Cassini-Huygens - das Finale von 20 Jahren Forschung

Am 20. September um 14:54 Uhr Moskauer Zeit (11:54 UTC) endet Cassinis 20-jährige Mission, die „Hälfte“ der automatischen interplanetaren Station Cassini-Huygens, in einem Monat (die Mission der Huygens-Landungssonde wurde am 14. Januar 2005 abgeschlossen) Stunde nach der Landung auf Titan). Es war erst die 4. Mission zum Saturn nach Pioneer 11 und zwei Voyagern und die einzige, bei der das Gerät in seine Umlaufbahn kam. Die nächste Mission zum System des Saturn sollte frühestens 2029 stattfinden .

Während seiner Mission machte das Gerät 293 Umdrehungen um den Saturn, unter denen es 162 Pässe in der Nähe seiner Satelliten durchführte und 7 neue öffnete, 453.048 Fotos von 635 GB wissenschaftlicher Daten auf die Erde übertrug und eine Quelle für 3.948 wissenschaftliche Veröffentlichungen wurde. Er entdeckte den Ozean auf Enceladus sowie den Ozean, drei Meere und Hunderte kleiner Seen auf Titan. Ungefähr 5.000 Menschen aus 27 Ländern nahmen an diesem Projekt teil, und seine Gesamtkosten betrugen 3,9 Milliarden US-Dollar, wobei die anfänglichen Anteile wie folgt verteilt wurden: 2,6 Milliarden US-Dollar von der US-Agentur NASA, 500 Millionen US-Dollar von der Europäischen ESA und 160 Millionen US-Dollar von Italienische ASI.

Cassini Design

Cassini-Huygens-Gerät im Testprozess. Der runde orangefarbene Teil im Vordergrund ist Huygens Landung auf dem Titan, der weiße Teil ist die 4-Meter-Cassini-Antenne / das 4-Meter-Radar


Die Sonde, benannt nach Giovanno Cassini (der den 2. bis 5. Saturn-Satelliten entdeckte), ist 6,8 m hoch und 4 m breit und hat ein Trockengewicht von 2150 kg (nach einem Paar Sowjets die drittgrößte interplanetare Sonde) "Phobos" ). Saturn erreicht nur 1,1% der Sonnenenergie, die uns in der Erdumlaufbahn zur Verfügung steht. Die Sonde ernährt sich also von 3 RTGs mit der gleichen Größe wie das Gerät selbst - sie haben 32,7 kg Plutonium-238 (das ist 3,6-mal mehr als es war) beide Voyager am Start, 6,8-mal mehr als Curiosity und wahrscheinlich das derzeit meisten Plutonium, das der NASA zur Verfügung steht: 1 , 2 ). Das Gerät verfügt über 1630 separate elektronische Komponenten und 22.000 Kabelverbindungen mit einer Gesamtkabellänge von 14 km und wird von doppelten 16-Bit- 1750A- Computern gesteuert (ein weiteres solches gesteuertes Titan IV- Trägerraketenfahrzeug, das das Gerät in die Umlaufbahn brachte). Die wissenschaftliche Ausrüstung umfasst 12 Instrumente, die in drei Gruppen zusammengefasst sind und für 27 verschiedene wissenschaftliche Forschungen ausgelegt sind:

Optische Entfernungssensoren:

1) Verbundinfrarotspektrometer, einschließlich Kameras mit 3 Entfernungen ( CIRS ); 2) Weitwinkel- und Schmalwinkelkameras (33 cm Durchmesser) im sichtbaren Bereich mit mehreren Filtern für verschiedene Farben und CCDs mit einer Auflösung von 1024 x 1024 Pixel. ( ISS ); 3) ein Ultraviolett-Spektrometer mit 4 Teleskopen ( UVIS ); 4) ein Kartierungsspektrometer des sichtbaren und infraroten Bereichs, das das sichtbare Licht in 352 Spektralbereiche ( VIMS ) unterteilt;

Sensoren für Magnetfelder und geladene Teilchen:

