Cassini-Huygens - akhir dari 20 tahun penelitian



20 September, pukul 14.54 waktu Moskow (11:54 UTC), misi Cassini selama 20 tahun - “setengah” orbit dari stasiun antarplanet otomatis Cassini-Huygens (penyelidikan pendaratan misi Huygens selesai pada 14 Januari 2005, selesai tanpa satu bulan) jam setelah mendarat di Titan). Itu hanya misi ke-4 untuk Saturnus setelah Pioneer 11 dan dua Voyagers, dan satu-satunya di mana perangkat memasuki orbitnya. Misi selanjutnya ke sistem Saturnus harus dilakukan tidak lebih awal dari tahun 2029 .

Selama misinya, perangkat itu membuat 293 revolusi di sekitar Saturnus, di antaranya melakukan 162 lintasan di dekat satelitnya dan membuka 7 yang baru, mentransmisikan 453.048 foto data ilmiah 635 GB ke Bumi dan menjadi sumber bagi 3.948 publikasi ilmiah. Dia menemukan lautan di Enceladus, serta lautan, 3 lautan dan ratusan danau kecil di Titan. Sekitar 5 ribu orang dari 27 negara ikut serta dalam proyek ini, dan total biayanya adalah $ 3,9 miliar, di mana saham awal dibagikan sebagai: $ 2,6 miliar dari badan AS NASA, $ 500 juta dari ESA Eropa dan $ 160 juta dari ASI Italia.

Desain Cassini




Peralatan Cassini-Huygens dalam proses pengujian. Bagian oranye bundar di latar depan adalah Huygens mendarat di Titan, bagian putih adalah antena / radar Cassini 4 meter

Diagram perangkat pada sudut yang berbeda:



Probe, dinamai setelah Giovanno Cassini (yang menemukan satelit Saturnus ke-2 hingga ke-5), berukuran setinggi 6,8 m dan lebar 4 m dengan berat kering 2150 kg (itu adalah probe antar-planet terbesar ketiga setelah sepasang Soviet). "Phobos" ). Saturnus hanya mencapai 1,1% dari energi matahari yang tersedia bagi kita di orbit Bumi, sehingga probe memakan 3 RTG dengan ukuran sangat besar seperti perangkat itu sendiri - mereka memiliki 32,7 kg plutonium-238 (ini 3,6 kali lebih banyak daripada sebelumnya) kedua Voyagers pada awalnya, 6,8 kali lebih banyak dari Curiosity dan mungkin plutonium paling tersedia untuk NASA saat ini: 1 , 2 ). Perangkat ini memiliki 1630 komponen elektronik terpisah dan 22 ribu sambungan kawat dengan panjang kabel total 14 km, dan dikendalikan oleh komputer 1750A 16-bit duplikat (kendaraan peluncuran Titan IV terkontrol lainnya yang meluncurkan perangkat ke orbit). Peralatan ilmiah mencakup 12 instrumen yang dikelompokkan dalam tiga kelompok, yang dirancang untuk 27 penelitian ilmiah terpisah:

Sensor Rentang Optik:

1) Spektrometer inframerah komposit, termasuk kamera 3 rentang ( CIRS ); 2) kamera sudut lebar dan sudut sempit (diameter 33 cm) dari rentang yang terlihat dengan seperangkat beberapa filter untuk warna dan CCD yang berbeda dengan resolusi 1024x1024 piksel. ( ISS ); 3) spektrometer ultraviolet termasuk 4 teleskop ( UVIS ); 4) pemetaan spektrometer dari rentang inframerah dan tampak, membagi cahaya tampak menjadi 352 daerah spektral ( VIMS );

Sensor medan magnet dan partikel bermuatan:

5) spektrometer plasma ( CAPS ); 6) penganalisa partikel pengikat debu kosmik dari mikron ke nanometer ( CDA ); 7) spektrometer massa ion dan partikel netral ( INMS ); 8) magnetometer ditempatkan pada boom dielektrik 11 meter, yang dirancang untuk mengurangi pengaruh perangkat perangkat pada sensor ini ( MAG ); 9) alat visualisasi magnetosfer, yang terdiri dari tiga sensor ion dan partikel bermuatan yang terletak di pesawat yang berbeda ( MIMI ); 10) detektor gelombang radio dan plasma yang memiliki tiga penerima frekuensi berbeda ( RPWS );

Sensor gelombang radio:

11) radar berdiameter 4 meter yang dirancang untuk memetakan satelit Saturnus ( Radar ); 12) subsistem radio ilmiah yang terdiri dari penggunaan antena 4-meter utama untuk mengamati Saturnus, cincin dan satelitnya dengan izin gelombang radio ( RSS ). Saturnus memiliki penundaan sinyal 68-84 menit sekali jalan.

Catatan: Model 3D setiap alat dan skema posisi mereka pada perangkat tersedia melalui tautan.

Melalui duri ke Saturnus


Infografis misi dan luncurkan video

Catatan kecil tentang Pakman - mereka mendapatkan nama ini karena kesamaan gambar termal planet ini dengan karakter utama permainan Pac-Man .



