Stacioni ndërplanetar Cassini. Stuhia gjashtëkëndore e Saturnit

Cassini është një anije kozmike, një stacion automatik ndërplanetar që eksploron Saturnin, unazat e tij dhe sistemin planetar. I quajtur pas astronomit Giovanni Cassini, ai u nis drejt planetit gjigant në tetor 1997. Që atëherë, sonda ka punuar me zell, duke bërë fotografi, duke matur spektrin, magnetosferën, duke hartuar sipërfaqen e Saturnit, Titanit dhe satelitëve të tjerë të tij dhe në vitin 2017 do të duhet të vdesë, duke u përplasur me subjektin e studimeve të saj. Së bashku me Cassini-n, sonda Huygens prej 320 kilogramësh shkoi në Saturn. Vetë misioni Cassini-Huygens ishte jashtëzakonisht i suksesshëm dhe na lejoi të shihnim Saturnin dhe sistemin e tij nga këndvështrime të ndryshme.

Shkencëtarët tashmë e dinë se sa zgjat një ditë në planetët e sistemit diellor. Fatkeqësisht, kohëzgjatja e saktë e ditës në Saturn është ende e panjohur, pasi studimet kanë dhënë tregues të ndryshëm. Në shekullin e 20-të, ishte e mundur të supozohej vetëm gjatësia e një dite në planet bazuar në rezultatet e vëzhgimeve nga një teleskop me bazë tokësore, por pas lëshimit të sondave të para pa pilot, numrat u bënë më të saktë. Më në fund, të dhënat nga aparati "" dhanë një përgjigje të saktë, e cila kalon të gjitha supozimet e mëparshme.

Saturni, një nga "kryeveprat" e fundit të Cassinit

Një numër studimesh të Saturnit u filluan nga Pioneer 11, një stacion ndërplanetar i prodhuar nga Amerika, në 1973, dhe vazhduan nga dy Voyagers.

Falë këtyre ekspeditave, u zbuluan shumë gjëra për Saturnin, unazat dhe satelitët e tij, por gjëja kryesore nuk funksionoi: të shihni se si është sipërfaqja e këtij planeti misterioz. Pavarësisht fotografive të shumta dhe të dhënave të reja të marra, shpejt u vendos se ishte e nevojshme të fillonte një projekt i ri që do të na lejonte ta shikonim këtë objekt hapësinor nga një këndvështrim i ri. Një projekt i tillë ishte misioni i dy automjeteve - Cassini dhe Huygens.

Eksplorimi i Saturnit: Misioni Cassini-Huygens i kushtoi Amerikës një shumë mjaft të rregullt prej rreth tre miliardë dollarësh, por ia vlente. Ndërtimi, zhvillimi dhe pajisja e tij u kryen nga organizata shumë të njohura në rrethet e eksploruesve të hapësirës.

Si rezultat, u mor një pajisje me një lartësi prej 10 metrash dhe një peshë fillestare prej 6 tonësh me 12 instrumente shkencore në bord, një shufër 11 metra për një magnetometër dhe instalime elektrike, gjatësia totale e së cilës është rreth katërmbëdhjetë kilometra.

Për të komunikuar me Tokën, italianët krijuan një antenë të veçantë katër metra të gjatë. Pajisja, megjithatë, nuk përdor panele diellore, gjë që është e kuptueshme: për Saturnin është e pakuptimtë. Në vend të kësaj, rolin e rezervuarëve të energjisë e kryejnë tre gjeneratorë termoelektrikë dhe radioizotopë, të cilët përmbajnë 33 kilogramë plutonium jashtëzakonisht radioaktiv, falë të cilit aparati mund të funksionojë për rreth dyqind vjet.

Vlen gjithashtu të theksohet se gjysma e peshës së nisjes së Cassini nuk është asgjë më shumë se karburant, i cili nevojitet për ngadalësimin, orbitën e Saturnit dhe shumë manovra të tjera speciale.

Huygens

Kjo pajisje nuk është gjë tjetër veçse një sondë, detyra e së cilës ishte të ulej në hënën e Saturnit - Titan. Pajisjet e tij përfshijnë deri në gjashtë instrumente që lejojnë studimin më të detajuar të sipërfaqes së satelitit dhe një kamerë uljeje, e cila duhet të kapë sa më shumë peizazhe të një objekti pak të studiuar. Kjo sondë peshon rreth 350 kilogramë dhe është një shtesë e Cassini: destinacionet e tyre janë shumë afër njëri-tjetrit.