5) Plasmaspektrometer ( CAPS ); 6) einen Analysator für kosmische Staubfixierungspartikel von Mikrometern bis Nanometern ( CDA ); 7) Massenspektrometer von Ionen und neutralen Partikeln ( INMS ); 8) ein Magnetometer, das an einem 11 Meter langen dielektrischen Ausleger angebracht ist, um den Einfluss der Geräte des Geräts auf diesen Sensor ( MAG ) zu verringern; 9) ein Magnetosphären-Visualisierungswerkzeug, bestehend aus drei Sensoren für Ionen und geladene Teilchen, die sich in verschiedenen Ebenen befinden ( MIMI ); 10) einen Funk- und Plasmawellendetektor mit drei Empfängern unterschiedlicher Frequenzen ( RPWS );

Funkwellensensoren:

11) ein Radar mit 4 Metern Durchmesser zur Kartierung von Saturn-Satelliten ( Radar ); 12) das wissenschaftliche Funksubsystem, das aus der Verwendung der 4-Meter-Hauptantenne zur Beobachtung des Saturn, seiner Ringe und Satelliten durch Funkwellenfreigabe ( RSS ) besteht. Saturn hat eine Signalverzögerung von 68-84 Minuten in eine Richtung.

Hinweis: 3D-Modelle der einzelnen Werkzeuge und Schemata ihrer Position auf dem Gerät sind über die Links verfügbar.

Durch Dornen zum Saturn

Das Gewicht der Orbital- und Landungssonden war zu groß, um direkt zum Saturn gestartet zu werden (mit 350 kg Huygens betrug das Gesamtgewicht des Geräts 2,5 Tonnen) - selbst unter Berücksichtigung der Tatsache, dass der Titan IV, auf dem Cassini-Huygens flog, 40% nützlicher war laden als Titan IIIE, auf dem Voyagers geflogen sind. Daher mussten die Geräte lange Zeit durch das Sonnensystem wandern und durch Gravitationsmanöver an Geschwindigkeit gewinnen, um sich mit Saturn zu treffen: Nach dem Start am 15. Oktober 1997 traf sich ein 5,7-Tonnen-Haufen von zwei mit 2978 kg Kraftstoff gefüllten Fahrzeugen mit Venus. Nachdem sie am 26. April 1998 und am 24. Juni 1999 zwei Gravitationsmanöver durchgeführt hatten (bei denen sie nur 234 bzw. 600 km vom Planeten entfernt flogen), kehrten sie am 18. August 1999 kurz zur Erde zurück (1171 km von uns entfernt) ging schon zu Jupiter.


Ein Bild des Mondes, das mit einer Engwinkelkamera des Geräts im nahen Ultraviolett aus einer Entfernung von etwa 377.000 km und einer Verschlusszeit von 80 μs aufgenommen wurde.

Auf dem Weg durch den Asteroidengürtel traf sich das Gerät am 23. Januar mit dem Asteroiden Mazursky : Leider betrug die Entfernung 1,6 Millionen km, und der Asteroid selbst war nur 15 x 20 km groß, sodass das Foto weniger als 10 x 10 Pixel groß war. Am 30. Dezember 2000 traf sich Cassini-Huygens mit Jupiter und seinem Kollegen Galileo , dessen Mission sich bereits dem Finale näherte (er beendete seine Mission vor fast 14 Jahren mit der gleichen selbstlosen Leistung, die Cassini ausführen wird). Dieses vierte Gravitationsmanöver gab den beiden Geräten endlich genügend Geschwindigkeit, um Saturn am 1. Juli 2004 zu treffen. Zu diesem Zeitpunkt hatte er bereits 3,4 Milliarden km zurückgelegt.

Um keine Zeit zu verschwenden, verwendete das Missionsteam die Funkantennen des Geräts, um den Shapiro-Effekt zu verdeutlichen (Verlangsamung der Ausbreitung eines Funksignals, wenn es sich im Gravitationsfeld eines schweren Objekts bewegt). Es war möglich, die Messgenauigkeit von den vorherigen Ergebnissen von 1/1000 für die Wikinger und Voyager auf 1/51000 zu erhöhen. Die am 10. Oktober 2003 veröffentlichten Ergebnisse stimmten vollständig mit den Vorhersagen der allgemeinen Relativitätstheorie überein.


