Миссия cassini. Последние часы зонда «Кассини» (15 фото)

Последние 13 лет космический аппарат «Кассини» безмолвно менял наше понимание Солнечной системы. Миссия «Кассини» - совместный проект американского аэрокосмического агентства NASA и Европейского космического агентства стоимостью 3,62 миллиарда долларов – заключалась в изучении газового гиганта Сатурна и его многочисленных лун. Но уже завтра эта миссия подойдет к своему в буквальном смысле пылающему концу. В пятницу, в 7:55 по восточному времени Земля перестанет получать данные от «Кассини», так как аппарат со скоростью метеора упадет в атмосферу Сатурна и будет целенаправленно уничтожен. К этому моменту астрономы готовились многие годы.

Все инструменты космического аппарата по-прежнему отлично работают, однако продолжительная миссия израсходовала практически все топливо, необходимое для коррекции орбитальной траектории движения зонда вокруг Сатурна. Но вместо того, чтобы просто позволить аппарату выйти из-под контроля и, возможно, разбиться где-нибудь еще, команда управления миссией запрограммировала компьютер зонда на вхождение в атмосферу Сатурна, чтобы уберечь спутники планеты и любые вероятные формы жизни, находящиеся на них.

Несмотря на все заслуги этого космического аппарата, «Кассини», если можно так выразиться, всегда был аутсайдером. Его миссия не была такой яркой, как миссия аппарата «Новые горизонты», пролетевшего мимо Плутона, или любой другой миссии, связанной с Марсом, куда за пару последних десятилетий американское агентство отправило не один посадочный модуль и ровер. Темы, связанные с миссией возле Сатурна, редко составляли главные заголовки новостей. Однако отсутствие хайпа никоим образом не снизило градус научной важности открытий, которые совершил «Кассини».

Если отбросить формальности, то началась она 15 октября 1997 года, когда на борту ракеты-носителя Titan IVB/Centaur «Кассини» был выведен на орбиту Земли. Запуск был совместным – ракета-носитель выводила также на орбиту и зонд «Гюйгенс», построенный Европейским космическим агентством. Этот аппарат был разработан для высадки на крупнейший спутник Сатурна Титан, откуда он смог бы передавать научные данные исследователям на Землю.

Запуск происходил не без эксцессов. Были люди, протестовавшие против запуска «Кассини» из-за опасения загрязнения среды плутониевым топливом, на основе которого работает космический аппарат. Перед отправкой «Кассини» физик Мичио Каку заявил, что если запуск окажется неудачным и произойдет взрыв ракеты, то радиоактивный материал осыплется дождем на людей, находящихся возле стартового комплекса. Агентство NASA и правительственные структуры поспешили уверить всех в том, что такая ситуация просто невозможна. К счастью, в конечном итоге запуск действительно прошел без каких-либо проблем.

Два космических аппарата прибыли к Сатурну спустя 7 лет с момента их запуска со стартового комплекса на мысе Канаверал. «Гюйгенс» высадился на Титан 14 января 2005 года. С тех пор «Кассини» совершил множество орбитальных оборотов вокруг планеты и ее спутников. Благодаря ему мы получили возможность по-новому взглянуть на эту систему, разобраться в особенности колец планеты.

Спутники

Начиная от громадного Титана и заканчивая крошечной луной Дафнис – наблюдения «Кассини» позволили узнать много нового о спутниках этой гигантской кольцевой планеты. Сатурн и его спутники в буквальном смысле можно рассматриваться как Солнечную систему в миниатюре.

Эпиметей

Елена

Гиперион

Мимас, спутник, похожий на «Звезду смерти»

Пандора

Титан и Тефия (на переднем плане)

Дафнис, создающий волны внутри колец Сатурна

Пан (похожий на пельмень)

Пять самых интересных открытий «Кассини»

Сложно перечислить весь вклад в планетарную науку, который внес «Кассини» за 13 лет своей миссии, но совсем несложно понять, как много эта миссия значит для ученых на Земле. Ниже будут представлены всего несколько самых важных открытий, совершенных этим зондом более чем за десятилетний срок его работы.

Гейзеры на Энцеладе

«Кассини» не только заметил, но и пролетел сквозь выбросы жидкой воды, выстреливаемой в космос из подповерхностного океана Энцелада. Открытие оказалось удивительным. Океан спутника, вполне возможно, имеет правильный химический состав, необходимый для жизни, что делает его одной из самых желанных целей для поиска внеземной жизни внутри Солнечной системы.

«Землеподобная» среда Титана

Наблюдая за Титаном, мы смогли узнать больше о себе. Исследование одного из самых больших спутников Сатурна открыло для нас сложный мир озер из жидкого метана и дюн из углеводородов. Для неподготовленного наблюдателя Титан может показаться похожим на Землю, но это явно чужая планета, представляющая собой идеальный пример разнообразия среди планетарных тел.

