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.
1446
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
Параметры- 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)
– Причем должен заметить, ваше сиятельство, – продолжал он, вспоминая о разговоре Долохова с Кутузовым и о последнем свидании своем с разжалованным, – что рядовой, разжалованный Долохов, на моих глазах взял в плен французского офицера и особенно отличился.– Здесь то я видел, ваше сиятельство, атаку павлоградцев, – беспокойно оглядываясь, вмешался Жерков, который вовсе не видал в этот день гусар, а только слышал о них от пехотного офицера. – Смяли два каре, ваше сиятельство.
На слова Жеркова некоторые улыбнулись, как и всегда ожидая от него шутки; но, заметив, что то, что он говорил, клонилось тоже к славе нашего оружия и нынешнего дня, приняли серьезное выражение, хотя многие очень хорошо знали, что то, что говорил Жерков, была ложь, ни на чем не основанная. Князь Багратион обратился к старичку полковнику.
– Благодарю всех, господа, все части действовали геройски: пехота, кавалерия и артиллерия. Каким образом в центре оставлены два орудия? – спросил он, ища кого то глазами. (Князь Багратион не спрашивал про орудия левого фланга; он знал уже, что там в самом начале дела были брошены все пушки.) – Я вас, кажется, просил, – обратился он к дежурному штаб офицеру.
– Одно было подбито, – отвечал дежурный штаб офицер, – а другое, я не могу понять; я сам там всё время был и распоряжался и только что отъехал… Жарко было, правда, – прибавил он скромно.
Кто то сказал, что капитан Тушин стоит здесь у самой деревни, и что за ним уже послано.
– Да вот вы были, – сказал князь Багратион, обращаясь к князю Андрею.
– Как же, мы вместе немного не съехались, – сказал дежурный штаб офицер, приятно улыбаясь Болконскому.
– Я не имел удовольствия вас видеть, – холодно и отрывисто сказал князь Андрей.
Все молчали. На пороге показался Тушин, робко пробиравшийся из за спин генералов. Обходя генералов в тесной избе, сконфуженный, как и всегда, при виде начальства, Тушин не рассмотрел древка знамени и спотыкнулся на него. Несколько голосов засмеялось.
– Каким образом орудие оставлено? – спросил Багратион, нахмурившись не столько на капитана, сколько на смеявшихся, в числе которых громче всех слышался голос Жеркова.
Тушину теперь только, при виде грозного начальства, во всем ужасе представилась его вина и позор в том, что он, оставшись жив, потерял два орудия. Он так был взволнован, что до сей минуты не успел подумать об этом. Смех офицеров еще больше сбил его с толку. Он стоял перед Багратионом с дрожащею нижнею челюстью и едва проговорил:
– Не знаю… ваше сиятельство… людей не было, ваше сиятельство.
– Вы бы могли из прикрытия взять!
Что прикрытия не было, этого не сказал Тушин, хотя это была сущая правда. Он боялся подвести этим другого начальника и молча, остановившимися глазами, смотрел прямо в лицо Багратиону, как смотрит сбившийся ученик в глаза экзаменатору.
Молчание было довольно продолжительно. Князь Багратион, видимо, не желая быть строгим, не находился, что сказать; остальные не смели вмешаться в разговор. Князь Андрей исподлобья смотрел на Тушина, и пальцы его рук нервически двигались.
– Ваше сиятельство, – прервал князь Андрей молчание своим резким голосом, – вы меня изволили послать к батарее капитана Тушина. Я был там и нашел две трети людей и лошадей перебитыми, два орудия исковерканными, и прикрытия никакого.
Князь Багратион и Тушин одинаково упорно смотрели теперь на сдержанно и взволнованно говорившего Болконского.
– И ежели, ваше сиятельство, позволите мне высказать свое мнение, – продолжал он, – то успехом дня мы обязаны более всего действию этой батареи и геройской стойкости капитана Тушина с его ротой, – сказал князь Андрей и, не ожидая ответа, тотчас же встал и отошел от стола.