Die Grafik zeigt deutlich die Spitzen der Begegnungen mit Planeten (nach denen die Geschwindigkeit des Raumfahrzeugs zunimmt), einen langen Abstieg mit einem kleinen Knick in der Nähe von Jupiter (als das Raumschiff in Richtung Saturn flog, allmählich kinetische Energie gegen Potential austauschte und aus dem „Gravitationsbrunnen“ der Sonne herauskam) und eine Reihe Wellen am Ende (als das Gerät in die Umlaufbahn des Saturn eintrat und begann, sich in seiner Umlaufbahn zu drehen).

Das lang erwartete Treffen und die Hauptmission

Am 27. Mai 2004 schaltete Cassini zum ersten Mal seit Dezember 1998 seinen Hauptmotor ein, um dem Gerät einen Impuls von 34,7 m / s zu geben, der zur Korrektur der Flugbahn erforderlich war, die es am 11. Juni 2068 km von Phoebe , einem sehr weit entfernten Saturn-Satelliten, leitete angeblich im Kuipergürtel gebildet und anschließend von der Anziehungskraft des Saturn erfasst. Aufgrund des großen Radius der Umlaufbahn des Satelliten (durchschnittlich 12,5 Millionen km) war dies Cassinis einzige Begegnung mit diesem Satelliten.

Am 1. Juli wurde der Hauptmotor des Geräts wieder eingeschaltet (bereits für 96 Minuten), um eine Geschwindigkeit von 626 m / s zu erreichen und in die Saturn-Umlaufbahn zu gelangen. Am selben Tag wurde Mephon von Pallina entdeckt und wiederentdeckt, was in einem der Bilder von Voyager 2 entdeckt wurde. Da dies jedoch nicht in den anderen Bildern der Fall war, konnte die Umlaufbahn des Himmelskörpers nicht festgestellt werden und erhielt 25 Jahre lang die Bezeichnung S / 1981 S. 14. Am nächsten Tag machte Cassini den ersten Flug an Titan vorbei, am 24. Oktober wurde ein weiterer Satellit ( Polydevk ) entdeckt und am 24. Dezember wurde die Huygens-Landungssonde abgeworfen.

Am 14. Januar 2005 fungierte Cassini als Repeater für die Landungssonde (auf die weiter unten eingegangen wird). Am nächsten Tag kam das Gerät Titan so nahe wie möglich und fand mit seinem Radar einen 440 Kilometer langen Krater auf seiner Oberfläche. Am 6. Mai wurde der Satellit Daphnis entdeckt, der am Rande der Keeler- Lücke lebt:



An den Rändern der 42 Kilometer langen Lücke wurden Wellen entdeckt, die durch die sehr schwache Anziehungskraft von Daphnis verursacht wurden (dessen Gewicht nur 77 Milliarden Tonnen beträgt und eine Anziehungskraft erzeugt, die 25 bis 100.000 Mal niedriger ist als die der Erde):



Der Saturnäquator und die Ebene seiner Ringe sind relativ zur Ekliptik um 27 ° geneigt, so dass wir beide Pole des Saturn sowie seine Ringe von der Ober- und Unterseite aus beobachten können. Da sie jedoch in einem großen Winkel und aus großer Entfernung (1,2 bis 1,66 Milliarden km, abhängig von der relativen Position der Erde und des Saturn) beobachtet werden, war es einfach unmöglich, dort etwas zu sehen. Nehmen wir also an, das Sechseck des Saturn wurde nur entdeckt an Voyagern vorbei fliegen.



Saturns Foto in natürlichen Farben, bestehend aus 36 Cassini-Bildern, die am 19. Januar 2007 mit drei Filtern (rot, grün und blau) aufgenommen wurden. Die Verschlusszeit der Aufnahmen basiert auf der Sichtbarkeit der dunklen Bereiche der Ringe, sodass sich herausstellte, dass die Oberfläche des Saturn stark überbelichtet war.

Im Jahr 2005 wurde festgestellt, dass etwa 250 kg Wasserdampf jede Sekunde mit einer Geschwindigkeit von bis zu 600 m / s durch die Geysire von Enceladus austreten. Im Jahr 2006 konnten Wissenschaftler feststellen, was genau die Materialquelle für das vorletzte und breiteste ist - den E-Ring.



