Tra poche ore la sonda Cassini, in orbita attorno a Saturno dal 2004, fotograferà il nostro pianeta. Naturalmente, la Terra non è l’unico e nemmeno il principale obiettivo della ricerca odierna, ma penso che molti sarebbero interessati a guardare il puntino blu da una distanza di 1,44 miliardi di chilometri. È interessante notare che, quasi contemporaneamente a Cassini, il 19 e 20 luglio, la Terra verrà fotografata dall'apparato MESSENGER situato nell'orbita di Mercurio.

Forse qualcuno vorrà anche uscire per strada stasera/notte (le riprese inizieranno alle 21:27 GMT) e salutare Cassini. Nel frattempo possiamo ricordare migliori foto questa missione, che va avanti da oltre 15 anni.

Prima di Saturno, Cassini ha visitato Giove e ha scattato una serie di immagini del pianeta più grande del sistema solare. La foto presentata è uno dei satelliti più famosi del gigante gassoso Io, famoso per la sua attività vulcanica.

Due Titani. Il più grande satellite di Saturno sullo sfondo del pianeta.

Strisce di tigre di Encelado - uno dei corpi geologicamente più attivi e insoliti del Sistema Solare.

Un'enorme ombra del pianeta cade sugli anelli di Saturno.

Flash luce solare, riflesso da un lago di metano su Titano.

Prometeo, la luna di Saturno, fotografata da una distanza di circa 34.000 chilometri. Prometeo è anche chiamato il “pastore” dell’anello F. Il campo gravitazionale di Prometeo crea pieghe e anelli negli anelli e il satellite, per così dire, “ruba” materiale da loro.

Prometeo crea un disturbo nell'anello F.

Equinozio su Saturno.

Eruzione di ghiaccio su Endelada. Si ritiene che il materiale espulso dal satellite sia la fonte che alimenta l'anello esterno di Saturno, noto come "Anello F".

La luna di Saturno, Mimas. L'enorme cratere Herschel, eredità di un'antica collisione catastrofica che quasi divise la luna a metà, lo rende in qualche modo simile alla Morte Nera.

La luna di Saturno, Iperione. Insolito aspetto a causa delle conseguenze di numerose collisioni catastrofiche all'inizio della formazione del sistema solare. La densità di Hyperion è così bassa che probabilmente è composta per il 60% da normale ghiaccio d'acqua con una piccola aggiunta di rocce e metalli, e la maggior parte del suo volume interno è vuoto.

L'ombra degli anelli di Saturno sulla superficie del pianeta.

Tempesta su Saturno.

Mimas con gli anelli di Saturno sullo sfondo.

L'ombra di Titano sulla superficie di Saturno.

Quattro satelliti di Saturno e i suoi anelli in una foto.

Titanio. Prima della missione Cassini-Huygens, non sapevamo molto di ciò che accadeva sulla sua superficie coperta di nuvole.

Saturno e i suoi anelli.

Durante la sua missione, il dispositivo ha compiuto 293 rivoluzioni attorno a Saturno, tra cui ha effettuato 162 passaggi vicino alle sue lune e ne ha scoperte 7 nuove, ha trasmesso alla Terra 453.048 fotografie come parte di 635 GB di dati scientifici ed è diventato la fonte di 3.948 pubblicazioni scientifiche. Scoprì un oceano su Encelado, nonché un oceano, 3 mari e centinaia di piccoli laghi su Titano. IN questo progetto hanno partecipato circa 5mila persone provenienti da 27 paesi, e il suo costo totale ammontavano a 3,9 miliardi di dollari, di cui le quote iniziali erano distribuite come: 2,6 miliardi di dollari dall'agenzia americana NASA, 500 milioni di dollari dall'europea ESA e 160 milioni di dollari dall'italiana ASI.

disegno Cassini

L'apparato Cassini-Huygens è in fase di test. La parte rotonda arancione in primo piano è Huygens che atterra su Titano, la parte bianca è l'antenna/radar Cassini di 4 metri

Schema del dispositivo da diverse angolazioni:

La sonda, che prende il nome da Giovanno Cassini (che scoprì le lune 2-5 di Saturno), è alta ben 6,8 m e larga 4 m con un peso a secco di 2150 kg (era la terza sonda interplanetaria più pesante dopo una coppia di "Phobosov" sovietiche). ) Saturno raggiunge solo l'1,1%. energia solare, accessibile a noi nell'orbita terrestre, quindi la sonda è alimentata da 3 RTG delle stesse enormi dimensioni del dispositivo stesso: contengono 32,7 kg di plutonio-238 (questo è 3,6 volte superiore a quello che entrambe le Voyager avevano all'inizio, 6,8 volte più di Curiosity e apparentemente più plutonio a disposizione della NASA al momento:,). Il dispositivo ha 1.630 singoli componenti elettronici e 22mila collegamenti via cavo con una lunghezza totale del cavo di 14 km, ed è controllato da computer 1750A a 16 bit duplicati (un altro di questi era controllato dal veicolo di lancio Titan IV che ha lanciato il dispositivo in orbita). . L'attrezzatura scientifica comprende 12 strumenti raggruppati in tre gruppi, destinati a 27 studi scientifici distinti:

Sensori della portata ottica:

1) Spettrometro infrarosso composito, comprendente telecamere di 3 gamme (CIRS); 2) telecamere grandangolari e strette (33 cm di diametro) nel campo del visibile con una serie di diversi filtri per colori diversi e matrici CCD con una risoluzione di 1024x1024 pixel. (ISS); 3) spettrometro ultravioletto, comprensivo di 4 telescopi (UVIS); 4) uno spettrometro cartografico della gamma visibile e infrarossa, che divide la luce ad esso visibile in 352 sezioni spettrali (VIMS);

Sensori di campi magnetici e particelle cariche:

Sensori di onde radio:

11) Radar di 4 metri di diametro progettato per la mappatura dei satelliti di Saturno (Radar); 12) sottosistema radio scientifico, che consiste nell'utilizzare l'antenna principale di 4 metri per osservare Saturno, i suoi anelli e i satelliti attraverso le onde radio (RSS). Il ritardo del segnale di Saturno è di 68-84 minuti solo andata.

Attraverso le spine a Saturno

Il peso delle sonde orbitali e di atterraggio era troppo grande per poter essere lanciate direttamente su Saturno (con i 350 kg di Huygens, il peso totale dell'apparato era di 2,5 tonnellate) - anche tenendo conto del fatto che il Titan IV su cui Cassini -L'Huygens volava con un carico utile maggiore del 40% rispetto al Titan IIIE su cui volavano le Voyager. Pertanto, i dispositivi hanno dovuto vagare molto sistema solare, prendendo velocità con manovre gravitazionali per incontrare Saturno: dopo il lancio, il 15 ottobre 1997, un gruppo di due dispositivi da 5,7 tonnellate riempiti con 2978 kg di carburante partì per incontrare Venere. Dopo aver eseguito 2 manovre di assistenza gravitazionale il 26 aprile 1998 e il 24 giugno 1999 (nelle quali hanno volato rispettivamente a soli 234 e 600 km dal pianeta), sono tornati brevemente sulla Terra il 18 agosto 1999 (volando a 1171 km da noi). dopo di che siamo già partiti per Giove.

Una fotografia della Luna scattata dalla fotocamera ad angolo stretto del dispositivo nel vicino ultravioletto, da una distanza di circa 377mila km e una velocità dell'otturatore di 80 μs.

Volando attraverso la cintura degli asteroidi, il 23 gennaio il dispositivo ha incontrato l'asteroide Mazursky: sfortunatamente, la distanza era di 1,6 milioni di km e l'asteroide stesso misurava solo 15x20 km, quindi la foto era inferiore a 10 x 10 pixel. Il 30 dicembre 2000, Cassini-Huygens ha incontrato Giove e suo fratello Galileo, la cui missione si stava già avvicinando alla conclusione (ha completato la sua missione quasi 14 anni fa con la stessa impresa altruista che Cassini sta per compiere ora). Questa quarta manovra di assistenza gravitazionale ha finalmente dato alle due navicelle abbastanza velocità per incontrarsi con Saturno il 1 luglio 2004, momento in cui avevano già percorso 3,4 miliardi di km.