Князь Багратион посмотрел на Тушина и, видимо не желая выказать недоверия к резкому суждению Болконского и, вместе с тем, чувствуя себя не в состоянии вполне верить ему, наклонил голову и сказал Тушину, что он может итти. Князь Андрей вышел за ним.
– Вот спасибо: выручил, голубчик, – сказал ему Тушин.
Князь Андрей оглянул Тушина и, ничего не сказав, отошел от него. Князю Андрею было грустно и тяжело. Всё это было так странно, так непохоже на то, чего он надеялся.
«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.
Космический аппарат «Кассини», который был отправлен к Сатурну в 1997 году, использует очень мало топлива. Тем не менее в НАСА планируют его уничтожить, чтобы избежать случайного столкновения с одним из спутников Сатурна и его загрязнения, так как это может повлиять на инопланетную жизнь, если она, конечно, существует. Но прежде чем «Кассини» уничтожат, он будет продолжать летать между Сатурном и его кольцами и записывать как можно больше новых данных.
Как долго длится миссия по изучению Сатурна
Исследователи работали над проектированием, строительством, запуском и эксплуатацией миссии для изучения Сатурна последние три десятилетия.
Атомный космический корабль «Кассини» был запущен в октябре 1997 года, но на орбиту вокруг газового гиганта вышел только в июле 2004 года и с тех пор собирал данные о самой планете и ее спутниках. Но все хорошее рано или поздно заканчивается. А для космического зонда НАСА стоимостью 3,26 миллиарда долларов таким днем станет 15 сентября 2017 года.
Чем вызвана необходимость уничтожения аппарата
Во время пресс-конференции, которая состоялась в космическом агентстве США 4 апреля, исследователи объяснили, почему они хотят уничтожить свой космический корабль и как собираются выполнить план под названием Grand Finale. Чтобы уничтожить «Кассини», исследователи НАСА используют запасы топлива, которые еще на нем остались, и направят его на столкновение с Сатурном.
«Именно открытия "Кассини" стали причиной того, что ученые приняли решение об уничтожении аппарата», - сказал Эрл Мейз, инженер Jet Propulsion Laboratory НАСА, который руководит миссией.
Мейз имел в виду океан теплой соленой воды, который был обнаружен с помощью аппарата. Этот океан прячется под ледяной коркой Энцелады - большого спутника Сатурна, а его испарения отправляются в космос. Зонд НАСА пролетел через эту струю пара и льда в октябре 2015 года, проанализировал материал и косвенно изучил состав подповерхностного океана. Оказалось, что он способен поддерживать внеземную жизнь.
«Мы не можем позволить, чтобы аппарат непреднамеренно столкнулся с этим нетронутым объектом, - сказал Мейз. - «Кассини» должен оставаться на безопасном расстоянии. А так как мы хотели бы отправить его на Сатурн, единственный выбор - это самостоятельно уничтожить зонд, контролируя этот процесс». Но Мейз и исследователи из 19 стран не собираются позволить своему зонду сдаться без боя. Они планируют получить последние байты данных, которые может собрать робот, пока «Кассини» не встретит свой конец на Сатурне.
Цель работы космического аппарата
Еще задолго до того, как «Кассини» вышел на орбиту Сатурна в 2004 году, ученые миссии проводили анализ траектории его движения, чтобы аппарат мог свободно и безопасно передвигаться мимо гигантской газовой планеты, ее спутников и ледяных колец. Их цель - получить как можно больше новых изображений, гравитационных данных и показаний магнетизма, не подвергая корабль опасности и не используя слишком большого количества его ограниченного ракетного топлива.
Нехватка топлива
Но после 13 лет работы на расстоянии почти 1,45 миллиарда километров от Земли, топливный бак «Кассини» оказался практически пустым. Это значит, что миссия приближается к своему завершению, но как только топливо закончится, возможности ученых контролировать аппарат будут очень ограниченными. Об этом заявил Джим Грин, руководитель планетарной научной программы НАСА, во время пресс-конференции.