22. Juli 2006 Das Gerät flog über die nördlichen Breiten von Titan und auf der vom Gerät erstellten Radarkarte wurden erstmals dunkle Bereiche entdeckt, was darauf hinweist, dass sich auf diesen Oberflächen Methanseen befinden. Während der 127 vom Gerät erstellten Bereiche dieses Satelliten wurden viele Teile seiner Oberfläche im Detail untersucht, von denen einige dynamische Änderungen zeigten. Unter diesen befand sich das Ligeya- Meer mit Abmessungen von 420 x 350 km und einer durchschnittlichen Tiefe von etwa 50 m mit einem Maximum von mehr als 200 m (die vom Radar aufgezeichnete maximale Tiefe):



Die wahrscheinlichste Ursache für solche Messungen sind Wellen, Feststoffe unter oder über der Oberfläche oder Blasen in der Masse der Flüssigkeit (die das Reflexionsvermögen der Oberfläche beeinflussen).

Am 30. Mai 2007 wurde der 2 km lange Anfa- Satellit entdeckt, und am 10. September passierte das Gerät nur 1.600 km von Iapetus entfernt . Als die Bilder jedoch auf den Computer des Geräts übertragen wurden, traf es ein Teilchen kosmischer Strahlung , wodurch es in den abgesicherten Modus überging. Zum Glück gingen keine Bilder verloren. Kurz vor diesem Ereignis kam ein Video-Glückwunsch von Arthur Clark zu diesem Ereignis (laut einem seiner berühmtesten Romane - „2001: Space Odyssey“ - befand sich einer der Monolithen auf der Oberfläche von Iapetus).


Karte von Iapetus mit einer Auflösung von 400 m pro Pixel (ursprünglich 5 MB):



Etwa 40% der Oberfläche dieses Satelliten sind von dunklen Bereichen besetzt, deren Albedo zehnmal kleiner ist als die hellen Bereiche. Die Ursache für einen so großen Unterschied ist nun die Auswirkung der Trennung von Staub und Eis, wenn Eis aus dunklen Bereichen verdunstet und im Licht ausfällt, wodurch helle Bereiche noch heller und dunkle dunkler werden. Der Grund, warum sich der Rest der Satelliten „normal“ verhält, ist, dass sie eine kürzere Tageslänge haben, für die die Oberfläche nicht genügend Zeit zum Aufwärmen hat.

Erweiterung und Cassini Equinox Mission

Am 1. Juli 2008 begann die verlängerte 27-monatige Mission von Cassini, die 21 zusätzliche Flüge von Titan, 8 Tefii, 7 Enceladus, 6 Mimas und einen Flug von Diona, Rhea und Elena umfasste.

Am 15. August 2008 wurde Egeon entdeckt, das, obwohl es nach einem Monster mit 100 Armen und 50 Köpfen benannt wurde, ein fast harmloser „Kiesel“ mit einem Durchmesser von 500 m war (es war so klein, dass es in Bezug auf die Helligkeit genau eingestellt werden musste) Wir kennen die Form dieses Satelliten nicht. Und am 9. Oktober beendete Cassini sein gefährlichstes Manöver - nur 25 km von Enceladus entfernt (und das mit einer Geschwindigkeit von 17,7 km / s!). Das Missionsteam unternahm einen solch riskanten Schritt, um die Zusammensetzung des Wasserdampfs seiner Geysire direkt zu analysieren.

Während seiner 23 Flüge von Enceladus während der gesamten Mission (in 10 davon näherte sich der Apparat einer Entfernung von weniger als 100 km) wurde festgestellt, dass der pH-Wert des unterirdischen Ozeans 11-12 Einheiten beträgt (was für terrestrische Lebensformen ungeeignet ist), aber Stickstoff (4 ± 1%), Kohlendioxid (3,2 ± 0,6%), Methan (1,6 ± 0,6%) sowie Spuren von Ammoniak, Acetylen, Blausäure und Propan ( was auf die aktive Bildung organischer Substanzen unter der Oberfläche von Enceladus hinweist). Leider enthält der Apparat keine speziellen Instrumente zur Registrierung komplexer organischer Stoffe (da sie bei der Planung der Mission nicht einmal ahnen konnten, einen solchen Apparat zu finden), sodass die Antwort auf die Frage „Ist es möglich, dass Leben unter der Oberfläche von Enceladus existiert?“ Cassini ging zu seinen Anhängern.