Per non perdere tempo, il team della missione ha utilizzato le antenne radio del dispositivo per chiarire l’effetto Shapiro (rallentamento della propagazione di un segnale radio quando si muove nel campo gravitazionale di un oggetto pesante). La precisione della misurazione è stata aumentata dai precedenti risultati di 1/1000 per Vikings e Voyager a 1/51000. I risultati, pubblicati il ​​10 ottobre 2003, erano in completo accordo con le previsioni della relatività generale.

Il grafico mostra chiaramente i picchi di incontri con i pianeti (dopo i quali la navicella aumenta la velocità), una lunga discesa con una piccola interruzione vicino a Giove (quando il dispositivo volò verso Saturno, scambiando gradualmente energia cinetica con energia potenziale, uscendo dal "pozzo gravitazionale" " del Sole) e una serie di onde alla fine (quando il dispositivo è entrato nell'orbita di Saturno e ha iniziato a ruotare nella sua orbita).

L'incontro tanto atteso e la missione principale

Il 27 maggio 2004, Cassini accese il suo motore principale per la prima volta dal dicembre 1998 per dare all'apparecchio un impulso di 34,7 m/s, necessario per correggere la traiettoria, che lo portò l'11 giugno a 2068 km da Phoebe, un satellite molto distante di Saturno, che presumibilmente si formò nella cintura di Kuiper e fu successivamente catturato dall'attrazione gravitazionale di Saturno. A causa dell'enorme raggio orbitale di questo satellite (in media circa 12,5 milioni di km), questo è stato l'unico incontro di Cassini con questo satellite.

Il 1° luglio il motore principale del dispositivo è stato riacceso (per 96 minuti) per ridurre la velocità a 626 m/s per entrare nell'orbita di Saturno. Nello stesso giorno fu scoperto Metone e riscoperto Pallene, scoperto in un'altra immagine della Voyager 2, ma poiché non era presente nelle altre immagini, non si poté stabilire l'orbita dell'astro e per 25 anni ricevette la designazione S/1981 S 14. Il giorno successivo, Cassini fece il suo primo sorvolo di Titano, il 24 ottobre fu scoperto un altro satellite (Polydeuces) e il 24 dicembre fu lanciata la sonda di atterraggio Huygens.

Il 14 gennaio 2005, Cassini ha funzionato come relè per la sonda di atterraggio (discusso di seguito), e il giorno successivo il dispositivo si è avvicinato il più possibile a Titano e, utilizzando il suo radar, ha scoperto un cratere di 440 chilometri sulla sua superficie. Il 6 maggio è stato scoperto il satellite Daphnis, che vive ai margini del Keeler Gap:

Ai bordi del varco di 42 chilometri sono state scoperte onde causate dalla debolissima attrazione di Dafni (il cui peso è di soli 77 miliardi di tonnellate, che crea un'attrazione 25-100mila volte inferiore a quella della Terra):

L'equatore di Saturno e il piano dei suoi anelli sono inclinati di 27° rispetto all'eclittica, quindi possiamo osservare entrambi i poli di Saturno così come osservare i suoi anelli dai lati superiore e inferiore. Ma poiché vengono osservati con un ampio angolo e da distanze enormi (1,2-1,66 miliardi di km a seconda della posizione relativa della Terra e di Saturno), era semplicemente impossibile vedere qualcosa lì, quindi diciamo che l'esagono di Saturno è stato scoperto solo Voyager che volano oltre.

Una fotografia a colori naturali di Saturno, composta da 36 immagini Cassini scattate il 19 gennaio 2007, utilizzando tre filtri (rosso, verde e blu). L'esposizione delle immagini è stata effettuata prevedendo la visibilità delle zone scure degli anelli, per cui la superficie di Saturno è risultata fortemente sovraesposta.

Nel 2005 si è scoperto che circa 250 kg di vapore acqueo escono ogni secondo attraverso i geyser di Encelado ad una velocità fino a 600 m/s. Nel 2006, gli scienziati sono stati in grado di stabilire che sono la fonte del materiale per il penultimo e più ampio anello: l'anello E.

Il 22 luglio 2006, il dispositivo ha sorvolato le latitudini settentrionali di Titano e sulla mappa radar realizzata dal dispositivo sono state scoperte per la prima volta aree scure, che indicano che in questi luoghi ci sono laghi di metano sulla superficie. Durante i 127 voli di questo satellite, molte aree della sua superficie sono state studiate in dettaglio, alcune delle quali hanno mostrato cambiamenti dinamici. Tra questi vi era il Mar Ligeia, che ha dimensioni di 420x350 km ed una profondità media di circa 50 m con una massima di oltre 200 m (profondità massima registrata dal radar):

Maggior parte probabile causa Queste misurazioni includono onde, solidi sotto o sopra una superficie o bolle in un liquido (che influenzano la riflettività della superficie).

Il 30 maggio 2007 è stato scoperto il satellite Anfa di 2 chilometri e il 10 settembre l'apparecchio è passato a soli 1.600 km da Giapeto, ma già durante la trasmissione delle immagini, una particella di raggi cosmici ha colpito il computer dell'apparecchio, provocandolo entrare in modalità provvisoria. Fortunatamente nessuna immagine è andata perduta. Poco prima di questo evento, è arrivato il video di congratulazioni di Arthur C. Clarke per questo evento (secondo uno dei suoi famosi romanzi - "2001: Odissea nello spazio" - c'era uno dei monoliti sulla superficie di Giapeto).

Video saluto e sua traduzione

Ciao! Sono Arthur Clarke che si unisce a voi da casa mia a Colombo, Sri Lanka.

Sono felice di far parte di questo evento con il sorvolo di Giapeto della sonda Cassini.

Invio il mio saluto a tutti gli amici – conosciuti e sconosciuti – convenuti in questa importante occasione.

Mi dispiace di non poter stare con te perché sono costretto su una sedia a rotelle a causa della poliomielite e non ho intenzione di lasciare di nuovo lo Sri Lanka.

Grazie al World Wide Web ho potuto seguire l'avanzamento della missione Cassini-Huygens sin dal suo lancio diversi anni fa. Come sai, ho più di un semplice interesse per Saturno.

E ho avuto davvero paura all'inizio del 2005, quando la sonda Huygens ha trasmesso registrazioni del suono dalla superficie di Titano. Questo è esattamente ciò che ho descritto nel mio romanzo Earth Empire del 1975, in cui il mio personaggio ascolta i venti che soffiano attraverso le pianure desertiche.

Forse era un assaggio delle cose a venire! Il 10 settembre, se tutto andrà secondo i piani, Cassini darà uno sguardo più ravvicinato a Giapeto, una delle lune più interessanti di Saturno.

Metà di Giapeto è scura come l'asfalto, mentre l'altra metà è chiara come la neve. Quando Giovanni Cassini scoprì Giapeto nel 1671, riuscì a vedere solo il lato positivo. Abbiamo dato la nostra migliore sbirciatina quando la Voyager 2 l'ha sorvolata nell'agosto del 1981, ma era a quasi un milione di chilometri di distanza.

Cassini, invece, passerà a poco più di mille chilometri da Giapeto.

Questo è un momento particolarmente emozionante per i fan di 2001: Odissea nello spazio, perché il monolite di Saturno scoperto dall'astronauta solitario David Bowman è diventato una porta verso le stelle.

Il 35° capitolo del romanzo, intitolato “L’occhio di Giapeto”, contiene il seguente frammento:

La Discovery si avvicinò a Giapeto così lentamente che il movimento quasi non veniva avvertito ed era impossibile notare il momento in cui si verificò un cambiamento sfuggente e il corpo cosmico divenne improvvisamente un paesaggio a circa ottanta chilometri sotto la nave. Gli affidabili noni diedero le ultime spinte correttive e tacquero per sempre. La nave entrò nella sua ultima orbita: il tempo di ritorno era di tre ore, la velocità era di soli milletrecento chilometri orari. In questo campo gravitazionale debole non era necessaria una velocità maggiore. La Discovery divenne un satellite dello Sputnik.

