, Bibcode : 2005Sci...307.1237P , DOI : 10.1126/science.1107981 , PMID 15731440 .
- ^ Cassini Spacecraft Images Seas on Saturn's Moon Titan , su solarsystem.nasa.gov , 13 marzo 2007.
- ^ Cassini Spacecraft to Dive Into Water Plume of Saturn Moon , su solarsystem.nasa.gov , 10 marzo 2008.
- ^ Cassini Tastes Organic Material at Saturn's Geyser Moon , su nasa.gov , 26 marzo 2008.
- ^ Jonathan Amos, Saturn's Enceladus moon hides 'great lake' of water , su bbc.com , BBC News, 3 aprile 2014.
- ^ L. Iess, DJ Stevenson, M. Parisi, D. Hemingway, RA Jacobson, JI Lunine, F. Nimmo, Jw Armstrong, Sw Asmar, M. Ducci e P. Tortora, The Gravity Field and Interior Structure of Enceladus ( PDF ), in Science , vol. 344, n. 6179, 4 aprile 2014, pp. 78–80, Bibcode : 2014Sci...344...78I , DOI : 10.1126/science.1250551 , PMID 24700854 .
- ^ Ian Sample, Ocean discovered on Enceladus may be best place to look for alien life , su theguardian.com , The Guardian, 3 aprile 2014.
- ^ Cassini Finds Global Ocean in Saturn's Moon Enceladus , su nasa.gov , 15 settembre 2015.
- ^ Meltzer 2015, pp. 346-351
- ^ Newest Saturn moons given names , su news.bbc.co.uk , BBC, 28 febbraio 2005.
- ^ JN Spitale, RA Jacobson, CC Porco e WM, Jr. Owen, The orbits of Saturn's small satellites derived from combined historic and Cassini imaging observations , in The Astronomical Journal , vol. 132, n. 2, 2006, pp. 692–710, Bibcode : 2006AJ....132..692S , DOI : 10.1086/505206 .
- ^ Surprise! Saturn has small moon hidden in ring , su nbcnews.com , NBC News, 3 marzo 2009.
- ^ Daniel WE Green, IAU Circular No. 9091 , su ciclops.org . URL consultato il 20 agosto 2011 .
- ^ Jane Platt e Dwayne Brown, NASA Cassini Images May Reveal Birth of a Saturn Moon , su NASA , 14 aprile 2014.
- ^ Carolina Martinez e Gary Galluzzo, Scientists Find That Saturn's Rotation Period is a Puzzle , su solarsystem.nasa.gov .
- ^ Scientists Finally Know What Time It Is On Saturn , su jpl.nasa.gov . URL consultato il 22/06/2020 .
- ^ Christopher Mankovich, Mark S. Marley, Jonathan J. Fortney e Naor Movshovitz, Cassini Ring Seismology as a Probe of Saturn's Interior I: Rigid Rotation , Cornell University, 2018, DOI : 10.3847/1538-4357/aaf798 .
- ^ NASA Spacecraft Sees Huge Burp At Saturn After Large Storm , su NASA , 25 ottobre 2012.
- ^ Cassini's Tour of the Saturn System , su solarsystem.nasa.gov , NASA, 15 marzo 2011.
- ^ NASA Extends Cassini's Tour of Saturn, Continuing International Cooperation for World Class Science , su solarsystem.nasa.gov , 2 febbraio 2010.
- ^ ( EN ) Modello Cassini - semplice ( PDF ), su nasa.gov . URL consultato l'11 gennaio 2021 .
- ^ ( EN ) Cassini Spacecraft 1/37 Scale Model - versione avanzata ( PDF ), su nasa.gov . URL consultato l'11 gennaio 2021 .
Altri progetti
-
Wikimedia Commons contiene immagini o altri file su Missione spaziale Cassini-Huygens
Collegamenti esterni
- La missione Cassini-Huygens: 4 anni in orbita attorno a Saturno ( PDF ), su prometeo.sif.it:8080 . URL consultato il 10 marzo 2010 (archiviato dall' url originale il 3 marzo 2012) .
- ( EN ) sito dell'ESA sulla missione , su esa.int .
- sito dell'ASI sulla missione , su asi.it . URL consultato il 24 gennaio 2005 (archiviato dall' url originale il 17 gennaio 2005) .
- ( EN ) sito della NASA sulla missione , su saturn.jpl.nasa.gov . URL consultato il 24 gennaio 2005 (archiviato dall' url originale il 26 aprile 2007) .
- ( EN ) Lo stato attuale della missione, minuto per minuto , su spaceflightnow.com .
- ( EN ) Dettagli sulla sonda , su spaceflightnow.com .
- ( EN ) Piano di volo aggiornato sul sito tecnico dell'ESA , su sci.esa.int .
| Controllo di autorità | VIAF ( EN ) 1155042743972402424 |
|---|