Pamje të Saturnit dhe hënave të tij nga Cassini

Fluturimi

Nisja e Cassini dhe Huygens të lidhur me të u zhvillua në 1997 më 15 tetor. Për të nisur pajisjen në hapësirë, nevojitej një mjet i posaçëm, i posaçëm lëshues "Titan-4B" dhe një njësi shtesë përforcuese e quajtur "Centaur". Për shumë arsye (nuk ka rrugë të drejtpërdrejtë për në asnjë nga galaktikat), Venusi u bë drejtimi origjinal i Cassini-t.

Për të përshpejtuar, pajisja përdori fushat gravitacionale të tre planetëve për dy vjet. Sidoqoftë, përpara se të takohej me planetin - destinacionin - ai ishte në një lloj animacioni të pezulluar: të gjitha sistemet e tij u përdorën vetëm disa përqind. Dhe kështu, në dimrin e vitit 2000, Cassini më në fund kaloi Saturnin, u aktivizua dhe bëri fotografitë e tij të para që përshkruanin Gjigantin në një tremujor të parë hënor të ngjashëm, i cili është pothuajse i pamundur të shihet nga Toka.

Vërtetë, përpara se të afrohej sa më afër Saturnit madhështor, Cassini kaloi pranë satelitit të tij jo më pak misterioz, Phoebus, imazhet e të cilit u transmetuan në Tokë. Ata doli të ishin një ndjesi e vërtetë: për herë të parë ky objekt u konsiderua aq mirë. Fotografitë treguan se Phoebus është shumë i ngjashëm me një asteroid, se ka një formë të çrregullt, se dimensionet e tij janë rreth dyqind kilometra. Gjithashtu është zbuluar se kjo hënë është e përbërë kryesisht nga akulli, i cili i ngjan shumë Charonit, që do të thotë se Phoebus është shumë më afër strukturës me kometat sesa me asteroidët. Ky zbulim definitivisht e sjell njerëzimin më afër zbulimit të shumicës së mistereve të sistemit të Saturnit.

Pika më e rëndësishme për Cassini ishte, natyrisht, hyrja në orbitë e Gjigantit. Ajo u zhvillua me ndihmën e një manovre të veçantë frenimi më 1 korrik 2004. Në atë kohë, ai madje arriti të kalonte mes dy unazave (F dhe G). Pasi ka hasur disa herë pengesa, por duke mbetur pa dëmtime të konsiderueshme, pajisja iu afrua Saturnit sa më afër që të ishte e mundur dhe përfundoi në orbitën e tij. Pas kësaj arritjeje, Cassini-t iu desh të bënte 74 rrotullime rreth planetit gjatë katër viteve, duke kapërcyer një distancë të madhe të barabartë me 1.7 miliardë kilometra dhe duke studiuar sipërfaqen e Saturnit dhe hënat e tij. Midis këtyre të fundit, vëmendje e veçantë i kushtohet patjetër Titan - u vendos të bëheshin 45 revolucione rreth tij.

Arritjet

Ndër të gjitha arritjet që janë arritur falë Cassini dhe Huygens, mund të veçohet jo vetëm një studim mjaft i detajuar i sipërfaqes së Saturnit, por edhe i satelitëve të tij të shumtë: Mimas, Rhea, Phoebe, Titan, Tethys, Dione dhe Hyperion. si dhe Epimeteu . Por ky nuk është fundi: ekspedita Cassini do të vazhdojë deri në vitin 2017, gjë që do të na lejojë të mësojmë shumë më tepër rreth sistemit të Saturnit.

Moska. 15 shtator. faqe interneti - Të premten në orën 14:54 me orën e Moskës, përfundoi misioni pothuajse 20-vjeçar i sondës hapësinore Cassini. Pas disa fluturimeve përfundimtare, stacioni ndërplanetar u dërgua në atmosferën e Saturnit, në shtresat e dendura të të cilit u dogj.

Sonda transmetoi të dhëna për atmosferën e planetit të dytë më të madh në sistemin diellor deri në fund të tij. Informacioni i mbledhur është i mjaftueshëm për shumë vite kërkime: pajisja transmetoi 453,048 fotografi në Tokë gjatë jetës së saj, këto janë 635 GB të dhëna shkencore. Të gjitha imazhet e reja të marra nga Cassini janë paraqitur në një faqe të veçantë të faqes së internetit të NASA-s. Kostoja totale e projektit ishte 3.9 miliardë dollarë.