Più di 40 anni dopo, non riesco a ricordare perché ho posizionato il monolite di Saturno su Giapeto. All'inizio dell'era spaziale, i telescopi terrestri non riuscivano a distinguere i dettagli di questo corpo celeste. Ma ho sempre avuto una strana attrazione per Saturno e la sua famiglia di lune. A proposito, questa “famiglia” stava crescendo a un ritmo davvero impressionante: quando è stata lanciata Cassini, ne conoscevamo solo 18. Mi risulta che ora ce ne siano 60 e il loro numero continua ad aumentare. Non resisto alla tentazione di dire:

Mio Dio, ci sono un sacco di satelliti lì!

Tuttavia, nel film, Stanley Kubrick decise di collocare tutta l'azione nel sistema di Giove anziché in quello di Saturno. Perché questo cambiamento? Bene, da un lato, ha reso la trama più semplice. Ancora più importante, il dipartimento degli effetti speciali non è stato in grado di produrre un modello di Saturno che Stanley trovasse convincente.

Ciò è stato fatto correttamente, perché altrimenti il ​​film sarebbe diventato obsoleto con il sorvolo della missione Voyager, che presentava gli anelli di Saturno in un modo che nessuno poteva nemmeno immaginare.

Ho visto molti esempi di Nettuno raffigurato nell'arte, quindi terrò le dita incrociate quando Cassini sorvolerà Giapeto.

Voglio ringraziare tutti coloro che sono associati alla missione e all'intero progetto. Potrebbe non avere il fascino del volo spaziale con equipaggio, ma il progetto scientifico è estremamente importante per la nostra comprensione del sistema solare. E chissà, forse un giorno la nostra sopravvivenza sulla Terra dipenderà da ciò che scopriremo lì.

Sono Arthur Clarke, ti auguro buon volo.

Mappa di Giapeto con una risoluzione di 400 m per pixel (originale 5 MB):

Circa il 40% della superficie di questo satellite è occupata da zone scure con un'albedo 10 volte inferiore a quella delle zone chiare. Ora si ritiene che la causa di una differenza così grande sia l'effetto della separazione di polvere e ghiaccio, quando il ghiaccio evapora dalle aree scure e si deposita su quelle chiare, rendendo così le aree chiare ancora più chiare e le aree scure più scure. Il motivo per cui i restanti satelliti si comportano “normalmente” è che hanno una durata del giorno più breve, durante la quale la superficie non ha il tempo di riscaldarsi sufficientemente.

Estensione e missione Cassini Equinox

Il 1 luglio 2008 è iniziata la missione estesa di 27 mesi di Cassini, che includeva 21 ulteriori sorvoli di Titano, 8 Teti, 7 Encelado, 6 Mima e un sorvolo ciascuno di Dione, Rea ed Elena.

Il 15 agosto 2008 è stato scoperto Aegeon che, sebbene prendesse il nome da un mostro con 100 braccia e 50 teste, era un “ciottolo” quasi innocuo di 500 m di diametro (era così piccolo che le sue dimensioni dovettero essere determinate da luminosità, per cui non conosciamo con esattezza la forma di questo satellite). E il 9 ottobre Cassini eseguì la sua manovra più pericolosa: un sorvolo a soli 25 km da Encelado (e questo ad una velocità di 17,7 km/s!). Il team della missione ha compiuto un passo così rischioso per analizzare direttamente la composizione del vapore acqueo dei suoi geyser.

Durante i 23 sorvoli di Encelado durante l'intera missione (in 10 dei quali il dispositivo si è avvicinato a una distanza inferiore a 100 km), si è riscontrato che l'oceano sotterraneo era di 11-12 unità (il che è di scarsa utilità per forme terrene vita), ma l'azoto è stato trovato anche nelle secrezioni dei geyser (4±1%), anidride carbonica(3,2±0,6%), metano (1,6±0,6%) nonché tracce di ammoniaca, acetilene, acido cianidrico e propano (che indica la formazione attiva di sostanze organiche sotto la superficie di Encelado). Sfortunatamente, il dispositivo non contiene strumenti speciali per la registrazione di sostanze organiche complesse (poiché non potevano nemmeno immaginare che il dispositivo le avrebbe trovate durante la pianificazione della missione), quindi la risposta alla domanda "è possibile che esista vita sotto la superficie di Encelado?" ?” Cassini lo ha lasciato ai suoi seguaci.

Il 26 luglio 2009 è stato scoperto l'ultimo dei satelliti scoperti da Cassini: il satellite S/2009 S 1 di 300 metri, scoperto grazie all'ombra di 36 chilometri che proietta sul bordo estremo dell'anello B lungo il quale si trova il satellite. l'orbita giace:

Seconda estensione e missione Cassini Solstice

Nel febbraio 2010 si è deciso di prolungare ulteriormente la missione, iniziata a settembre e che sarebbe dovuta durare fino a maggio 2017, quando si sarebbe deciso il destino finale dell'apparecchio. Comprendeva altri 54 sorvoli di Titano e 11 sorvoli di Encelado.

Gli sforzi di Cassini e del suo team, che sono riusciti a garantire uno stanziamento aggiuntivo di circa 400 milioni di dollari per i successivi 7 anni di missione (portando il costo del programma a quasi 4 miliardi di dollari), non sono stati vani: già nel dicembre 2010, durante il sorvolo di Encelado, il dispositivo stabilì la presenza di un oceano sotto il polo nord (in seguito si scoprì che l'oceano non è limitato solo alla regione polare). Nello stesso anno, sulla superficie di Saturno è apparsa di nuovo la Grande Macchia Bianca - un'enorme tempesta che appare nell'atmosfera di Saturno circa ogni 30 anni (Cassini è stato molto fortunato in questo ed è riuscita a registrare tali tempeste due volte - nel 2006). e 2010). Il 25 ottobre 2012, l'apparecchio ha registrato al suo interno una potente scarica, che ha innalzato la temperatura degli strati stratosferici dell'atmosfera di 83°C al di sopra della norma. Pertanto, questo vortice è diventato la tempesta più calda del sistema solare, superando addirittura la Grande Macchia Rossa di Giove.

"Il giorno in cui la Terra sorrise"- un progetto organizzato il 19 luglio 2013 dal capo del team di imaging di Cassini, durante il quale Cassini ha scattato una foto dell'intero sistema di Saturno, che comprendeva anche la Terra, la Luna, Venere e Marte. Sono state scattate in totale 323 fotografie, di cui 141 sono state ulteriormente utilizzate per comporre il mosaico:

Il terreno è nell'angolo in basso a destra e l'originale senza firme è (4,77 MB).

Parallelamente a ciò, la NASA ha lanciato una campagna "Onda a Saturno" durante il quale sono state raccolte 1.600 fotografie, da cui il 12 novembre è stato assemblato un mosaico, apparso lo stesso giorno sulla copertina del New York Times (attenzione, l'originale pesa 25,6 MB):

Dal 2012 al 2016, il dispositivo ha registrato cambiamenti nel colore dell’esagono di Saturno (foto del 2013 e del 2017, originali 6 MB):

"Huygens"

La sonda di atterraggio, che prende il nome da Christiaan Huygens (scopritore di Titano nel 1655, sul quale atterrò la sonda), è un apparato di 318 chilogrammi con un diametro di 2,7 metri con 6 set di strumenti:

1) un trasmettitore a frequenza costante progettato per misurare la velocità del vento utilizzando l'effetto Doppler (Doppler Wind Experiment - DWE);
2) sensori per le proprietà fisiche dell'atmosfera che misurano densità, pressione e resistenza elettrica atmosfera, nonché sensori di accelerazione su tutti e tre gli assi, che, insieme al dispositivo precedente, consente di impostare la densità dell'atmosfera (Huygens Atmospheric Structure Instrument - HASI);
3) telecamere degli spettri visibili e infrarossi, parallelamente all'ottenimento delle immagini, misurazione dello spettro e dell'illuminazione all'altitudine attuale del dispositivo (Descent Imager / Spectral Radiometer - DISR);
4) un pirolizzatore di particelle di aerosol che riscalda i campioni prelevati da due varie altezze, e reindirizzarli al dispositivo successivo (Aerosol Collector and Pyrolyser - ACP);
5) un gascromatografo-spettrometro di massa che misura la composizione e la concentrazione dei singoli componenti dell'atmosfera di Titano, e ultima fase- anche lo strato superficiale del terreno evaporato dal riscaldatore (Gascromatografo Spettrometro di Massa - GCMS);
6) un set di strumenti per la misurazione delle proprietà della superficie, che comprende un sensore acustico che misura la densità/temperatura dell'atmosfera negli ultimi 100 m di discesa in base alle proprietà del suono riflesso dalla superficie (Surface-Science Package - SSP) .