НАСА может направить «Кассини» к какой-то другой планете, возможно, к Урану или Нептуну. В 2010 году, однако, руководители миссии решили оставить его на орбите Сатурна, так как предполагали, что в этом случае миссия будет более эффективной с научной точки зрения. Но это фактически обрекает космический корабль на огненную смерть.
Как ученые планируют уничтожить аппарат
Официально миссия начнется 22 апреля 2017 года. Именно тогда аппарат в последний раз пролетит возле Титана - ледяного спутника Сатурна, который имеет более плотную атмосферу, чем наша планета, моря жидкого метана, и даже дождь.
Гравитация Титана будет действовать как рогатка для «Кассини». Аппарат пролетит над Сатурном (его атмосферой) и 26 апреля пройдет сквозь узкое пространство между планетой и внутренним краем ее колец.
Этот маневр станет «прощальным поцелуем» аппарата, поскольку ученые не собираются возвращать его обратно на орбиту планеты.
Последние данные
Пространство между Сатурном и его кольцами составляет чуть меньше 2 тысяч километров в ширину. «Как только аппарат подойдет так близко к планете, он обеспечит ученым лучший вид на ее полюса, чем когда-либо прежде», - утверждает Линда Спилкер, ученый проекта «Кассини» и планетарный ученый НАСА. Можно будет увидеть гигантские ураганы на северном и южном полюсах Сатурна.
Во время своего финального полета над Сатурном «Кассини» сможет очень близко подобраться к северному полюсу планеты, который до сих пор остается плохо изученным. Этот полюс имеет шестигранную форму, и возможно, приблизившись к нему, ученые смогут понять, что способствует таким его четким параметрам.
«Кассини» также сделает фото сияния полюсов Сатурна, сможет определить, из какого материала состоят массивные кольца планеты, и даже изучить, что прячется под его облаками.
Чувствительные магнитные и гравитационные измерения, которые «Кассини» не мог сделать ранее из орбиты планеты, помогут ответить на вопросы о внутренней структуре Сатурна, в том числе, насколько большим является его скалистое ядро, а также как быстро вокруг него вращается оболочка металлического водорода.
«Как быстро вращается Сатурн? - вопрошает Спилкер. - Если наклон к магнитному полю небольшой, это поможет нам вычислить длину его дня». За несколько часов до своего финального погружения 15 сентября 2017 года аппарат отправит на Землю последнюю партию изображений и затем будет готов к уничтожению.
Прощание с «Кассини»
«Кассини» является 2,78-тонным роботом, оснащенным тонкими инструментами, которые не предназначены для того, чтобы пробираться сквозь ледяной материал колец Сатурна со скоростью больше 112 тысяч километров в час. Кроме того, он не был сконструирован для того, чтобы окунуться в атмосферу газового гиганта и продолжать работать, отправляя ученым данные.
Тем не менее ученые, которые руководят миссией, говорят, что они собираются сделать все возможное, чтобы защитить инструменты от повреждений и сохранить данные до последнего момента работы аппарата. В первую очередь, они собираются сделать это с помощью основной конусообразной антенны, используя ее как щит для камеры и других важных частей аппарата. Но даже если аппарат потеряет связь с Землей, он все равно будет падать там, где и планировали ученые. Единственное отличие в том, что они не смогут получить новых данных, как сейчас планируют.
Большой финал
Когда «Кассини» начнет свое финальное движение, он будет использовать последний пропеллент, чтобы бороться с атмосферным сопротивлением и удерживать антенну, направленную на Землю. В течение этого времени он будет изучать атмосферу Сатурна, транслируя показания состава газов в реальном времени на Землю. Но измерения будут длиться совсем не долго. Аппарат начнет распадаться, испаряться и в конце станет частью планеты, ради исследования которой он покинул Землю 20 лет назад. Хотя члены команды «Кассини» говорят, что они с нетерпением ждут Grand Finale, но все же не могут не испытывать сожаления.