Множество спутников Сатурна

До момента отправки «Кассини» к Сатурну в 1997 году ученым было известно лишь о существовании 18 спутников, оборачивающихся вокруг кольцевого гиганта. Пока космический аппарат в течение семи лет двигался к этой планете, исследователи открыли еще 13 спутников. Однако сегодня, благодаря «Кассини», мы смогли выяснить, что Сатурн является «папой» аж 53 спутников.

Гексагональный шторм Сатурна

За время своей работы «Кассини» удалось получить по-настоящему впечатляющие изображения Сатурна, но, возможно, самыми впечатляющими и одновременно уникальными являются фотографии полюсов планеты. Нам удалось в деталях рассмотреть шестиугольный поток атмосферных течений, окружающих мощный шторм, бушующий на северном полюсе Сатурна. Согласно NASA, площадь этого урагана в 50 раз больше, чем площадь среднестатистического урагана на Земле.

Пустое место между кольцами Сатурна

Перед кульминацией миссии «Кассини» занял положение между кольцами планеты и самим Сатурном. И как выяснилось, здесь невероятно спокойно. Вместо ожидаемых пылевых завихрений, мечущихся между планетой и кольцами, «Кассини» в рамках своих последних орбитальных облетов обнаружил абсолютно пустое пространство.

Миссия, по которой будут скучать

Хотя, как уже отмечалось выше, миссия «Кассини» была не такой яркой, как марсианские, она оказалась очень полезной для современной астрономии. Каждый месяц зонд отправлял на Землю по-настоящему уникальные, ранее невиданные изображения и новые научные данные. Многие начинающие астрономы построили свои карьеры на базе этих данных.

Завершение миссии станет настоящей потерей для научного и околонаучного сообщества. Особенно на фоне того, что, помимо зонда, который займется изучением спутника Юпитера Европы, у NASA и других космических агентств нет планов, по крайней мере в видимом будущем, продолжать изучение горизонтов удаленных миров Солнечной системы вроде Сатурна, Нептуна и Урана.

Вихрь в северном полушарии Сатурна напоминает красивейшую красную розу гигантских размеров, окруженную зеленой листвой. Фотографию сделал космический аппарат Кассини, НАСА. Максимальная скорость достигла ошеломляющих 150 метров в секунду, а диаметр торнадо составила 2000 километров. Снимок сделан на расстоянии примерно 419 000 км от Сатурна. (NASA / JPL-Caltech / SSI)

Сатурн во время равноденствия. Свет солнца, отражаемый планетой, попадает на спутники, освещая их. (NASA / JPL / Space Science Institute)

Тени кольцевой линии далекого Сатурна, обеспечивают изысканный фон для блестящей, белой сферы Энцелада. (NASA / JPL / Space Science Institute)

Спутник Сатурна Прометей (диаметр 86 километров) периодически создает стримерные каналы. (NASA / JPL / Space Science Institute)

Крупнейший спутник Сатурна и второй по величине спутник - Титан и Рея, находятся друг напротив друга. (NASA / JPL / Space Science Institute)

Фотография малого спутника Сатурна - Елены, была сделана 3 марта 2010 года. Диаметр Елены составляет 33 километра. (NASA / JPL / Space Science Institute)

На снимке видна поверхность Дионы, фотография спутника сделана 12 октября 2005 года, на расстоянии примерно 23 029 км. (NASA / JPL / Space Science Institute)

Вертикальная структура главных колец Сатурна. Космический аппарат Кассини, НАСА запечатлел кольца в июле 2009 года. На этом изображении, узкий угол обзора камеры Кассини захватил 1200 -километровый участок внешнего края кольца. (NASA / JPL / Space Science Institute)

Кассини сфотографировал спутник Сатурна Мимас. На снимке виден кратер Гершель, ширина которого, по правой стороне, составляет 130 км. (NASA / JPL / Space Science Institute)

Этот необычный лабиринт из линий, запечатленный Кассини, на самом деле является фотографией газового гиганта Сатурна, его колец и небольшого ледяного спутника Мимаса. Кольца отбрасывают темные тени на северное полушарие Сатурна, создавая эффект фотонегатива. (NASA / JPL / Space Science Institute)

Горные пики экваториального хребта Япета. (NASA / JPL / Space Science Institute)

Темная и светлая поверхность в северном полушарии Япета (1468 километров в поперечнике). (NASA / JPL / Space Science Institute)

Космический аппарат Кассини сфотографировал спутник Диона, на переднем плане видно южное полушарие спутника Сатурна Реи. (NASA / JPL / Space Science Institute)

На снимке изображен Калипсо (21 километр в поперечнике). Это один из двух спутников Тетиса. (NASA / JPL / Space Science Institute)

Менее чем за 20 минут после подхода Кассини к Титану, 31 марта 2005 года, камеры запечатлели этот вид Сатурна через верхние слои атмосферы Титана. Северную часть диска Сатурна можно увидеть в левом верхнем углу; темные горизонтальные линии являются тенями от колец Сатурна. Снимок был сделан на расстоянии 7980 километров от Титана. (NASA / JPL / Space Science Institute)