Huygens si separò da Cassini il 24 dicembre 2004 e raggiunse l'atmosfera di Titano il 14 gennaio. La discesa nell'atmosfera durò 2 ore e 27 minuti, durante le quali il protezione termica il dispositivo e i suoi tre paracadute, e dopo l'atterraggio trasmise dati dalla superficie per altri 72 minuti (fino a quando la sonda Cassini, che fungeva da relè di segnale, andò oltre l'orizzonte).

Cooperazione internazionale della sonda Huygens

"Gran Finale"

Nel maggio 2017 si stava decidendo il destino futuro del dispositivo: al termine della seconda missione estesa, aveva pochissimo carburante rimasto e 19 possibili opzioni completamenti di missioni che includevano l'impatto con Saturno, i suoi anelli principali o le lune ghiacciate, la deorbitazione di Saturno in un'orbita eliocentrica o un'orbita stabile attorno a Titano/Febe (e persino un'opzione per l'impatto con Mercurio). Di conseguenza, si è deciso di inviare il dispositivo nell'atmosfera di Saturno per proteggere così i satelliti di Saturno da una possibile contaminazione biologica. Per portare a termine questo compito, il 22 aprile il dispositivo ha eseguito una manovra vicino a Titano, che lo ha reindirizzato nello spazio di 2000 chilometri tra Saturno e il suo anello più vicino.

Da allora, ha compiuto 21 orbite a una distanza di soli 1600-4000 km dalle nubi saturiane, avvicinandosi sempre all'atmosfera di Saturno, ed è attualmente alla sua ultima 22a orbita. Il dispositivo scatterà le ultime foto prima di entrare nell'atmosfera, dopodiché dispiegherà la sua antenna di 4 metri verso la Terra e trasmetterà i dati sulla composizione dell'atmosfera saturiana dai suoi spettrometri finché non sarà in grado di respingere i disturbi atmosferici. Subito dopo aver perso il contatto con esso, collasserà e brucerà negli strati densi dell’atmosfera di Saturno, da qualche parte lì, nella costellazione dell’Ofiuco, a 1,4 miliardi di km da noi.

Saturno

Titanio

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Nove anni fa 14 gennaio 2005, il lander Huygens, dopo essersi separato dalla stazione spaziale interplanetaria Cassini, è atterrato sulla superficie di Titano, la più grande delle lune di Saturno.

Fino a quando le batterie di bordo non furono completamente scariche, è continuato il lavoro di ricerca attivo, iniziato durante la discesa con il paracadute di Huygens e più lontano sul pianeta, in una parola, un completo successo della missione, durata quasi 8 anni!

La spedizione è stata un progetto congiunto della NASA americana, dell'Agenzia spaziale europea (ESA) e dell'Agenzia spaziale italiana. Ciascuna delle agenzie ha formato un'ampia cooperazione scientifica e tecnica per sviluppare e creare veicoli spaziali e i loro sistemi di bordo. Il progetto è stato ritardato di 3,3 miliardi di dollari.

La stazione Cassini, assemblata con l'apparato staccabile Huygens e completamente rifornita di tutti i tipi di carburante, aveva una massa di circa 6 tonnellate. La sua dimensione longitudinale raggiungeva i 10 m. L'alimentazione elettrica per l'attrezzatura era fornita da generatori termoelettrici al plutonio la cui presenza a bordo della navicella ha provocato numerose proteste verdi negli Stati Uniti e in Europa. Oggi è il momento di ricordare le tappe di questo imponente progetto e quelle sorprendenti scoperte che dobbiamo, prima di tutto, agli ideatori del complesso di bordo controllo automatico

Cassini-Huygens, che ha dimostrato squisite tecniche di pilotaggio a una distanza di oltre un'ora luce dalla Terra. Casi e persone.

La realizzazione di un progetto così ampio, dove oltre a molti problemi tecnici era necessario risolvere molte complesse questioni organizzative, sarebbe stata impossibile senza la partecipazione di organizzatori di talento che si sono assunti un'enorme responsabilità. Sono diventati: Responsabile del progetto Cassini Robert Mitchell dal Laboratorio propulsione a getto

NASA. Direttore scientifico del progetto Cassini della NASA.

Dennis Matson Jean-Pierre Lebreton dall'Agenzia spaziale europea.

Vorrei menzionare un altro partecipante chiave del programma. Medico Carolyn Porco, capo del team di sviluppo presso lo Space Science Institute di Boulder (USA), responsabile della realizzazione del complesso di attrezzature fotografiche.

Grazie alle caratteristiche dell'attrezzatura (le telecamere riescono a distinguere un oggetto di 2,4 cm a una distanza massima di 4 km), siamo riusciti a trovarci letteralmente vicino a Saturno. Come disse una volta la stessa Carolyn Porco: “Noi siamo gli occhi di Cassini... Le proprietà della nostra attrezzatura ci permettono di trasmettere un senso di avventura. L'effetto della presenza è andato oltre ogni aspettativa. Tutto questo mi fa sentire un po’ come Steven Spielberg."

“Andata e ritorno”: Terra-Venere-Terra e oltre... Il complesso Cassini-Huygens è stato lanciato in orbita attorno alla Terra il 15 ottobre 1997 dal veicolo di lancio Titan-IVB, l'ultimo nella storia di questi vettori. Il rifiuto di utilizzare ulteriormente missili di questo tipo era in gran parte dovuto all’elevata tossicità del carburante utilizzato (idrazina-eptile) e al costo estremamente elevato (400 milioni di dollari senza il costo del carico utile). Dopo un'ulteriore accelerazione, la stazione spaziale è partita... no, non verso Saturno, ma in una direzione completamente diversa: verso il Sole.


Il 26 aprile 1998, Cassini si avvicinò a Venere ad una distanza tale da consentirle di eseguire una manovra gravitazionale di accelerazione nel suo campo gravitazionale, e questa manovra fu completata con successo. La stazione ha eseguito nuovamente lo stesso "trucco" vicino a Venere il 24 giugno 1999, dopodiché, avendo acquisito la velocità richiesta e "risparmiando" 68 tonnellate condizionali di carburante, è tornata sulla Terra.

Vicino alla Terra il 18 agosto 1999, Cassini eseguì un'altra manovra di assistenza gravitazionale, dopo di che stabilì una rotta per Giove, al quale la stazione si avvicinò a metà del 2000. Dopo aver eseguito un'altra manovra di accelerazione nel campo gravitazionale del Jupa, Cassini entrò punto di progettazione incontri con Saturno. La parte principale dell'attrezzatura di bordo è stata spenta, la stazione "si è addormentata". La bellezza delle soluzioni dei navigatori interplanetari e il colossale lavoro computazionale da loro svolto è difficile da apprezzare per i non specialisti, ma è proprio così: il problema balistico più difficile è stato risolto brillantemente, "con il massimo dei voti". Bravo!