«Нам действительно будет трудно попрощаться с этим небольшим космическим кораблем, который смог сделать так много для науки, - сказала Спилкер. - Мы были вместе долгое время».
→В разработке аппарата принимало участие множество учёных из NASA и ESA. Он создавался для того, что бы подробнее изучить Сатурн и его спутники.
Кассини является самым сложным, крупным и дорогим из американских автоматических межпланетных кораблей (бюджет проекта более 3 млрд $). Вес его составил 6 тонн, а высота более 10 метров. На его борту было установлено 12 научных приборов и выдвигающаяся штанга для магнитометра. Связь с Землёй обеспечивает 4 метровая итальянская антенна. У аппарата нет солнечных батарей, т.к. на таком огромном удалении от Солнца они малоэффективны. Энергией Кассини обеспечивают 3 радиоизотопных термоэлектрических генератора, содержащих в общей сложности почти 33 килограмма радиоактивного плутония. Более половины стартового веса Кассини занимало топливо. К Кассини прикреплён зонд Гюйгенс, предназначенный для посадки на Титан. Он также предназначен для фотографирования поверхности Титана.
Полёт Кассини
Старт Кассини состоялся 15 октября 1997 года. Чтобы вывести его в космос была использована американская ракета Титан 4Б. Но интересен тот факт, что при выводе аппарата в космос, он был направлен вовсе не в сторону Сатурна, а скорее в сторону Венеры. Всё дело в том, что было решено воспользоваться гравитационными манёврами, т.е. воспользоваться гравитационным полем планет. Таким образом в 1998 и 1999 годах Кассини обернулся вокруг Венеры, в августе 1999 года прошёл около Земли со скоростью 69000км/ч, зимой 2000 года пролетел мимо Юпитера, передав на Землю его фотографии. В январе 2004 года специалисты начали активизировать аппаратура Кассини. Ещё при подлёте к Сатурну аппарат пролетел в 2068км от одного из его спутников Фебы.
Снимки этого странного спутника переданные на Землю оказались сенсационными. Перед глазами учёных предстал астероид неправильной формы, усеянный кратерами. При рассмотрении кратеров на некоторых из них были обнаружены слои какого то белого вещества. Предполагали что это лёд.
Для того чтобы наконец оказаться на орбите Сатурна Кассини выполнил манёвр торможения. Это манёвр был очень важным и существенным расчётом, который заранее был помещён в компьютер аппарата. День 1 июля 2004 наступил. В 2:11 по Гринвичу Кассини прошёл восходящий узел траектории и преодолел плоскость колец Сатyрна. Через 24 минуты включился один из двух тормозных двигателей. Он работал 97 минут, за это время Кассини прошёл самую низкую точку над облаками Сатурна (20000км до облаков). Для исследования помимо Фебы были запланированы ещё 8 спутников: Мимас, Диона, Гиперион, Тефия, Рея, Энцелад и Титан, который стал главным объектом исследования среди спутников Сатурна.
Безусловно за 4 года миссии также будет изучаться и сам Сатурн, ведь он хранит ещё множество загадок. Кольца Сатурна тоже тщательно изучаются. Учёные хотят узнать их состав, гравитационный и электромагнитный эффект. Огромное внимание будет уделено атмосфере планеты. Эта планета обладает наименьшей плотностью среди планет Солнечной системы. Вообще проект изучения рассчитан на 4 года, но энергии Кассини хватит ещё на 200 лет, так что возможно он ещё не раз сможет вернуться к Титану и другим спутникам. У учёных была идея, потом отправить аппарат в сторону пояса Койпера, но скорее всего они этого не сделают, т.к. и Сатурн и его спутники хранят ещё очень много тайн.