Это изображение показывает первую вспышку солнечного света, отраженного от озера на спутнике Сатурна Титане. Блеск от зеркальной поверхности известен как зеркальное отражение. Блеск был обнаружен инфракрасным спектрометром, размещенном на космическом аппарате Кассини, 8 июля 2009 года. Это подтвердило наличие жидкости в северном полушарии спутника, где озер гораздо больше, чем в южном полушарии. Ученые предполагают, что озера наполнены жидким этаном и метаном. (NASA / JPL / Университет Аризоны / DLR)

Титан светится на закате. (NASA / JPL / Space Science Institute)

Загадочный шестиугольник на северном полюсе Сатурна. (NASA / JPL / Space Science Institute)

5 октября 2008 года, Кассини сфотографировал эту потрясающую мозаику Энцелада. (NASA / JPL / Space Science Institute)

Космический аппарат Кассини, успешно завершил свою миссию 1 октября 2011, облетев спутник Сатурна Энцеладу и запечатлев струи водяного пара и льда. Во время своего наибольшего сближения, космический аппарат пролетел в 100 километрах от поверхности спутника. Такое сближение было необходимо для того, что бы космический аппарат смог захватить газ, извергаемый спутником для дальнейшего изучения. (NASA / JPL / Space Science Institute)

Фотография сделана 31 октября 2008, во время облета спутника Сатурна Энцелада, на расстоянии примерно 1691 километров. (NASA / JPL / Space Science Institute)

Спутники Атлас и Пан видны со стороны Сатурна. (NASA / JPL / Space Science Institute)

Космический аппарат Кассини, пролетел мимо Эпиметея, (116 километров) в декабре 2007 года, сделав детальные изображение южного полюса спутника. (NASA / JPL / Space Science Institute)

Спутник Сатурна Мимас выглядывает из-за большего спутника Дионы. Фотография сделана космическим аппаратом Кассини 12 декабря 2011. (NASA / JPL / Space Science Institute)

Вихрь на северном полюсе Сатурна, виден в инфракрасном диапазоне. Глаз огромного циклона составляет около 2000 километров в ширину. (NASA / JPL / Space Science Institute)

Поверхность спутника Сатурна Дионы, фотография сделана 11 октября 2005 года. Космический аппарат Кассини смог запечатлеть нереальный ландшафт спутника. На снимке видны кратеры и холмы, расположенные на поверхности. (NASA / JPL / Space Science Institute)

Спутник Прометей создает сложный узор в кольце F. Фотография сделана в августе 2009. (NASA / JPL / Space Science Institute)

Всплеск яркости, виден на кольцах Сатурна. Он появляется, когда солнце находится непосредственно позади корабля, создавая красочный ореол света. (NASA / JPL / Space Science Institute)

Спутник Мимас (397 километров в поперечнике) виднеется на расстоянии примерно 191 000 километров. (NASA / JPL / Space Science Institute)

Пятнадцатого сентября 2017 года, около 14:55 по московскому времени, завершил свою многолетнюю миссию «Кассини», космический аппарат, составивший самую детальную на сегодняшний день картину Сатурна. Теперь благодаря «Кассини» мы знаем о новых мирах-лунах, где могла возникнуть жизнь, об устройстве огромных и удивительных колец, а также о колоссальных штормах, существующих на газовом гиганте. Аппарат собрал огромный объем данных о единственном спутнике в Солнечной системе, обладающем собственной атмосферой, - Титане. В память об одной из самых сложных, дорогостоящих и успешных межпланетных миссий мы предлагаем вспомнить ее главные результаты.

Двадцать лет назад

Разработка миссии «Кассини-Гюйгенс» началась в 1982 году объединенной рабочей группой Национальной академии наук США и Европейского научного фонда. В создании аппарата участвовало 19 стран и три космических агентства (NASA, ESA и Итальянское космическое агентство). К тому моменту окольцованную планету уже посетили три аппарата - «Пионер-11» (1979), «Вояджер-1» (1980) и «Вояджер-2» (1981). Одним из главных открытий предыдущих миссий стало то, что крупнейший спутник Сатурна, Титан, обладает чрезвычайно плотной атмосферой, которая не позволяет напрямую исследовать его поверхность. Кроме того, стало понятно, что полюса магнитного поля планеты удивительно точно совпадают с географическими - эта необычная находка сильно осложнила, казалось бы, простую задачу: выяснить продолжительность суток на Сатурне.

Новая объединенная миссия должна была подробнее рассказать об особенностях системы Сатурна. Изначально она должна была продлиться около трех лет, а основное внимание ученых было обращено на атмосферу Титана и Сатурна, магнитосферу газового гиганта, геологию его спутников и анализ состава системы колец.