Bis zum 26. Juli 2009 war der letzte der entdeckten Cassini-Satelliten der 300-Meter- S / 2009 S 1 , der aufgrund des 36 Kilometer langen Schattens entdeckt wurde, den er auf den äußersten Rand des Rings B wirft, entlang dessen seine Umlaufbahn liegt:

Zweite Erweiterung und Cassini Solstice Mission

Im Februar 2010 wurde eine Entscheidung über eine zusätzliche Verlängerung der Mission getroffen, die bereits im September begann und bis Mai 2017 dauern sollte, als das endgültige Schicksal des Apparats entschieden werden sollte. Es umfasste weitere 54 Flüge von Titan und 11 Flüge von Enceladus.

Die Bemühungen von Cassini und seinem Team, die es schafften, für die nächsten sieben Jahre der Mission eine zusätzliche Zuweisung von etwa 400 Millionen US-Dollar zu sichern (was die Kosten des Programms auf fast 4 Milliarden US-Dollar erhöhte), waren nicht umsonst: Bereits im Dezember 2010 stellte der Apparat während des Fluges von Enceladus fest, dass er einen Ozean unter dem Nordpol hatte (Es wurde ferner festgestellt, dass der Ozean nicht nur auf die Polarregion beschränkt ist). Im selben Jahr erschien wieder ein großer weißer Fleck auf der Oberfläche des Saturn.- ein riesiger Sturm, der etwa alle 30 Jahre in der Saturnatmosphäre auftritt (Cassini hatte großes Glück damit und konnte solche Stürme zweimal registrieren - 2006 und 2010). Am 25. Oktober 2012 zeichnete das Gerät eine starke Entladung auf, die die Temperatur der stratosphärischen Schichten der Atmosphäre um 83 ° C über den Normalwert erhöhte. Somit wurde dieser Wirbel der heißeste unter den Stürmen im Sonnensystem und umging sogar den Großen Roten Fleck des Jupiter.

„Der Tag, an dem die Erde lächelte“ - ein Projekt, das am 19. Juli 2013 vom Leiter des Visualisierungsteams Cassini organisiert wurde und bei dem Cassini ein Foto machtedas gesamte System des Saturn, zu dem auch die Erde, der Mond, die Venus und der Mars gehörten. Insgesamt wurden 323 Fotos aufgenommen, von denen 141 später zur Erstellung des Mosaiks verwendet wurden: Die Erde befindet sich in der unteren rechten Ecke, und das Original ohne Unterschriften befindet sich hier (4,77 MB). Zur gleichen Zeit startete die NASA die Kampagne „Shake Saturn“ , bei der 1600 Fotos gesammelt wurden, von denen der 12. November ein Mosaik war, das am selben Tag auf dem Cover der New York Times erschien (sorgfältig wiegt das Original 25,6 MB): Von 2012 bis 2016 zeichnete das Gerät Farbänderungen des Saturn-Sechsecks auf (Foto von 2013 und 2017, das Original ist 6 MB groß):

Huygens

Die Landungssonde, benannt nach Christian Huygens (der 1655 Titan entdeckte, auf dem die Sonde landete), ist ein 318 Kilogramm schweres Gerät mit einem Durchmesser von 2,7 Metern und 6 Instrumentensätzen:

1) einen Konstantfrequenzsender zur Messung der Windgeschwindigkeit durch den Doppler-Effekt (Doppler Wind Experiment - DWE);
2) Sensoren der atmosphärischen physikalischen Eigenschaften, die die Dichte, den Druck und den elektrischen Widerstand der Atmosphäre messen, sowie Beschleunigungssensoren entlang aller drei Achsen, die zusammen mit dem vorherigen Gerät die Einstellung der atmosphärischen Dichte ermöglichen (Huygens Atmospheric Structure Instrument - HASI);
3) Kameras der sichtbaren und infraroten Spektren, parallel zum Erhalten von Bildern, die an der Messung des Spektrums und der Beleuchtung in der aktuellen Höhe der Vorrichtung beteiligt sind (Descent Imager / Spectral Radiometer - DISR);
4) einen Pyrolysator aus Aerosolpartikeln, der das Erhitzen von Proben aus zwei verschiedenen Höhen durchführt und diese zur nächsten Vorrichtung (Aerosolkollektor und Pyrolysator - ACP) umleitet;
5) ein Gaschromatograph-Massenspektrometer, das die Zusammensetzung und Konzentration der einzelnen Komponenten der Titanatmosphäre und in der letzten Stufe auch den vom Heizgerät verdampften Mutterboden misst (Gaschromatograph-Massenspektrometer - GCMS);
6) eine Reihe von Instrumenten zur Messung der Oberflächeneigenschaften, einschließlich eines akustischen Sensors, der die Dichte / Temperatur der Atmosphäre auf den letzten 100 m des Abstiegs gemäß den Eigenschaften des von der Oberfläche reflektierten Schalls misst (Surface-Science Package - SSP).



Huygens trennte sich am 24. Dezember 2004 von Cassini und erreichte am 14. Januar die Atmosphäre von Titan. Der Abstieg in die Atmosphäre dauerte 2 Stunden und 27 Minuten. Während dieser Zeit trat der Wärmeschutz des Geräts und seiner drei Fallschirme nacheinander in Kraft. Nach der Landung übertrug er weitere 72 Minuten lang Daten von der Oberfläche (bis die als Signalverstärker fungierende Cassini-Sonde über den Horizont hinausging).


Huygens Probe Internationale Zusammenarbeit

Huygens 'Top Ten- Entdeckungen :

1) Bei Messungen der Zusammensetzung der Atmosphäre aus einer Höhe von 1400 km bis zur Oberfläche wurde festgestellt, dass die Schichten der Atmosphäre über 500 km wärmer und dichter als erwartet waren und die durchschnittliche Temperatur hier -100 ° C mit Tropfen von 10 bis 20 ° C in einer Höhe betrug Bei 250 km erreichte die Temperatur einen Höchstwert von -87 ° C (etwas über dem Minimum auf der Erde) und fiel dann in einer Höhe von 44 km auf -203 ° C. Die Oberfläche war bei einem Druck von 1,47 Atmosphären etwas wärmer (-180ºC).

2) Westwinde in einer Höhe von 120 km erreichten 430 km / h, in einer Höhe von 60 km geriet das Gerät in starke Turbulenzen, wonach die Windgeschwindigkeit von 108 km / h um 55 km stetig auf 36 km / h in einer Höhe von 30 km abnahm und 14 km / h bei 20 km. In einer Höhe von 7 km änderte sich die Windrichtung und dann wirkte nur eine leichte Brise von 1 bis 3,5 km / h auf die Sonde. Während des Abstiegs riss das Fahrzeug 165,8 km vom Ausgangspunkt entfernt ab.

3) Sonnenlicht sollte atmosphärisches Methan für zig Millionen Jahre zerstören, und Wissenschaftler waren an der Quelle seiner Wiederauffüllung interessiert. Messungen zeigten, dass in einer Höhe über 40 km die Atmosphäre auf Stickstoff mit kleinen Methanimprägnierungen basiert, dann beginnt die Methankonzentration zu steigen und erreicht in einer Höhe von 7 km ~ 5%. Dies war der erste indirekte Beweis für das Vorhandensein von Kryovulkanismus auf Titan. Auf der Oberfläche des Planeten fand GCMS auch Spuren komplexerer Kohlenwasserstoffe wie Ethan, Cyan und Benzol.

4) Der Apparat ging in die Atmosphäre und entdeckte das Vorhandensein von Argon-36 und 38 sowie von Krypton und Xenon in der Atmosphäre. Wissenschaftler haben vorgeschlagen, dass Stickstoff und Edelgase während seiner Bildung in die Atmosphäre von Titan gelangen. Das Verhältnis von Argon-36 / Stickstoff war jedoch millionenfach niedriger als das in der Atmosphäre der Sonne. Dies legt nahe, dass Stickstoff nicht in seiner reinen Form in die Atmosphäre von Titan gelangt ist, sondern in Form einiger stickstoffhaltiger Verbindungen.