ТАСС-ДОСЬЕ. 16 августа 2017 года автоматическая межпланетная станция Cassini, которая с июля 2004 года вела исследования Сатурна, завершила свою миссию и начала спуск в атмосферу планеты.
Станция прекратит существование, предположительно, 15 сентября 2017 года Cassini - единственный космический аппарат, который исследовал Сатурн с его орбиты.
В 1979 году рядом с Сатурном пролетел американский аппарат Pioneer 11 - он прошел на расстоянии около 20 тыс. км от поверхности планеты. Первые детальные снимки Сатурна были получены с американских аппаратов Voyager 1 в 1980 году и Voyager 2 в 1981 году.
Проект Cassini
Основной целью проекта Cassini было исследование Сатурна и его спутника Титана, а также доставка на Титан спускаемого зонда Huygens.
Станция названа в честь итальянского и французского астронома Джованни Кассини, зонд - в честь нидерландского физика, математика и астронома Христиана Гюйгенса.
Это совместный проект американского Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства (NASA), Европейского космического агентства (EKA), Итальянского космического агентства, а также ряда европейских академических организаций. Всего в программе было задействовано около 260 ученых из 17 стран мира. Спускаемый зонд был создан ЕКА, агрегатный отсек станции изготовлен специалистами фирмы Lockheed Martin. Управление полетом осуществляло подразделение NASA - Лаборатория реактивного движения (Jet Propulsion Laboratory, JPL).
Характеристики автоматической станции
Габариты станции: высота - 6,7 м, ширина - 4 м. Стартовая масса - 5,71 т, в тjv числе зонд Huygens (320 кг), научные приборы (336 кг) и топливо (3,13 т).
Источник энергии - радиоизотопные термоэлектрические генераторы (РИТЭГ), которые были предоставлены Минобороны США. РИТЭГ использует топливо на основе радиоактивного плутония-238. На борту Cassini 12 научных инструментов: масс-спектрометр ионов и нейтральных частиц, ультрафиолетовый радар (для построения подробных карт поверхности Титана и других спутников Сатурна), магнитометр и др.
Запуск и полет
Cassini была запущена 15 октября 1997 года с космодрома на мысе Канаверал (штат Флорида) ракетой-носителем Titan IV-B с разгонным блоком Centaur.
В ходе полета она совершила четыре гравитационных маневра: два раза пролетела рядом с Венерой (1998, 1999), по одному разу - с Землей (1999) и Юпитером (2000).
Цели своего путешествия - Сатурна - станция достигла 30 июня 2004 года, став искусственным спутником этой планеты. Зонд был спущен на Титан 14 января 2005 года.
После выполнения основной программы миссия Cassini была продлена: сначала - до 2010 года, затем - до 2017 года. Всего на 16 августа 2017 года Cassini находилась в полете 19 лет 10 месяцев один день, из них 13 лет один месяц 15 дней она вела исследования Сатурна и его спутников.
Итоги миссии
В 2004 году с помощью Cassini были открыты три новых спутника Сатурна, получившие названия Мефона, Паллена и Полидевк. В 2005 году был получен снимок Дафниса - одного из трех спутников планеты, орбита которых проходит внутри колец. В апреле 2017 года обнаружены свидетельства гидротермальной активности на Энцеладе, что указывает на возможность существования жизни в подледном океане этого спутника Сатурна. 26 апреля станция впервые совершила пролет между Сатурном и его кольцами. В ходе маневра она прошла в 3 тыс. км от верхних слоев облаков планеты и в 300 км от внутреннего края колец. Cassini отсняла около 67% поверхности Титана. В заключительной части миссии Cassini будет использована для получения дополнительных сведений об атмосфере Сатурна.
Решение управляемым образом свести Cassini с орбиты Сатурна было принято в связи с тем, что запасы ракетного топлива на исходе и автоматическая станция вскоре может перейти в неконтролируемый полет.