Пятнадцатого октября 1997 года аппарат стартовал с мыса Канаверал. Путешествие к Сатурну продлилось больше шести лет - «Кассини» сделал гравитационные маневры вблизи Венеры (дважды), Земли и Юпитера и лишь летом 2004 года достиг цели. Последующие открытия стали поводом к тому, чтобы трижды продлевать миссию: сначала на два года в связи с сатурнианским равноденствием, затем еще на шесть лет во время смены сезонов и, в конце концов, на «Большой финал» (Grand Finale) - заключительный четырехмесячный этап.

Посадка на Титан

Одним из самых впечатляющих результатов миссии стала посадка спускаемого зонда «Гюйгенс» на Титан 14 января 2005 года. Это уникальный спутник, обладающий плотной атмосферой (в полтора раза плотнее земной), единственный подобный объект во всей Солнечной системе. При разработке зонда исследователи учитывали ряд теорий о том, что Титан может быть покрыт метановым океаном, «Гюйгенс» был готов как к приводнению, так и к посадке на твердую почву. Как оказалось впоследствии, на Титане и правда есть резервуары с жидкостью - аммиачно-метановые моря, но они занимают сравнительно небольшую часть спутника.

«Гюйгенс» не только изучил состав атмосферы (вблизи поверхности доля метана доходит до пяти процентов, в остальном она состоит из азота), но и измерил скорость ветров вблизи поверхности спутника - она оказалась порядка нескольких метров в секунду, что сопоставимо с несильными земными ветрами. Также зонд передал снимки с поверхности Титана и даже записал звуки , окружавшие его при спуске. Последующий совместный анализ данных с «Гюйгенса» и «Кассини» позволил предположить, что под поверхностью спутника находится огромный водный океан.

Ученые также показали, что на Титане есть свой аналог круговорота воды в природе, только роль воды в нем играет метан. Точно так же как на Земле бывают водные дожди, на Титане периодически происходят метановые дожди, а рельеф и форма камней на поверхности спутника указывают на существование потоков жидкости.

Деятельность «Гюйгенса» на Титане на сегодня является примером единственной успешной посадки во внешней Солнечной системе.

Облака над Сатурном издалека похожи на мазки космической кистью - это эффект взаимодействия жидких составляющих в атмосфере планеты

Гейзеры Энцелада

В 2005 году по фотографиям и другим данным, собранным «Кассини», стало понятно, что как минимум одна из лун Сатурна геологически активна. Ранее считалось, что это невозможно, поскольку спутники остыли и располагаются слишком далеко от Солнца, однако над южным полюсом Энцелада аппарат «увидел» явные следы гейзеров - 250-километровые шлейфы воды, бьющие из под поверхности. Их источниками оказались длинные разломы на ледяной поверхности спутника - так называемые «тигровые полосы».

В последующие годы изучению этих шлейфов была посвящена значительная часть усилий миссии. Сначала исследователи доказали, что их источник - это не изолированный резервуар, наподобие подледного озера, а глобальный океан, покрывающий весь спутник. Его глубина оценивается в 45 километров, толщина льда над ним колеблется от двух до двадцати километров.

Почти два года назад аппарат совершил опасный маневр, пролетев сквозь водные шлейфы на высоте всего 49 километров над поверхностью спутника. Его масс-спектрометры зафиксировали большое количество водорода в выбросах, а также метан и углекислый газ. Их концентрации, как и сам факт наличия, указывают на то, что на дне океана идут гидротермальные процессы, которые вполне могут обеспечить энергией живые организмы. Сегодня Энцелад считается одним из самых перспективных мест Солнечной системы для зарождения внеземной жизни.

Сатурн во время солнцестояния

Рождение колец

Кольца - пожалуй, самая узнаваемая деталь Сатурна. Это растянувшаяся на сотни тысяч километров система из пылевых колец, толщина которой местами составляет лишь десятки метров. До сих пор неизвестен ни возраст колец, ни их точное происхождение. Астрономы рассматривают эту систему как прообраз молодой Солнечной системы, в которой только начинали формироваться планеты.

«Кассини» показал необыкновенную сложность и изменчивость этой системы. Так, многочисленные луны Сатурна вызывают своей гравитацией различные завихрения в кольцах, как это происходит в F-кольце под действием Пандоры и Прометея. Некоторые из колец по-прежнему формируются, как, например, E-кольцо, материал которого выбрасывают гейзеры Энцелада.

Благодаря «Кассини» был открыт новый объект в этой системе - кольцо Януса-Эпиметея, образованное из пыли и частиц породы, выброшенной в столкновениях Януса и Эпиметея с различными небесными телами. Также снимки с аппарата позволили обнаружить удивительные структуры на границе B-кольца - своеобразные «горы», поднимающиеся над плоскостью колец на 2,5 километра.

Кроме того аппарат открыл, по меньшей мере, восемь новых спутников Сатурна, изучая кольца. Среди них Полидевк, Паллена, Мефона, Анфа, Эгеон и Дафнис. Диаметр этих небесных тел не превышает нескольких километров.