5) In der Atmosphäre von Titan wurde eine Konzentration von 0,05% radioaktivem Argon-40 gefunden, was auch indirekt das Vorhandensein von Kryovulkanismus bewies (da seine Halbwertszeit 1,3 Millionen Jahre betrug und während der gesamten Existenz der Atmosphäre hätte zerfallen sollen).

6) Der braune Dunst von Titan, der seine Oberfläche verbarg, erwies sich als Aerosol aus Methan, Ethan und Cyanwasserstoff (eine sehr giftige Substanz). Trübung wurde in allen Höhen mit bemerkenswerten Konzentrationen in Höhen von 80, 30 und 21 km sowie Methanwolken in Höhen von 16 und 8 km festgestellt.

7) In Höhen von 130 bis 35 km und 25 bis 20 km wurden zwei Proben von atmosphärischen Aerosolen entnommen. Es wurde gefunden, dass ihre Hauptbestandteile Kohlenstoff und Stickstoff sind. Durch die anschließende Reproduktion der Eigenschaften von Aerosolen auf der Erde konnte festgestellt werden, dass ihre Basis für 80 km Cyanwasserstoff ist, in einer Höhe von 44 km Ethan und in einer Höhe von 8 km Methan.



Sonnenlicht und geladene Saturnpartikel führen zum Zerfall von Stickstoff- und Methanmolekülen, die sich aufgrund ihrer chemischen Aktivität an andere Moleküle in der Atmosphäre anlagern und so komplexere Strukturen bis hin zu polyaromatischen Kohlenwasserstoffen (die in der Atmosphäre und an der Oberfläche fixiert waren) bilden. Größere Moleküle haben eine höhere Dichte und konzentrieren sich allmählich in den unteren Schichten der Atmosphäre, wodurch sie zur Bildung noch größerer Moleküle beitragen.

8) Ursprünglich sollte das Gerät 700 Fotos empfangen, aber aufgrund von Designfehlern wurde nur die Hälfte davon empfangen: Bereits während der Tests während des Fluges wurde festgestellt, dass ein Softwarefehler dazu führen kann, dass Cassini die Übertragungsfrequenz verliert Huygens Signal, das sich während der Landung relativ zu ihm bewegen sollte. Es war bereits unmöglich, den Programmcode neu zu schreiben, daher wurde Huygens 'Landebahn so gezählt, dass sie sich während der Landung senkrecht zu Cassini bewegte (um die relativen Geschwindigkeiten der Geräte zu minimieren). Dazu musste Huygens einen Monat später als bisher geplant zurückgesetzt werden.

Aber bereits bei der Landung wurde ein weiteres Unglück entdeckt: Die Sonde hatte zwei Kommunikationssysteme, aber da die mit den Fotos verbundene Datenmenge ziemlich groß war, wurden sie gleichzeitig über beide Kanäle ohne Duplizierung übertragen. Aufgrund eines Softwarefehlers hat Cassini keinen der Kanäle angehört, wodurch die Hälfte der Fotos einfach verloren ging.

350 Fotos (darunter 3 Sondenkameras und mehrere Stereokameras) waren jedoch ausreichend: Auf ihnen wurden Kanäle von getrockneten Flüssen mit einer Tiefe von 100 m und sehr steilen Hängen gefunden, was auf schnelle Strömungen an diesen Orten hinweist. Der Landeplatz war ein mit Kieselsteinen übersätes Flussbett mit einem Durchmesser von 10-15 cm.



9) Wissenschaftler waren daran interessiert, ob auf Titan Gewitter auftreten und wie sie beschaffen sind. Daher wurden Ultra-Niederfrequenz-Funkgeräte auf dem Gerät installiert, um die Schumann-Resonanz zu registrieren. Obwohl vom Gerät kein einziger Blitz erfasst wurde, zeichneten die Sensoren ein Signal mit einer Frequenz von 36 Hz sowie eine ionosphärisch leitende Schicht auf, die sich in Höhen von 140 bis 40 km mit einem Peak im Bereich von 60 km erstreckt. Dies zeigte an, dass die untere reflektierende Schicht nicht mit der Oberfläche des Planeten zusammenfiel (wie auf der Erde), sondern sich in einer Tiefe von 55 bis 80 km unter seiner Oberfläche befand.