Stacioni Cassini, i cili ka treguar jetëgjatësi dhe qëndrueshmëri të lakmueshme, ka një histori solide: 293 rrotullime rreth Saturnit, nga të cilat 162 kalojnë pranë satelitëve të tij, 7 zbuluan satelitë të rinj të planetit: Methone, Polydeuces, Pallene, Daphnis, Anfa, Egeon. dhe S / 2009 S 1 Sonda gjeti një oqean në hënën e gjashtë më të madhe të Saturnit, Enceladus, si dhe një oqean, tre dete dhe qindra liqene të vegjël në Titan.

Sonda mori emrin e astronomit dhe inxhinierit italian Giovanno Cassini. Misioni i saj filloi më 15 tetor 1997 me lëshimin e një rakete TitanIVB/Centaur. Ai mbante anijen Cassini të NASA-s dhe sondën Huygens të Agjencisë Evropiane të Hapësirës, ​​të lidhur me të, e projektuar për të studiuar Titanin, hënën më të madhe të Saturnit.

Në vitin 2004, Cassini fluturoi në gjigantin e gazit dhe u nda nga Huygens - ai u nis drejt Titanit. Misioni i Huygens zgjati deri më 14 janar 2005 dhe përfundoi një orë pas uljes në Titan, por ai bëri shumë zbulime në këtë kohë relativisht të shkurtër.

Detyrat e Cassini përfshinin studimin e strukturës së unazave, si dhe dinamikën e atmosferës dhe magnetosferës së Saturnit.

Më 9 tetor 2008, Cassini u detyrua të bënte manovrën më të rrezikshme - të fluturonte me një shpejtësi prej 17.7 km / s 25 km nga Enceladus. Kjo ishte e nevojshme për të bërë një analizë të përbërjes së avullit të ujit të gejzerëve të saj.

Gjatë gjithë kohëzgjatjes së misionit, sonda bëri 23 fluturime të Enceladus. Në dhjetë prej tyre, pajisja u afrua në një distancë prej më pak se 100 km. Ai zbuloi se oqeani nëntokësor i satelitit është pak i dobishëm për format e jetës tokësore, por gjeti elemente kimike në sekrecionet e gejzerëve që mund të tregojnë formimin e substancave organike nën sipërfaqen e satelitit.

Misioni i sondës është zgjatur në mënyrë të përsëritur - së pari pas përfundimit të misionit kryesor në 2008, dhe përsëri - në 2010. Sidoqoftë, burimi i pajisjes ende mori fund, pothuajse i mbaroi karburanti. Më 4 prill 2017 u shpall përfundimi i misionit më 15 shtator 2017.

Shkencëtarët menduan se nëse aparati binte mbi Enceladus, bakteret tokësore mund të hynin në satelit. Prandaj, u mor vendimi për të dërguar Cassini në Saturn.

Misioni i fundit i sondës u quajt Grand Finale ("Finale e Madhe"). Është një rënie e kontrolluar në atmosferën e planetit pas disa fluturimeve përfundimtare. Gjatë kësaj kohe, stacioni ndoqi një trajektore spirale dhe bëri 22 "zhytje" në hapësirën prej 2000 kilometrash midis sipërfaqes së planetit dhe unazave të tij.

Sonda bëri fotografitë e saj të fundit disa orë përpara se të rihynte në atmosferë. Kur iu afrua planetit, antena e stacionit u kthye drejt Tokës, transmetoi të dhëna mbi atmosferën e Saturnit të mbledhura nga spektrometrit. Si rezultat i misionit përfundimtar, shkencëtarët do të marrin një sasi të madhe informacioni për vetë planetin dhe sistemin e tij të unazave.

Anija kozmike Cassini, e cila u dërgua në Saturn në vitin 1997, përdor shumë pak lëndë shtytëse. Megjithatë, NASA planifikon ta shkatërrojë atë në mënyrë që të shmangë një përplasje aksidentale me një nga hënat e Saturnit dhe ndotjen e tij, pasi kjo mund të ndikojë në jetën aliene, nëse ajo ekziston, sigurisht. Por përpara se Cassini të shkatërrohet, ai do të vazhdojë të fluturojë midis Saturnit dhe unazave të tij dhe të regjistrojë sa më shumë të dhëna të reja të jetë e mundur.

Sa zgjat misioni për të eksploruar Saturnin

Studiuesit kanë punuar në projektimin, ndërtimin, nisjen dhe funksionimin e një misioni për të studiuar Saturnin për tre dekadat e fundit.