Сезоны Сатурна

Одно из главных достоинств «Кассини» - большая длительность миссии. За 13 лет пребывания неподалеку от Сатурна аппарат увидел несколько смен сезонов планеты - от зимы до лета в северном полушарии (сатурнианский год длится почти 30 земных лет). Несмотря на то, что гигант находится в десять раз дальше от Солнца, чем Земля, изменения в освещенности все равно приводят к значительным изменениям в атмосфере газового гиганта. Например, гигантский гексагон, шторм правильной шестиугольной формы, который бушует на северном полюсе, сменил за время миссии свой цвет с синего на золотистый. Ученые связывают это с химическими превращениями, происходящими в атмосфере под действием увеличивающегося количества солнечного света в связи с наступлением лета.

Северный полюс Сатурна в лучах Солнца. Гигантский шестиугольник над полюсом - шторм

С сезонами связано еще одно явление на газовом гиганте - образование «спиц» в кольцах Сатурна. Это продолговатые клиновидные объекты, вращающиеся вместе с кольцами, но располагающиеся на некоторой высоте над ними. «Спицы» были обнаружены еще «Вояджерами», но благодаря «Кассини» стало понятно, что это, по всей видимости, периодическое явление, которое наблюдается в конце сатурнианской зимы.

Через год после сатурнианского равноденствия, с приходом весны в северное полушарие гиганта, исследователи обнаружили на снимках «Кассини» огромный шторм. Его площадь в восемь раз превосходила площадь поверхности Земли. Согласно показаниям приборов, в шторме вспыхивало до десяти молний в секунду. Его движущей силой также оказалось изменяющееся освещение.

Магнитное поле

Одна из задач, стоявших перед «Кассини», оказалась ему все же «не по зубам». По суточным изменениям в магнитном поле Сатурна аппарату предстояло выяснить, какова истинная продолжительность суток на планете. Обычно такие колебания наблюдаются, когда магнитное поле немного отклонено от оси вращения планеты. Но в случае Сатурна отклонение между магнитным полем и полюсами оказалось меньше 0,06 градуса.

Прямые попытки измерить скорость вращения по колебаниям магнитного поля дали довольно большой разброс - от 10,6 до 10,8 часа, в зависимости от сезона измерений и полушария, над которым находился аппарат. Ряд дополнительных измерений запланирован на «Большой финал» миссии.

И, конечно, нельзя не упомянуть сотни тысяч снимков , сделанных «Кассини» (часть из них мы уже публиковали ранее - и ), и гигабайты переданных научных данных, еще ожидающих обработки. В последнем акте миссии аппарат сделал ряд опасных измерений, недоступных ранее. В тесных (всего несколько тысяч километров над облаками) сближениях минувших четырех месяцев зонд детально исследовал гравитационное и магнитное поля Сатурна, собрал информацию о материале, из которого состоят внутренние кольца. До потери сигнала «Кассини» продолжал передавать в режиме реального времени информацию с масс-спектрометра, позволяющего определить, какие вещества окружают аппарат. На их анализ уйдет еще немало времени, и вполне возможно, что его результаты принесут новые открытия - например, наконец разрешится загадка возраста колец Сатурна. Нам же остается ждать новых публикаций от команды миссии и надеяться на скорое продолжение исследований в системе окольцованной планеты.

Владимир Королёв

Вид на кольца Сатурна C и B изнутри

Миссия «Кассини-Гюйгенс» - знаменательная веха в истории освоения космоса, в ее ходе орбитальная станция «Кассини» стала первым искусственным спутником Сатурна, а посадочный модуль «Гюйгенс» совершил первую мягкую посадку во Внешней Солнечной системе на поверхность Титана.

Чтобы узнать тайны «окольцованной» планеты

Об этой сенсационной космической миссии доктор физико-математических наук Л. Ксанфомалити написал следующее: «Достижения современной техники поражают. Космический аппарат «Кассини-Гюйгенс», запущенный в 1997 году, благополучно преодолел 4 млрд километров и прилетел к цели своего путешествия. По дороге он делал цветные снимки поверхности Сатурна, самого далекого его спутника Фебы и колец планеты-гиганта. А когда на поверхность Титана, самой крупной луны в Солнечной системе, опустился исследовательский аппарат «Гюйгенс», отделившийся от «Кассини», люди на Земле услышали, как шумит ветер в атмосфере далекой планеты, увидели горы, равнины и реки на ее поверхности…»

Первые исследования далекого загадочного Сатурна были, начаты американской межпланетной станцией «Пионер-11» и продолжены знаменитыми «Вояджерами». В результате ученые получили немало ценной информации о Сатурне, его кольцах и спутниках, однако им так и не удалось увидеть поверхность этой таинственной планеты. Возникло предложение начать новый проект, восполняющий пробелы в знаниях о Сатурне и его семействе.