Saturno è a debita distanza. Nel gennaio 2004 iniziò il “risveglio” dei sistemi di bordo della stazione. Accadde così che la prima persona incontrata sulla strada per Saturno fu Febe, una piccola “luna” saturniana con un diametro di circa 200 chilometri. L'11 giugno Cassini passò a soli 2.068 km da Phoebe.
Ulteriori operazioni di avvicinamento a Saturno, controllo del volo attraverso gli spazi tra gli anelli e frenata sono state eseguite indipendentemente dal computer di bordo Cassini. Il controllo radio in tempo reale era impossibile: la stazione si trovava a una distanza di quasi 1,5 ore luce dalla Terra.

E c'erano molte cose da fare: orientare correttamente la stazione, accendere i principali motori frenanti per 38 secondi in modo da "puntare" la traiettoria di avvicinamento esattamente nello spazio tra gli anelli F e G di Saturno (nella foto sotto), girare nuovamente la stazione in modo che il costruttivo L'antenna altamente direzionale diventasse una sorta di "scudo" che proteggeva la stazione dalle particelle solide situate nella zona degli anelli (si poteva sentire il suono della polvere cosmica "tamburellare" sul corpo con il proprio orecchie - questi suoni sono stati registrati da un microfono e trasmessi alla Terra).


Dopo aver superato il piano degli anelli, è stato necessario riorientare l'ugello del motore frenante della stazione per la seconda fase di frenata, durata 97 minuti, garantendo che Cassini entrasse nell'orbita attorno a Saturno a una distanza minima di 20mila km dal suo strato esterno. di nuvole. Quindi calcola nuovamente l'orientamento della stazione ed effettua una seconda "immersione" tra gli anelli, costruendo una traiettoria dalla quale Huygens può essere lanciato su Titano. E tutto questo è completamente automatico.
Durante questo volo, Cassini ha scattato e rimandato sulla Terra, una dopo l'altra, splendide immagini degli anelli di Saturno, la cui struttura solo ora è possibile esaminare in dettaglio.


A Titano! Il 2 luglio 2004, 30 ore dopo il suo “arrivo” su Saturno, Cassini si avvicinò per la prima volta a Titano a una distanza di 339mila km. I primi spettri infrarossi dell'atmosfera hanno rivelato la presenza di un intero “bouquet” di sostanze organiche: metano, etano, diacetilene, benzene, acido cianidrico, propano... Il 26 ottobre ha avuto luogo il secondo avvicinamento a Titano, che ormai era solo 1200 chilometri di distanza. Il 25 dicembre 2004 si sganciarono la stazione Cassini e il lander Huygens, che partirono con un volo indipendente verso un punto di incontro precalcolato con Titano.


Titanio. Il 14 gennaio 2005, i manager e i principali specialisti del programma Cassini-Huyzgens si sono riuniti a Darmstadt (Germania) presso il Centro europeo per le operazioni spaziali (ESOC). In questo giorno, secondo i calcoli, il veicolo di discesa entrerà nell'atmosfera di Titano, dopodiché dovrà essere lanciato un complesso programma per il controllo della frenata e della discesa con il paracadute, fotografando e misurando contemporaneamente i parametri ambiente. I primi segnali di Huygens, ricevuti dal radiotelescopio Green Bank nel West Virginia (USA), indicavano che il modulo di discesa era intatto e stava scendendo con il paracadute. In una conferenza stampa appositamente convocata direttore generale L'ESA Jean-Jacques Dordain ha annunciato solennemente: "Siamo i primi visitatori di Titano!" Applausi generali, congratulazioni...


Nel frattempo Huygens stava atterrando. Volò nell'atmosfera di Titano a una velocità di 6,1 km/s, con il suo scudo termico riscaldato a 3500⁰С. Ad un'altitudine di 170-190 km e ad una velocità di 400 m/s si apre il primo paracadute frenante, dopo 2,5 secondi il secondo, quello principale. Dopo 42 secondi, l'intero complesso dell'attrezzatura scientifica della sonda viene acceso e inizia la fotografia. A 700 m di altitudine si accende la luce di atterraggio... L'atterraggio non è stato troppo morbido (la velocità era di circa 4,5 m/s), ma l'attrezzatura è sopravvissuta.

Cassini ha ricevuto e trasmesso i segnali di Huygens alla Terra per 147 minuti e 13 secondi durante la fase di discesa e 72 minuti e 13 secondi dalla superficie. Sulla Terra, i segnali della sonda sono stati ricevuti da 17 radiotelescopi sparsi in tutto il mondo. Secondo loro, dopo 3 ore e 10 minuti. Dopo l'atterraggio, il trasmettitore Huygens funzionava ancora.


Alle otto di sera, ai giornalisti sono state presentate le prime tre fotografie inviate dall'Huygen: una vista della zona di atterraggio da un'altezza di 16 km; un bellissimo panorama laterale da un'altezza di circa 8 km, montagne, mare metano, nebbia costiera... e una fotografia direttamente dalla superficie di Titano. Mondo fantastico, immerso nel crepuscolo arancione e incatenato dal gelo a 179 gradi...

Il 15 settembre 2017 la navicella spaziale Cassini è bruciata nell'atmosfera di Saturno. Questo evento ha unito gli amanti dello spazio di tutta la Terra. Cassini non era un satellite qualunque. È stato uno dei principali simboli della ricerca spaziale e della scienza in generale. Lo stesso simbolo del telescopio Hubble o del Large Hadron Collider.

Cassini è stata lanciata nel 1997. Immagina: questo è l'anno in cui sono stati rilasciati Titanic, Quake 2 e il primo Fallout. Durante il lavoro di Cassini è cresciuta un'intera generazione. Molti amanti dell'astronomia moderna si sono interessati allo spazio grazie a Cassini. Oggi, quindi, ricordiamo la storia della missione e le rendiamo l'omaggio che merita.

Dall'idea alla rampa di lancio

Nel 1980-1981, la coppia fece uno storico sorvolo di Saturno. Hanno scattato le prime fotografie dettagliate del pianeta, dei suoi anelli e dei satelliti e hanno analizzato l'atmosfera e il campo magnetico. I risultati hanno stupito gli astronomi. Si è scoperto che gli anelli di Saturno sono costituiti da centinaia di anelli sottili che si formano sistema complesso. Titano, il satellite più grande di Saturno, era oscurato da uno strato di foschia di idrocarburi opaco nello spettro visibile. Il satellite Giapeto sembrava come se il progettista del sistema solare si fosse dimenticato di dipingerlo: uno dei suoi emisferi brillava brillantemente, come neve fresca, l'altro era nero, come fuliggine.

Assemblea Cassini

I Voyager non erano fisicamente in grado di rimanere vicino al pianeta e studiarlo più a lungo. Per svelare i misteri di Saturno e delle sue lune era necessaria una missione fondamentalmente diversa. Un dispositivo che potrebbe entrare in orbita attorno al pianeta ed esplorarlo per diversi anni.

Nel 1982, gli scienziati della NASA e dell'ESA iniziarono le prime consultazioni su una missione congiunta di lunga durata verso il sistema di Saturno. Consisterebbe in un orbiter e un lander che atterrerebbero su Titano e vedrebbero cosa sta succedendo sulla sua superficie. La missione prende il nome da Giovanni Cassini, il famoso astronomo del XVII secolo che scoprì le quattro lune di Saturno e la fessura tra i suoi anelli.

Le trattative non sono state facili. A quel tempo, i rapporti tra NASA ed ESA erano complicati dalla cancellazione di una serie di progetti comuni. Ma nel 1988 i partner si accordarono finalmente sulla distribuzione delle responsabilità. La NASA avrebbe dovuto costruire l'orbiter Cassini, l'ESA avrebbe dovuto costruire la sonda di discesa Huygens per Titano. Prende il nome da Christiaan Huygens, che scoprì gli anelli di Saturno e Titano stesso.