Anija kozmike Cassini me energji bërthamore u nis në tetor 1997, por hyri në orbitë rreth gjigantit të gazit vetëm në korrik 2004 dhe që atëherë ka mbledhur të dhëna për vetë planetin dhe satelitët e tij. Por të gjitha gjërat e mira marrin fund herët a vonë. Dhe për sondën hapësinore të NASA-s prej 3.26 miliardë dollarësh, ajo ditë do të ishte 15 shtatori 2017.

Çfarë shkaktoi nevojën për të shkatërruar aparatin

Gjatë një konference për shtyp të mbajtur në agjencinë hapësinore amerikane më 4 prill, studiuesit shpjeguan pse duan të shkatërrojnë anijen e tyre kozmike dhe se si do të zbatojnë planin e quajtur Grand Finale. Për të shkatërruar Cassini, studiuesit e NASA-s do të përdorin rezervat e karburantit që janë ende në të dhe do ta dërgojnë atë në një përplasje me Saturnin.

“Ishin zbulimet e Cassini-t që i bënë shkencëtarët të vendosnin të shkatërronin anijen”, tha Earl Mays, inxhinier në Laboratorin e Propulsionit Jet të NASA-s, i cili drejton misionin.

Maze i referohej oqeanit me ujë të ngrohtë të kripur që u zbulua nga aparati. Ky oqean fshihet nën koren e akullt të Enceladus, një satelit i madh i Saturnit, dhe avujt e tij dërgohen në hapësirë. Një sondë e NASA-s fluturoi nëpër këtë shtëllungë avulli dhe akulli në tetor 2015, analizoi materialin dhe studioi në mënyrë indirekte përbërjen e oqeanit nëntokësor. Doli se ai është në gjendje të mbështesë jetën jashtëtokësore.

“Ne nuk mund ta lejojmë që mjeti të përplaset pa dashje me këtë objekt të pacenuar”, tha Maze. - Cassini duhet të qëndrojë në një distancë të sigurt. Dhe meqenëse ne do të donim ta dërgonim atë në Saturn, e vetmja zgjedhje është ta shkatërrojmë vetë sontën, duke kontrolluar këtë proces. Por Maze dhe studiues nga 19 vende nuk do të lejojnë që sonda e tyre të bjerë pa luftë. Ata planifikojnë të marrin bajtët e fundit të të dhënave që roboti mund të mbledhë përpara se Cassini të arrijë fundin e tij në Saturn.

Qëllimi i anijes kozmike

Shumë kohë përpara se Cassini të rrotullohej rreth Saturnit në vitin 2004, shkencëtarët e misionit po analizonin trajektoren e tij në mënyrë që anija të mund të lëvizte lirshëm dhe në mënyrë të sigurtë përtej planetit gjigant të gazit, hënave dhe unazave të tij të akullit. Qëllimi i tyre është të marrin sa më shumë imazhe të reja, të dhëna të gravitetit dhe lexime të magnetizmit pa rrezikuar anijen ose pa përdorur shumë nga shtytësin e saj të kufizuar.

Mungesa e karburantit

Por pas 13 vitesh funksionimi në një distancë prej gati 1.45 miliardë kilometrash nga Toka, rezervuari i karburantit të Cassini ishte pothuajse bosh. Kjo do të thotë se misioni është drejt përfundimit, por pasi karburanti të mbarojë, aftësia e shkencëtarëve për të kontrolluar pajisjen do të jetë shumë e kufizuar. Kështu deklaroi Jim Green, kreu i programit të shkencës planetare të NASA-s, gjatë një konference për shtyp.

NASA mund të dërgojë Cassinin në ndonjë planet tjetër, ndoshta Uran ose Neptun. Në vitin 2010, megjithatë, drejtuesit e misionit vendosën ta mbanin atë në orbitë rreth Saturnit, pasi ata mendonin se misioni do të ishte më efikas shkencërisht në këtë mënyrë. Por kjo në fakt e dënon anijen kozmike me një vdekje të zjarrtë.

Si planifikojnë shkencëtarët të shkatërrojnë pajisjen

Misioni do të fillojë zyrtarisht më 22 prill 2017. Ishte atëherë që pajisja do të fluturojë për herë të fundit pranë Titanit - sateliti i akullt i Saturnit, i cili ka një atmosferë më të dendur se planeti ynë, dete metani të lëngshëm dhe madje edhe shi.

Graviteti i Titanit do të veprojë si një llastiqe për Cassini-n. Pajisja do të fluturojë mbi Saturn (atmosferën e tij) dhe më 26 prill do të kalojë përmes hapësirës së ngushtë midis planetit dhe skajit të brendshëm të unazave të tij.