Ein Modell der Struktur des Titan von Dominic Fortres vom University College London , erstellt von ihm basierend auf den Daten von Huygens und Cassini. Das hier abgebildete Eis VI - obwohl es bei 81 ° C schmilzt, hat nichts mit Kurt Vonneguts Eis neun zu tun und stellt keine Bedrohung für uns dar, so dass die Lebensformen der Titanianer keine Angst haben können, selbst wenn sie dort sind).

10) Es stellte sich als ziemlich schwierig heraus, den Landeplatz der Sonde zu finden, da die Huygens-Seitenkamera zwar Oberflächendetails in einer Entfernung von bis zu 450 km aufzeichnen konnte, Cassinis Radar jedoch die Merkmale des Reliefs, die von Huygens-Kameras erfasst wurden, nicht vollständig erkannte. Es wurde festgestellt, dass dieser Effekt, der als „Geisterdünen“ bezeichnet wird, mit Oberflächenablagerungen von Kohlenwasserstoffen zusammenhängt, die keine Funksignale reflektieren. So schaut Cassini tatsächlich „durch“ sie und enthüllt nur Schichten von schmutzigem Eis, die sich unter der Oberfläche des Planeten befinden und ein weniger ausgeprägtes Relief haben.

Dies ermöglichte es den Wissenschaftlern festzustellen, dass der wahrscheinlichste Kandidat für Baumaterial für Titandünen Kohlenwasserstoff- und / oder Nitrilgranulate mit einem geringen Gehalt an Wassereis und charakteristischen Abmessungen von 0,1 bis 0,3 mm (nahe am Bodensand) sind, deren Bewegungsquelle , bei sehr langsamem Wind in der Nähe der Oberfläche - ist Salzbildung .

Das große Finale

Im Mai 2017 wurde das Schicksal des Geräts entschieden: Bis zum Ende der zweiten erweiterten Mission hatte es nur noch sehr wenig Treibstoff und 19 mögliche Optionen für den Abschluss der Mission wurden in Betracht gezogen, darunter eine Kollision mit Saturn, seinen Hauptringen oder Eissatelliten, die Umlaufbahn von der Saturn-Umlaufbahn zum heliozentrischen eine Umlaufbahn oder eine stabile Umlaufbahn um Titan / Phoebe (und sogar eine Variante einer Kollision mit Merkur). Infolgedessen wurde beschlossen, das Gerät in die Atmosphäre des Saturn zu schicken, um so die Satelliten des Saturn vor ihrer möglichen biologischen Verschmutzung zu schützen. Um diese Aufgabe zu erfüllen, führte der Apparat am 22. April ein Manöver in der Nähe von Titan durch, das ihn auf die 2000 Kilometer lange Lücke zwischen Saturn und seinem nächsten Ring umleitete.

Seitdem hat er 21 Kurven in einer Entfernung von nur 1600-4000 km von den samischen Wolken gemacht und nähert sich ständig der Saturnatmosphäre. Derzeit befindet er sich in der letzten 22. Kurve. Das Gerät macht seine letzten Bilder einige Stunden vor dem Eintritt in die Atmosphäre. Danach setzt es seine 4-Meter-Antenne in Richtung Erde ein und überträgt Daten über die Zusammensetzung der samischen Atmosphäre von seinen Spektrometern, bis es atmosphärischen Störungen entgegenwirken kann. Bald nachdem er den Kontakt zu ihm verloren hat, wird er zusammenbrechen und in den dichten Schichten der Saturnatmosphäre verbrennen - irgendwo dort, im Sternbild Ophiuchus , 1,4 Milliarden km von uns entfernt.

Referenzen:

Countdown bis zur Mission "Big Finale"
Interaktives 3D-Modell des Gerätes
Unverarbeitete Fotos des Geräts (395 328 Stück)
Top 10 Fotos, die das Gerät pro Jahr aufgenommen hat (für den Zeitraum 2011-2016)
Top 10 wissenschaftliche Entdeckungen nach Jahren (für den Zeitraum 2005-2016)