Modello dell'apparato di Huygens

I problemi di Cassini non finiscono qui. Il budget totale del progetto ha superato i tre miliardi di dollari (l'80% dei fondi è stato stanziato dalla NASA) e il Congresso americano ha più volte minacciato di privare il progetto dei finanziamenti. Anche alla NASA non tutti hanno sostenuto la missione. Ma Cassini è sopravvissuta, in gran parte grazie agli sforzi dei lobbisti dell’ESA. Si è arrivati ​​addirittura a scrivere lettere al vicepresidente americano Al Gore chiedendogli di non chiudere il programma. Di conseguenza, anche se con difficoltà, la missione ha ottenuto i finanziamenti necessari.

L’ultima minaccia per Cassini sono quelle verdi. Poco prima del lancio, gli attivisti ambientali hanno iniziato le manifestazioni a Cape Canaveral e hanno intentato una causa chiedendo il divieto del lancio. Causa? 32 chilogrammi di plutonio-238 a bordo della stazione. Il fatto è che nelle vicinanze di Saturno arriva 100 volte meno luce solare rispetto alla Terra. Pertanto, per generare energia, Cassini era dotata di un generatore di radioisotopi.

Gli attivisti ambientali hanno affermato che in caso di incidente ci sarebbe stata una contaminazione radioattiva e hanno chiesto a Cassini di “salvare la Terra”. E per quanto gli esperti della NASA spiegassero che anche in caso di incidente il plutonio sarebbe rimasto in un contenitore protetto, questo non riusciva a convincere i “verdi”. Fortunatamente, la corte non ha tenuto conto delle storie dell’orrore ambientale e non ha annullato il lancio.

Lancio del razzo Centaur con Cassini a bordo

Sette anni di volo

Cassini fu lanciata il 15 ottobre 1997 e si diresse verso... Venere. Non ci sono errori qui. La massa della stazione era di quasi sei tonnellate, il che la rendeva uno dei più grandi veicoli interplanetari della storia: solo il sovietico Phobos pesava di più. La potenza del razzo non era sufficiente per inviare un simile colosso direttamente su Saturno. Quindi gli ingegneri hanno approfittato della gravità. Cassini volò due volte vicino a Venere, poi alla Terra e infine a Giove. Queste manovre gravitazionali hanno permesso al veicolo di raggiungere la velocità richiesta.

Volando oltre Giove, Cassini è riuscita a studiare questo gigante gassoso. Ha scoperto diverse nuove tempeste nella sua atmosfera e ha scattato fotografie del pianeta con la massima qualità in quel momento. Allo stesso tempo, gli ingegneri hanno verificato la funzionalità degli strumenti della stazione.

"Ritratto" di Giove realizzato da diverse fotografie Cassini

All'inizio dell'estate del 2004, Cassini raggiunse le vicinanze di Saturno. L'11 giugno, la sonda ha superato Phoebe, uno dei satelliti più distanti del pianeta, che orbita a quasi 13 milioni di chilometri dal gigante gassoso (ovvero 36 volte la distanza tra la Terra e la Luna). Cassini ha avuto solo una possibilità di visitare questa luna insolita e la sua traiettoria è stata appositamente progettata per un sorvolo ravvicinato.

Il 1 luglio Cassini eseguì una manovra estremamente difficile, dal cui esito dipendeva il destino dell'intera missione. Ha avuto successo. Cassini accese il motore principale per 96 minuti e rallentò in modo che la gravità del pianeta potesse raccoglierlo. Così è diventato il primo satellite artificiale di Saturno nella storia.

È così che Cassini vedeva Saturno

Tredici anni per Saturno

"Ho visto cose a cui voi umani non credereste..." Se Cassini potesse parlare, citerebbe sicuramente Blade Runner. Fin dall'inizio del suo funzionamento, il dispositivo ha iniziato a fare scoperte, una più incredibile dell'altra. Per chi ama la statistica, diciamo che durante i 13 anni di permanenza su Saturno, la stazione ha scattato circa 400mila fotografie e inviato sulla Terra oltre 600 gigabyte di informazioni. Sulla base dei loro risultati sono già stati scritti circa 4.000 articoli scientifici - e questo numero è destinato a crescere, perché i dati Cassini verranno analizzati per molti anni a venire. Per descrivere tutti i risultati della missione sarebbe necessaria un'intera raccolta di saggi. Citeremo solo brevemente le tappe principali.

Uno degli obiettivi prioritari della missione era Titano. Nel gennaio 2005 la sonda Huygens si separò dalla Cassini e compì uno storico atterraggio sulla sua superficie. Le immagini di Huygens mostravano un terreno complesso con aree simili ai letti dei fiumi e costa. Le fotografie della superficie mostrano pietre arrotondate con tracce di esposizione al liquido.

Titano da entrambi i lati nella foto di Cassini

Successivamente, Cassini completò oltre un centinaio di sorvoli ravvicinati di Titano. Il dispositivo ha scansionato la superficie del satellite con un radar e le riprese nella gamma degli infrarossi hanno permesso di guardare sotto la sua foschia. Si è scoperto che Titano ha laghi, fiumi, mari e persino piogge. Ma non dall'acqua, ma dagli idrocarburi liquidi: una miscela di etano e metano. La temperatura su Titano è tale che queste sostanze possono esistere in tre stati contemporaneamente (liquido, gas, solido) e svolgere lo stesso ruolo che l'acqua svolge sul nostro pianeta. Questo è l'unico corpo nel sistema solare oltre alla Terra in cui esiste un ciclo fluido completo e sulla superficie esistono corpi d'acqua permanenti. Più precisamente, idrocarburi.

Huygens atterra su Titano, concept art

Registrazione del vento atmosferico su Titano effettuata da Huygens durante l'atterraggio

Nel complesso, le condizioni su Titano ricordano da vicino la Terra primordiale nell’era pre-ossigeno. Il satellite si è rivelato una sorta di macchina del tempo: ha permesso di studiare i processi che potrebbero portare all'emergere della vita sul nostro pianeta. Alcuni scienziati ipotizzano addirittura che, nonostante le basse temperature, su Titano possano già esistere le forme di vita più semplici.

Altopiano di Mercatore fotografato da Huygens

Video dell'atterraggio basato sulle fotografie del dispositivo

Ma nel sistema di Saturno c'era un obiettivo ancora più attraente per gli astrobiologi: Encelado. Prima della missione Cassini, era considerata semplicemente una delle tante lune ghiacciate di Saturno, di scarso interesse. Ma dopo la prima visita di Cassini a Encelado, queste idee dovettero essere radicalmente riviste.

Encelado, il pianeta dei geyser giganti

Si è scoperto che, nonostante le sue dimensioni relativamente piccole (il diametro del satellite è di 520 chilometri, quasi sei volte inferiore a quello della Luna), Encelado è uno dei corpi geologicamente più attivi del Sistema Solare. Il suo polo sud è densamente costellato di geyser che emettono costantemente acqua nello spazio. Quest'acqua forma un anello separato attorno a Saturno. La scoperta dei geyser di Encelado è diventata una sensazione scientifica. Il programma Cassini fu modificato urgentemente e negli anni successivi il dispositivo visitò il satellite più di una volta. Più volte Cassini ha volato direttamente attraverso le sue emissioni, analizzandone la composizione chimica.

Geyser di Encelado

I dati raccolti da Cassini hanno mostrato che sotto la superficie ghiacciata di Encelado si trova un oceano globale di acqua liquida. La sua profondità è stimata in 10 chilometri, lo spessore del ghiaccio sopra di essa varia da 2 a 30 chilometri. L'analisi chimica dell'acqua espulsa ha rivelato sali, composti organici e sostanze in essa contenute, indicando che si stanno verificando processi idrotermali attivi nell'oceano di Encelado. Ora questo satellite è considerato il luogo più adatto per la vita nel sistema solare al di fuori della Terra.

Cassini riuscì a risolvere il mistero del Giapeto “sottodipinto”. Si è scoperto che le differenze nel colore del satellite sono dovute alla polvere: gli impatti dei meteoriti lo mettono fuori gioco dalle lontane lune di Saturno, e si deposita sull'emisfero principale di Giapeto (questo è l'emisfero con cui si muove “in avanti” nella sua orbita). Le aree coperte di polvere si riscaldano più delle regioni vicine. Di conseguenza, il ghiaccio da essi evapora e si condensa dove la temperatura superficiale è più bassa: sul lato di uscita e nelle regioni circumpolari. Si forma un feedback positivo: le aree scure diventano ancora più scure e viceversa.