Kjo manovër do të jetë "puthja e lamtumirës" e aparatit, pasi shkencëtarët nuk do ta kthejnë atë në orbitën e planetit.

Të dhënat më të fundit

Hapësira midis Saturnit dhe unazave të tij është pak më pak se 2000 kilometra e gjerë. "Sapo anija t'i afrohet planetit kaq afër, ajo do t'u sigurojë shkencëtarëve pamjen më të mirë të poleve të saj se kurrë më parë," tha Linda Spilker, shkencëtare e projektit Cassini dhe shkencëtare planetare e NASA-s. Do të jetë e mundur të shihen uragane gjigante në polet veriore dhe jugore të Saturnit.

Në fluturimin e tij të fundit mbi Saturn, Cassini do të jetë në gjendje t'i afrohet shumë polit verior të planetit, i cili ende nuk është kuptuar keq. Ky pol ka një formë gjashtëkëndore dhe ndoshta duke iu afruar, shkencëtarët do të jenë në gjendje të kuptojnë se çfarë kontribuon në parametrat e tij të qartë.

Cassini gjithashtu do të bëjë fotografi të aurorës së poleve të Saturnit, do të jetë në gjendje të përcaktojë se nga çfarë materiali janë bërë unazat masive të planetit dhe madje të studiojë se çfarë fshihet nën retë e tij.

Matjet e ndjeshme magnetike dhe gravitacionale, të cilat Cassini nuk mund t'i merrte më parë nga orbita e planetit, do të ndihmojnë për t'iu përgjigjur pyetjeve në lidhje me strukturën e brendshme të Saturnit, duke përfshirë sa e madhe është bërthama e tij shkëmbore dhe sa shpejt orbiton një predhë e hidrogjenit metalik rreth tij.

Sa shpejt rrotullohet Saturni? Pyet Spillker. "Nëse animi i fushës magnetike është i vogël, kjo do të na ndihmojë të llogarisim gjatësinë e ditës së saj." Disa orë përpara zhytjes së saj përfundimtare më 15 shtator 2017, anija do të dërgojë grupin e fundit të imazheve përsëri në Tokë dhe më pas do të jetë gati për t'u shkatërruar.

Lamtumirë Cassini

Cassini është një robot 2.78 tonësh i pajisur me mjete delikate që nuk janë të dizajnuara për të prerë materialin e akullt të unazave të Saturnit me më shumë se 112,000 kilometra në orë. Për më tepër, ai nuk ishte krijuar për të zhytur në atmosferën e një gjiganti të gazit dhe për të vazhduar punën, duke dërguar të dhëna për shkencëtarët.

Megjithatë, shkencëtarët që drejtojnë misionin thonë se do të bëjnë gjithçka që është e mundur për të mbrojtur instrumentet nga dëmtimi dhe për të ruajtur të dhënat deri në momentin e fundit të pajisjes. Para së gjithash, ata do ta bëjnë këtë me antenën kryesore të konit, duke e përdorur atë si një mburojë për kamerën dhe pjesë të tjera të rëndësishme të aparatit. Por edhe nëse pajisja humbet kontaktin me Tokën, ajo sërish do të bjerë aty ku kishin planifikuar shkencëtarët. I vetmi ndryshim është se ata nuk do të mund të marrin të dhëna të reja, siç po planifikojnë aktualisht.

Finalja e madhe

Ndërsa Cassini fillon lëvizjen e tij përfundimtare, ai do të përdorë shtytësin e fundit për të luftuar zvarritjen atmosferike dhe për ta mbajtur antenën të drejtuar nga Toka. Gjatë kësaj kohe, ai do të studiojë atmosferën e Saturnit, duke transmetuar lexime të gazit në kohë reale në Tokë. Por matjet nuk do të zgjasin shumë. Pajisja do të fillojë të shpërbëhet, të avullojë dhe përfundimisht të bëhet pjesë e planetit, për studimin e të cilit u largua nga Toka 20 vjet më parë. Ndërsa anëtarët e ekipit Cassini thonë se mezi presin finalen e madhe, ata nuk mund të mos ndiejnë keqardhje.

"Do të jetë me të vërtetë e vështirë për ne t'i themi lamtumirë kësaj anijeje të vogël kozmike që ka qenë në gjendje të bëjë kaq shumë për shkencën," tha Spilker. "Ne kemi qenë bashkë për një kohë të gjatë."