Миссия «Кассини-Гюйгенс» и стала воплощением этого проекта, в нем участвовали НАСА, ЕКА (Европейское космическое агентство) и Итальянское космическое агентство (ASI). Основные финансовые затраты (2,6 млрд долларов) взяли на себя американцы, ЕКА выделило 500 миллионов, а Итальянское космическое агентство - 160. Ученые НАСА создали станцию «Кассини», Европейское космическое агентство - зонд «Гюйгенс», а итальянские инженеры сконструировали антенну дальней связи и радарный высотометр (RADAR). Стоит отметить, что в целом в создании «Кассини» и «Гюйгенса» принимали участие ученые и инженеры 17 государств.

Станция «Кассини» была названа в честь французского ученого XVII века Джованни Кассини, который в 1675 году установил, что кольцо Сатурна состоит из многих концентрических колец. Зонд «Гюйгенс» назвали в честь нидерландского ученого XVII века Христиана Гюйгенса, он первым в 1655 году увидел Титан, а в 1656-м обнаружил кольцо Сатурна.

Новые спутники, масштабные бури и другие открытия

15 октября 1997 года состоялся запуск «Кассини» с прикрепленным к станции «Гюйгенсом». Аппарат был выведен в космос с помощью специальной ракеты-носителя «Титан-4 Б» и дополнительного блока для разгона «Кентавр». Первоначально «Кассини» нацелился на Венеру, для своего разгона аппарат на протяжении двух лет использовал гравитационные поля трех планет. До прибытия к Сатурну все его системы находились в так называемом спящем режиме, только зимой 2000 года «Кассини» активизировался и начал радовать ученых уникальными данными из глубин Солнечной системы.

30 декабря 2000 года аппарат совершил маневр в гравитационном поле Юпитера, тогда он приблизился к гигантской планете на минимальное расстояние. «Кассини» сделал множество цветных снимков Юпитера и провел ряд научных измерений. Перед максимальным сближением с Сатурном 11 июня 2004 года «Кассини» прошел мимо его спутника - Феба, на Землю были переданы уникальные снимки космического тела. Оказалось, что этот спутник размером около 200 км имеет неправильную форму и очень похож на астероид. Удалось установить, что спутник в основном состоит изо льда и скорее ближе по своей структуре к кометам, чем к астероидам. Ученые восторженно встретили эти первые результаты миссии, но впереди их ожидали еще более сенсационные данные.

Наиболее важным этапом миссии стал вход аппарата на орбиту Сатурна, проведенный 1 июля 2004 года с помощью специального маневра торможения. «Кассини» даже умудрился пройти между двумя кольцами (F и G), правда, не избежав нескольких столкновений. К счастью, аппарат не потерял работоспособность, успешно максимально приблизился к Сатурну и стал его спутником. В последующие четыре года он сделал 74 оборота, исследуя поверхность Сатурна и его спутников.

В 2004 году, исследуя изображения, полученные от «Кассини», ученые обнаружили три новых спутника Сатурна. Конечно, они имели небольшие размеры, в начале 2005-го им присвоили названия Метона, Паллена и Полидевк. 1 мая 2005 года в щели Килера был обнаружен спутник, получивший название Дафнис. Как и у спутника Пана, его орбита лежала внутри колец. «Кассини» также обнаружил спутники Анфа, Эгеон и «S/2009 S 1».

В ходе миссии была проведена подробная съемка поверхности Сатурна и его многочисленных спутников: Мимаса, Реи, Феба, Титана, Тефии, Дионы и Гипериона, а также Эпиметия. С помощью «Кассини» ученые смогли в подробностях рассмотреть систему колец Сатурна и узнать многое о природе его спутников. На снимках, полученных 5 сентября 2005 года, видны «спицы» в кольцах, впервые обнаруженные астрономами еще в 1977 году. Позже, в 1980-х годах, их наличие было подтверждено «Вояджерами». До сих пор ученые ломают голову над механизмом образования этих «спиц».

С помощью «Кассини» удалось открыть горячий шлейф на Энцеладе и наличие водного льда на этом спутнике. Открытие признаков существования водного океана в недрах Энцелада сделало возможным поиск жизни и на маленьких лунах планет-гигантов. «Кассини» помог разгадать и загадку двуликости Япета, которая волновала ученых длительный период. Оказалось, что все дело в темной пыли, которая на орбитальной траектории Япета покрывала переднюю часть луны. Темная область поглощала энергию и разогревалась, а незагрязненная оставалась прохладной. Из-за длительного периода вращения Япета возникал соответствующий визуальный эффект двуликости спутника.

15 апреля 2008 года НАСА объявило о продлении миссии до июля 2010 года. Новый этап миссии включал 60 дополнительных облетов вокруг Сатурна, 26 сближений с Титаном, 7 с Энцсладом и по одному с Дионой, Реей и Еленой. «Кассини» должен был продолжить изучение Сатурна, его колец и магнитосферы. 3 февраля 2010 года было объявлено о еще одном продлении миссии до сентября 2017 года. Второй новый этап миссии включает в себя 155 дополнительных витков вокруг Сатурна, 54 сближения с Титаном и 11 с Энцеладом, который весьма заинтересовал ученых.