Cassini ne scoprì anche un altro caratteristica unica Giapeto è una catena montuosa a forma di anello, il "muro di Giapeto", che si estende lungo il suo equatore. Educazione insolita ha un'altezza fino a 13 chilometri, una larghezza fino a 20 chilometri e una lunghezza totale di circa 1.300 chilometri. Secondo una teoria, Giapeto una volta aveva un anello e le sue particelle cadevano in superficie e formavano un muro.

Giapeto in bianco e nero nelle immagini di Cassini

Ma, ovviamente, Cassini ha studiato non solo i satelliti di Saturno, ma anche il pianeta stesso. Nel corso degli anni della missione, il dispositivo ha catturato diversi cambiamenti di stagione. Si sono manifestati in modo particolarmente chiaro nell'esagono: questo è il nome dato allo straordinario vortice esagonale situato al polo nord del pianeta. La larghezza di questa formazione è di 25mila chilometri, circa due diametri della Terra. Cassini ha registrato come, con l'arrivo dell'estate, Emisfero settentrionale L'esagono di Saturno ha cambiato colore dal blu scuro al dorato. Intensità radiazione ultravioletta aumentato, questo ha innescato reazioni fotochimiche e dei composti (toline) hanno cominciato a essere sintetizzati al polo nord, che ha cambiato il colore della tempesta.

Il vortice esagonale di Saturno nel 2016

Cassini ha fotografato molte volte il sistema di anelli di Saturno. Le immagini hanno dimostrato la loro straordinaria complessità e variabilità. Numerosi satelliti di Saturno esercitano la loro gravità sugli anelli del pianeta, motivo per cui in essi si formano vortici, onde, pieghe, anelli e altre strutture. Alcune piccole lune orbitano direttamente all'interno degli anelli. La loro gravità accelera le particelle degli anelli, motivo per cui in essi si formano delle rotture. Altri satelliti svolgono il ruolo di “pastori”. Ad esempio, le orbite di Prometeo e Pandora passano all'interno e all'esterno dell'anello F. La gravità di una coppia di satelliti trattiene le particelle degli anelli nella stessa orbita, impedendo loro di disperdersi in direzioni diverse.

La foto di altissima qualità degli anelli di Saturno

Non dobbiamo dimenticare l’obiettivo di Cassini di divulgare la ricerca spaziale. Si è rivelato facile. Saturno è forse il massimo bellissimo pianeta Solar System e le sue fotografie probabilmente hanno ispirato molte persone a connettere la propria vita con lo spazio.

Una delle immagini più famose di Cassini è stata scattata il 19 luglio 2013. Quel giorno, il dispositivo ha eseguito la fotografia panoramica del pianeta e dei suoi dintorni. Al momento della fotografia, il Sole era esattamente dietro Saturno, mettendo in risalto i suoi anelli. Una delle immagini mostrava anche il nostro pianeta. Da una distanza di 1,5 miliardi di chilometri appare come un punto azzurro pallido.

“Il giorno in cui la Terra sorrise”: la celebre foto è stata sottoposta ad un’ampia correzione del colore per rendere i pianeti più visibili. La terra è un punto appena percettibile in basso a destra sotto gli anelli

L'ultima avventura di Cassini

Cassini è spesso definita la missione spaziale ideale. Il dispositivo ha funzionato ben oltre la sua durata nominale di quattro anni e ha completato tutte le attività senza incidenti di rilievo. Ma, ahimè, qualsiasi tecnologia ha un fattore che ne limita il tempo di funzionamento. Nel caso della Cassini, queste erano le riserve di carburante necessarie per le correzioni di rotta. Senza di esso il controllo del dispositivo sarebbe diventato impossibile. Una stazione non controllata potrebbe schiantarsi su una delle lune di Saturno e trasportarvi microbi terrestri. Per escludere uno scenario del genere, la NASA ha deciso di bruciare Cassini nell’atmosfera del pianeta.

Ma prima, il dispositivo doveva sopravvivere all'avventura finale: 20 orbite sul bordo esterno degli anelli di Saturno, e poi altre 22 orbite tra l'atmosfera del pianeta e il bordo interno dei suoi anelli. Nessun veicolo si è mai tuffato in questo divario. La manovra fu considerata molto pericolosa, ma poiché la missione era già prossima al completamento, la NASA decise di correre il rischio.

Rappresentazione artistica dell'ultimo volo di Cassini

Come prima, Cassini ha brillantemente completato tutti i suoi compiti. Ha raccolto dati che dovrebbero consentire il mistero principale Saturno - età e origine dei suoi anelli. Secondo una versione, si sono formati insieme al pianeta. Secondo un altro, gli anelli sono molto più giovani e sono apparsi come risultato della recente distruzione (per gli standard cosmici) di una delle lune di Saturno. I dati Cassini verranno analizzati ancora per molti mesi, ma i risultati preliminari finora parlano a favore della seconda versione.

Cassini aveva un ultimo compito da completare. Durante il rientro, il veicolo ha utilizzato i propulsori per mantenere l'antenna puntata verso la Terra il più a lungo possibile. Già cadendo a pezzi, Cassini continuò comunque a trasmettere dati sulla composizione dell'involucro di gas e sul campo magnetico di Saturno. Anche qui l'apparato è riuscito a superare il piano, resistendo in tal senso condizioni estreme 30 secondi in più rispetto a quanto previsto dalle simulazioni. Alle 11 ore, 55 minuti e 46 secondi del tempo universale, il complesso di comunicazioni nello spazio profondo della NASA a Canberra ha ricevuto l'ultimo segnale da Cassini. A quel punto, il dispositivo stesso si era già disintegrato in frammenti e si era trasformato in una meteora fiammeggiante.

La NASA ha salutato Cassini senza lutto. Tuttavia, questo non è un disastro, ma la fine di una missione riuscita (NASA/Joel Kowsky)

La fine della missione ha suscitato emozioni contrastanti: orgoglio, ammirazione, tristezza e vuoto. Cassini è in funzione da così tanto tempo che è difficile ricordare un momento in cui non c'era. Potete immaginare cosa hanno vissuto i partecipanti alla missione, che avevano lavorato al progetto dagli anni ’80, vedendo scomparire il segnale del dispositivo.

Diventa ancora più triste quando ti rendi conto che dovrai aspettare almeno un decennio per la prossima spedizione del genere sui lontani pianeti del sistema solare. Sfortunatamente, l'esplorazione spaziale è un'attività lenta e non c'è nessuna missione all'orizzonte paragonabile all'ambizione di Cassini. Si può solo trarre conforto dal fatto che, in base a raccolti dalla stazione Da questi dati verranno fatte molte nuove scoperte.

L'eredità di Cassini vivrà per molto tempo. Le fotografie che ha scattato a Saturno e alle sue lune rimarranno con noi per sempre. Grazie a Cassini abbiamo potuto vedere in tutto il loro splendore questi corpi cosmici che prima per noi erano solo puntini nel cielo.

La navicella spaziale americana Cassini, lanciata nell'ottobre 1997, è progettata per studiare Saturno e la sua luna Titano. La stazione passò anche da Giove, arrivando a Saturno il 30 giugno 2004. e diventando il primo satellite artificiale di questo pianeta.

Cassini trasporta a bordo la sonda europea Huygens, che nel gennaio 2005. per la prima volta dovrebbe atterrare su Titano, l'unico satellite del sistema solare con un'atmosfera densa. Durante la sua missione, Cassini effettuerà almeno 76 orbite attorno al pianeta gigante e 45 avvicinamenti a Titano.