Berat probe orbital dan pendaratan terlalu besar untuk langsung diluncurkan ke Saturnus (dengan 350 kg Huygens, berat total perangkat adalah 2,5 ton) - bahkan dengan mempertimbangkan fakta bahwa Titan IV tempat Cassini-Huygens terbang 40% lebih berguna memuat dari Titan IIIE di mana Voyagers terbang. Oleh karena itu, perangkat harus berkeliaran di Tata Surya untuk waktu yang lama, mendapatkan kecepatan dengan manuver gravitasi untuk bertemu dengan Saturnus: setelah dimulai pada 15 Oktober 1997, sekelompok 5,7 ton sekelompok dua kendaraan diisi dengan 2978 kg bahan bakar pergi untuk bertemu dengan Venus. Setelah melakukan 2 manuver gravitasi pada tanggal 26 April 1998 dan 24 Juni 1999 (di mana mereka terbang hanya 234 dan 600 km dari planet ini, masing-masing), pada 18 Agustus 1999 mereka kembali sebentar ke Bumi (terbang 1.171 km dari kami), setelah itu sudah pergi ke Jupiter.


Gambar bulan yang dibuat oleh kamera sudut sempit perangkat dalam ultraviolet dekat, dari jarak sekitar 377 ribu km dan kecepatan rana 80 μs.

Melewati sabuk asteroid, perangkat bertemu pada 23 Januari dengan asteroid Mazursky : sayangnya, jaraknya 1,6 juta km, dan asteroid itu sendiri hanya berukuran 15x20 km, sehingga foto itu kurang dari 10 kali 10 piksel. Pada 30 Desember 2000, Cassini-Huygens bertemu dengan Jupiter dan rekannya di Galileo , yang misinya sudah mendekati finale (ia menyelesaikan misinya hampir 14 tahun yang lalu dengan prestasi tanpa pamrih yang sama yang akan dilakukan Cassini). Manuver gravitasi keempat ini akhirnya memberi dua perangkat kecepatan yang cukup untuk bertemu Saturnus pada 1 Juli 2004, saat itu ia telah menempuh 3,4 miliar km.

Agar tidak membuang waktu, tim misi menggunakan antena radio perangkat untuk mengklarifikasi efek Shapiro (memperlambat penyebaran sinyal radio ketika bergerak di bidang gravitasi benda berat). Dimungkinkan untuk meningkatkan akurasi pengukuran dari hasil sebelumnya 1/1000 untuk Viking dan Voyagers menjadi 1/51000. Hasil yang dipublikasikan pada 10 Oktober 2003 sepenuhnya bertepatan dengan prediksi teori relativitas umum.


Grafik dengan jelas menunjukkan puncak pertemuan dengan planet (setelah itu kecepatan pesawat ruang angkasa meningkat), keturunan panjang dengan kekusutan kecil di dekat Jupiter (ketika pesawat ruang angkasa terbang menuju Saturnus, secara bertahap bertukar energi kinetik untuk potensi, keluar dari "sumur gravitasi" Matahari), dan serangkaian gelombang di akhir (ketika perangkat memasuki orbit Saturnus, dan mulai berputar di orbitnya).

Pertemuan yang ditunggu-tunggu dan misi utama


Pada tanggal 27 Mei 2004, Cassini untuk pertama kalinya sejak Desember 1998 menyalakan mesin utamanya untuk memberikan perangkat impuls 34,7 m / s, yang diperlukan untuk memperbaiki lintasan, yang menghabiskannya pada 11 Juni 2068 km dari Phoebe , satelit Saturnus yang sangat jauh, yang konon terbentuk di sabuk Kuiper dan kemudian ditangkap oleh tarikan gravitasi Saturnus. Karena radius besar orbit satelit (rata-rata sekitar 12,5 juta km), ini adalah satu-satunya pertemuan Cassini dengan satelit ini.

Pada 1 Juli, mesin utama perangkat dihidupkan lagi (sudah selama 96 menit) untuk menurunkan kecepatan 626 m / s untuk memasuki orbit Saturnus. Pada hari yang sama, Mephon ditemukan dan ditemukan kembali oleh Pallina , yang ditemukan dalam salah satu gambar Voyager 2, tetapi karena tidak ada dalam gambar lain, orbit benda langit tidak dapat didirikan dan selama 25 tahun ia menerima penunjukan S / 1981 S 14. Keesokan harinya, Cassini melakukan penerbangan pertama melewati Titan, pada 24 Oktober, satelit lain ( Polydevk ) ditemukan, dan pada 24 Desember probe pendaratan Huygens dijatuhkan.