А на Титане вновь идут дожди…

Ну а теперь пора вспомнить о «Гюйгенсе», ведь не зря же «Кассини» столь длительное время «тащил» на себе этот зонд. В середине декабря 2004 года «Гюйгенс» успешно отделился от орбитального аппарата и начал свое самостоятельное путешествие. 14 января 2005 года он приступил к спуску на поверхность Титана. Конечно, трудно было предположить, как пройдет его посадка, поэтому руководство проекта «Гюйгенс» говорило, что главная задача аппарата заключается в исследовании атмосферы спутника, а вот относительно его «прититанивания» - тут уж как повезет.

Однако все прошло на редкость удачно, три раскрывшиеся парашюта замедлили скорость спуска аппарата, продолжавшегося 2 часа 28 минут до 4,5 м/с в момент касания с поверхностью Титана. Во время спуска происходили измерения параметров атмосферы и съемка поверхности спутника Сатурна. На высоте 25 км поверхность была почти не видна, скрытая метановым туманом. На высоте 19 км туман исчез, зато появилась довольно плотная облачность. А вот ниже 18 км видимость стала вполне приличной.

Стоит напомнить, что «Гюйгенс» стал первым земным зондом, совершившим посадку на спутник одной из планет, не считая Луны, а также первым аппаратом, опустившимся на поверхность небесного тела на периферии Солнечной системы. 3 часа 44 минуты «Гюйгенс» передавал информацию на Землю. Зонд сделал почти 350 снимков Титана и его атмосферы, записал звуки бушующего ветра на месте посадки и даже пробурил небольшим щупом грунт. Как и предполагалось, температура на поверхности Титана оказалась минус 179 градусов Цельсия, из-за этого зонд, конечно, не мог работать долго, но свою задачу он блестяще выполнил. Снимок поверхности Титана, переданный «Гюйгенсом», чем-то похож на каменистую пустыню Марса.

На Титане оказались озера размером от одного до десятков километров в поперечнике, заполненные жидкими углеводородами. 13 марта 2007 года руководство миссии сделало сенсационное заявление об обнаружении в северном полушарии Титана самых настоящих морей, одно из которых по размеру даже превышает наше Каспийское море. Многие ученые говорят, что ландшафт Титана напоминает земной - горы, озера, моря… Данные, полученные «Кассини» и «Гюйгенсом», позволяют предположить, что внутри Титана имеется каменное или железное ядро, а его мантия состоит из слоя льда толщиной в несколько сотен километров.

Данные радиолокатора, конечно, не позволяют установить, какие углеводороды заполняют озера и моря на Титане, ученые предполагают, что ими могут быть метан и этан, допускают они и некоторое количество жидкого азота. На ряде снимков просматриваются разветвленные русла, впадающие в местные озера и моря, не исключено, что по ним могли течь реки или временные потоки.

Интересно, что кроме Титана и Солнечной системе ни один спутник не имеет атмосферы. Почему она есть у Титана?

Предполагалось, что Титан перспективен для обнаружения жизни; по мнению ученых, его плотная атмосфера могла создать парниковый эффект и вполне приемлемую для живых организмов температуру у поверхности. Добавьте к этому наличие метана и других органических компонентов, и вам станет ясен повышенный интерес к этому спутнику со стороны тех, кто занят поисками жизни во Вселенной.

Как и на Земле, главной составляющей атмосферы Титана является молекулярный азот (около 85%), остальные 15% представлены аргоном, метаном и более малыми составляющими. Для ученых пока остается загадкой трехкратное превышение, по сравнению с Землей, содержания изотопа азот-15 в атмосфере Титана по отношению к азоту-14.

Несомненно, миссия «Кассини-Гюйгенс» увенчалась полным успехом. Подтвердилось предположение ученых о том, что Титан похож на Землю, какой она была до зарождения на ней жизни, 4 млрд лет назад. Таким образом, изучая Титан, ученые смогут заглянуть в далекое прошлое нашей планеты, можно сказать, совершить своеобразное путешествие на машине времени.

Часть космической программы «Кассини-Гюйгенс». Запущен 15 октября 1997 года .

Задачи

• Исследование Сатурна
• Изучение колец Сатурна
• Изучение спутников Сатурна
• Доставка спускаемого аппарата «Гюйгенс » на Титан

Конструкция

• Вес при старте - 5710 кг, включая 320-килограммовый зонд «Гюйгенс» , 336 кг научных приборов и 3130 кг топлива.
• Размеры станции составляют 6,7 м в высоту и 4 м в ширину.

На аппарате установлены два основных реактивных двигателя тягой по 445 ньютонов (двигатель продублирован на случай поломки). «Кассини» также оборудован 16-ю двигателями малой тяги, используемыми для стабилизации аппарата, а также при малых орбитальных маневрах.