Cassini è stato sviluppato e assemblato presso il Jet Propulsion Laboratory (JPL) della NASA. La sonda Huygens è stata creata dall'Agenzia spaziale europea. L'intero progetto è costato più di 3,4 miliardi di dollari, il 75% di questa somma è stata stanziata dagli Stati Uniti. Va notato che attualmente solo la NASA produce generatori elettrici a radioisotopi, essendo quindi un monopolista nella produzione di dispositivi progettati per studiare pianeti lontani. Cassini deve trascorrere almeno 4 anni nell'orbita di Saturno, effettuando 76 orbite attorno al pianeta, inclusi 45 avvicinamenti a Titano, 3 a Encelado e uno ciascuno a Febe, Iperione, Dione e Rea.

È possibile che la missione venga prolungata per un periodo più lungo. In precedenza, Pioneer 11 e Voyager avevano sorvolato Saturno. La missione di Cassini comprende lo studio: dell'atmosfera di Saturno, comprese le sue dinamiche, struttura, nuvole, venti, fulmini, temperatura e composizione chimica; ionosfera e campo magnetico del pianeta; Gli anelli di Saturno, inclusa la mappatura composizione chimica e dimensione delle particelle dell'anello; interazioni degli anelli con i satelliti, la ionosfera e campo magnetico Saturno; la composizione chimica e la struttura dell'atmosfera di Titano; La superficie di Titano, compreso il suo stato fisico (liquido/solido), composizione chimica, topografia e geologia; altri satelliti di Saturno. In particolare, si prevede di ottenere immagini della superficie di Titano dalla tavola Huygens, nonché di compilare una mappa di Titano utilizzando il radar Cassini. La traiettoria di volo di Cassini è stata calcolata per ridurre al minimo i costi del carburante. Di conseguenza, il dispositivo è passato due volte vicino a Venere (nel 1998 e nel 1999), una volta oltre la Terra e anche oltre Giove. Pertanto, la missione della stazione comprendeva compiti di studio di Venere e Giove (compresi esperimenti congiunti con Galileo).

Il peso della Cassini al momento del lancio era di 5.710 kg, compresi l'Huygens da 320 kg, 336 kg di strumenti scientifici e 3.130 kg di carburante. Le dimensioni della stazione sono 6,7 m di altezza e 4 m di larghezza. Il magnetometro è montato su un palo di 11 metri; ci sono anche tre strutture remote di 10 metri che fungono da antenne per registrare le onde nel plasma. Il dispositivo contiene 14 km di fili e cavi. Il modulo orbitale Cassini trasporta 12 strumenti scientifici, Huygens - altri 6, che consentono 27 diversi esperimenti scientifici. Il dispositivo contiene un hardware impressionante.

Infatti ogni strumento scientifico è dotato del proprio microcomputer, e tutto sistemi di ingegneria- due (per aumentare l'affidabilità). Il computer principale prodotto dalla IBM ha una memoria di due “megaparole”. Il computer è progettato per l'uso nel settore aeronautico e ha già dimostrato la sua elevata affidabilità in condizioni operative estreme. Il sistema informatico dispone di un sistema di protezione a più livelli contro errori e guasti. La memorizzazione delle informazioni scientifiche e ufficiali viene effettuata da un dispositivo speciale che non ha parti mobili (i dispositivi precedenti utilizzavano il nastro magnetico). L'elettricità è generata da tre generatori termoelettrici a radioisotopi. Cassini trasporta a bordo oltre 30 kg di plutonio-238 che, decadendo, rilascia calore che viene convertito in elettricità.

Il dispositivo è dotato di due motori a reazione principali con una potenza di 445 Newton (il motore viene duplicato in caso di guasto). Cassini è inoltre dotato di 16 propulsori, utilizzati per stabilizzare il veicolo e durante piccole manovre orbitali.

Cassini è stabilizzato su tre piani grazie al funzionamento dei motori, nonché di speciali dispositivi a disco (la stabilizzazione mirata dell'apparato si ottiene ruotando i dischi effettuata da motori elettrici) e giroscopi. La navigazione viene effettuata dalle stelle; nel computer vengono memorizzate le coordinate di 5000 stelle.

Il dispositivo è dotato di un'antenna principale e due a bassa potenza. L'antenna principale viene utilizzata per comunicare con la Terra a 8,4 GHz, per ricevere dati da Huygens e anche come radar. L'antenna viene utilizzata anche per condurre esperimenti sul passaggio di segnali radio (in diverse gamme) attraverso le atmosfere di Saturno e Titano e gli anelli, il che rende possibile determinare la pressione nelle atmosfere, la dimensione delle particelle degli anelli e altri parametri. Prima che Cassini volasse a una distanza considerevole dal Sole, la parabola di 4 metri dell'antenna principale veniva utilizzata per proteggere il dispositivo dalle radiazioni solari. Poiché l'antenna non era rivolta verso la Terra, per la comunicazione sono state utilizzate due antenne a bassa potenza (in linea di principio, per la comunicazione con la Terra è sufficiente un'antenna a bassa potenza).

Cassini è dotata di due telecamere: per immagini panoramiche e per immagini di piccole aree con alta risoluzione. Le telecamere funzionano non solo nel campo visibile, ma catturano anche parte dello spettro infrarosso e ultravioletto. Il sistema di telecamere elettroniche consente di comprimere le immagini al volo. La risoluzione della fotocamera consente di vedere una moneta con un diametro di 1,5 cm da una distanza di 4 km. Si prevede di ricevere centinaia di migliaia di immagini.

Lo spettrometro a infrarossi installato su Cassini è progettato per determinare la temperatura e la composizione dell'atmosfera o della superficie di un oggetto. In particolare, il dispositivo consente di determinare la distribuzione della temperatura e della pressione nelle profondità dell'atmosfera, la composizione dei gas, nonché la struttura delle nuvole e dei vapori. Il dispositivo funziona nel campo vicino e medio radiazione infrarossa, la sua sensibilità è 10 volte superiore a quella delle Voyager. Un altro spettrometro a infrarossi, operante nelle parti visibile e infrarossa dello spettro, svolge gli stessi compiti, consentendo di aumentare la quantità di dati. Inoltre, uno spettrometro aggiuntivo è progettato per rilevare sostanze organiche complesse (“prebiotiche”). Uno spettrometro ultravioletto consente di ottenere immagini dettagliate nell'ultravioletto, che aiuteranno a determinare la struttura dell'atmosfera, la temperatura e la struttura degli aerosol nelle atmosfere. Il radar di Cassini (utilizzando l'antenna principale) gli consentirà di mappare la superficie di Titano, nonché di rilevare emissioni radio su un'ampia gamma di frequenze (comprese le frequenze che non sono accessibili dalla Terra).

Inoltre, la stazione dispone di un dispositivo per la registrazione delle onde radio e delle onde nel plasma. Cassini trasporta strumenti per studiare i campi magnetici, la magnetosfera, registrare particelle cariche e registrare particelle di polvere.

Il lander Huygens ha un diametro di 2,7 m. È composto da due parti: un modulo protettivo e un modulo di discesa. Il modulo protettivo contiene apparecchiature per il monitoraggio del dispositivo dopo la separazione da Cassini, nonché un potente strato protettivo che impedisce la distruzione del dispositivo a causa del riscaldamento durante l'ingresso nell'atmosfera. Durante la discesa verranno utilizzati tre paracadute.

Il lander contiene strumenti scientifici, tra cui: un analizzatore di struttura e caratteristiche fisiche atmosfera (lo stesso dispositivo registrerà i “suoni di Titano” dopo l'atterraggio), un radiometro spettrale (in grado di funzionare come una macchina fotografica e scattare foto, oltre a registrare la distribuzione della temperatura nell'atmosfera e sulla superficie), gascromatografo e masso spettrometro per l'analisi della composizione chimica dell'atmosfera, analizzatore della struttura e della composizione chimica delle particelle e delle sospensioni delle nubi, analizzatore delle caratteristiche fisiche della superficie. Si prevede che Huygens atterrerà sulla superficie solida o liquida di Titano nel gennaio 2005. e funzionerà per diverse decine di minuti (il breve tempo di funzionamento è dovuto allo scaricamento della batteria in condizioni estreme basse temperature, così come l'aggressività dell'ambiente).