Инструментарий аппарата

Орбитальный блок «Кассини» несёт 12 научных приборов.

Ядерный термоэлектрический генератор

Из-за большого расстояния Сатурна от Солнца невозможно использовать солнечный свет как источник энергии для аппарата. Поэтому «Кассини» получает энергию от радиоизотопного термоэлектрического генератора (РИТЭГ), который использует для получения электричества плутоний (в данном случае - оксид плутония), использующими по 11 килограммов плутония-238 каждый (всего 32,8 килограммов плутония). Такие генераторы уже применялись для энергообеспечения других аппаратов, в частности «Галилео» и «Улисс» , и рассчитаны на очень долгий срок работы.

В конце 2011 использования установленный на «Кассини» РИТЭГ был способен вырабатывать 628 ватт .

Компьютер

Аппарат содержит внушительную компьютерную начинку. Фактически каждый научный инструмент снабжён собственным микрокомпьютером, а все инженерные системы - двумя (с целью повышения надёжности). Основной компьютер - GVSC 1750A производства фирмы IBM . Компьютер спроектирован для применения в авиации и ранее доказал свою высокую надёжность в экстремальных условиях эксплуатации. Компьютерная система имеет многоступенчатую систему защиты от ошибок и сбоев. Хранение научной и служебной информации осуществляется с помощью не имеющей движущихся частей флеш-памяти (на предшествующих аппаратах использовалась магнитная лента).

Полёт

В 2008 году НАСА продлило миссию «Кассини» до 2010 года. В конце сентября 2010 года «Кассини» начал новый этап своей миссии, получивший название «Солнцестояние» (Solstice): срок работы аппарата продлен до 2017 года, а сам зонд даст ученым возможность впервые детально изучить весь сезонный период Сатурна. Аппарат ждут несколько дополнительных сближений с Энцеладом , а также с другими спутниками газового гиганта.

Последняя фаза жизни аппарата (получившая имя «Финал оперы» (Grand Finale) по итогам голосования среди посетителей сайта НАСА) начнется в конце 2016 года. «Кассини» совершит серию потенциально опасных маневров, которые позволят астрономам взглянуть на Сатурн и его спутники с новых ракурсов. В финале планируется столкнуть «Кассини» с Сатурном и собрать уникальные данные о структуре и физических свойствах слоёв его атмосферы.

См. также

Напишите отзыв о статье "Кассини (космический аппарат)"

Примечания

Ссылки

• // «Вокруг света»
• д/ф (Би-би-си , 2005)

Отрывок, характеризующий Кассини (космический аппарат)

«Кто они? Зачем они? Что им нужно? И когда всё это кончится?» думал Ростов, глядя на переменявшиеся перед ним тени. Боль в руке становилась всё мучительнее. Сон клонил непреодолимо, в глазах прыгали красные круги, и впечатление этих голосов и этих лиц и чувство одиночества сливались с чувством боли. Это они, эти солдаты, раненые и нераненые, – это они то и давили, и тяготили, и выворачивали жилы, и жгли мясо в его разломанной руке и плече. Чтобы избавиться от них, он закрыл глаза.
Он забылся на одну минуту, но в этот короткий промежуток забвения он видел во сне бесчисленное количество предметов: он видел свою мать и ее большую белую руку, видел худенькие плечи Сони, глаза и смех Наташи, и Денисова с его голосом и усами, и Телянина, и всю свою историю с Теляниным и Богданычем. Вся эта история была одно и то же, что этот солдат с резким голосом, и эта то вся история и этот то солдат так мучительно, неотступно держали, давили и все в одну сторону тянули его руку. Он пытался устраняться от них, но они не отпускали ни на волос, ни на секунду его плечо. Оно бы не болело, оно было бы здорово, ежели б они не тянули его; но нельзя было избавиться от них.
Он открыл глаза и поглядел вверх. Черный полог ночи на аршин висел над светом углей. В этом свете летали порошинки падавшего снега. Тушин не возвращался, лекарь не приходил. Он был один, только какой то солдатик сидел теперь голый по другую сторону огня и грел свое худое желтое тело.
«Никому не нужен я! – думал Ростов. – Некому ни помочь, ни пожалеть. А был же и я когда то дома, сильный, веселый, любимый». – Он вздохнул и со вздохом невольно застонал.
– Ай болит что? – спросил солдатик, встряхивая свою рубаху над огнем, и, не дожидаясь ответа, крякнув, прибавил: – Мало ли за день народу попортили – страсть!
Ростов не слушал солдата. Он смотрел на порхавшие над огнем снежинки и вспоминал русскую зиму с теплым, светлым домом, пушистою шубой, быстрыми санями, здоровым телом и со всею любовью и заботою семьи. «И зачем я пошел сюда!» думал он.

Главная » Полезно знать » Миссия cassini. Последние часы зонда «Кассини» (15 фото)