Pada 14 Januari 2005, Cassini bertindak sebagai repeater untuk pendaratan pendaratan (yang akan dibahas di bawah), dan hari berikutnya, perangkat menjadi sedekat mungkin dengan Titan dan, menggunakan radar, menemukan kawah sepanjang 440 kilometer di permukaannya. Pada 6 Mei, satelit Daphnis ditemukan, yang hidup di tepi celah Keeler :



Di tepi celah 42 kilometer, gelombang ditemukan disebabkan oleh daya tarik Daphnis yang sangat lemah (yang beratnya hanya 77 miliar ton, yang menciptakan daya tarik 25-100 ribu kali lebih rendah dari bumi):

gambar

Ekuator Saturnus dan bidang cincinnya cenderung 27 ° relatif terhadap ekliptika, sehingga kita dapat mengamati kedua kutub Saturnus serta mengamati cincinnya dari sisi atas dan bawah. Tetapi karena mereka diamati pada sudut yang besar dan dari jarak yang sangat jauh (1,2-1,66 miliar km, tergantung pada posisi relatif Bumi dan Saturnus), tidak mungkin untuk melihat apa pun di sana, jadi katakanlah segi enam Saturnus hanya ditemukan terbang melewati Voyagers.



Foto Saturnus dalam warna-warna alami, terdiri dari 36 gambar Cassini yang diambil pada 19 Januari 2007 dengan tiga filter (merah, hijau dan biru). Kecepatan rana dari pemotretan didasarkan pada visibilitas area gelap cincin, sehingga permukaan Saturnus menjadi sangat terekspos.

Pada tahun 2005, ditemukan bahwa sekitar 250 kg uap air meninggalkannya melalui geyser Enceladus setiap detik dengan kecepatan hingga 600 m / s. Pada tahun 2006, para ilmuwan dapat menentukan apa sebenarnya mereka yang menjadi sumber bahan untuk kedua dari belakang dan terluas - cincin E.



22 Juli 2006, alat itu terbang di atas garis lintang utara Titan dan pada peta radar yang dibuat oleh perangkat itu untuk pertama kali ditemukan daerah gelap, yang mengindikasikan bahwa danau metana terletak di permukaan ini di permukaan. Selama 127 rentang satelit ini dibuat oleh perangkat, banyak bagian dari permukaannya dipelajari secara rinci, beberapa di antaranya menunjukkan perubahan dinamis. Di antara ini adalah Laut Ligeya, memiliki dimensi 420x350 km dan kedalaman rata-rata sekitar 50 m dengan maksimum lebih dari 200 m (kedalaman maksimum yang direkam oleh radar):



Penyebab paling mungkin dari pengukuran tersebut adalah gelombang, padatan di bawah atau di atas permukaan, atau gelembung dalam jumlah besar cairan (yang mempengaruhi reflektifitas permukaan).

Pada 30 Mei 2007, satelit Anfa 2 km ditemukan, dan pada 10 September, perangkat melewati hanya 1.600 km dari Iapetus , tetapi ketika gambar dipindahkan ke komputer perangkat, sebuah partikel sinar kosmik menabraknya, yang menyebabkannya beralih ke mode aman. Untungnya, tidak ada gambar yang hilang. Sesaat sebelum acara ini, sebuah ucapan selamat video datang dari Arthur Clark pada acara ini (menurut salah satu novelnya yang paling terkenal - “2001: Space Odyssey” - ada salah satu monolit di permukaan Iapetus).

Video selamat dan terjemahannya

Halo Ini Arthur Clark bergabung dengan Anda dari rumah saya di Kolombo , Sri Lanka.

Saya senang menjadi bagian dari acara ini dalam penerbangan Iapetus dengan pesawat ruang angkasa Cassini.

Saya mengirimkan salam kepada semua teman - dikenal dan tidak dikenal - yang telah berkumpul untuk acara penting ini.

Aku menyesal tidak bisa bersamamu karena aku terikat oleh kursi roda oleh polio dan tidak berencana meninggalkan Sri Lanka lagi.

Berkat World Wide Web, saya dapat mengikuti kemajuan misi Cassini-Huygens sejak diluncurkan beberapa tahun lalu. Seperti yang Anda tahu, saya memiliki lebih dari sekadar minat pada Saturnus.

Dan saya benar-benar takut pada awal 2005 ketika probe Huygens mentransmisikan rekaman suara dari permukaan Titan. Inilah yang saya jelaskan dalam novel Earth Empire tahun 1975 saya, di mana karakter saya mendengarkan angin yang berhembus di dataran gurun.

Mungkin itu adalah cicipan masa depan! 10 September, jika semuanya berjalan sesuai rencana, Cassini akan melihat Iapetus - salah satu satelit Saturnus yang paling menarik.

Setengah dari Iapetus adalah aspal yang gelap, sedangkan separuh lainnya seringan salju. Ketika Giovanni Cassini menemukan Iapetus pada 1671, ia hanya bisa melihat sisi baiknya. Kami melirik sekilas ketika Voyager 2 terbang melewatinya pada Agustus 1981 - tetapi itu hampir satu juta kilometer.

Di sisi lain, Cassini akan pergi sedikit lebih dari seribu kilometer dari Iapetus.

Ini adalah momen yang sangat menarik bagi para penggemar "2001: A Space Odyssey," karena monolit Saturnus, yang ditemukan oleh astronot tunggal David Bowman, menjadi pintu gerbang ke bintang-bintang.

Bab ke-35 dari novel berjudul "The Eye of Iapetus" berisi bagian berikut:
Penemuan itu mendekati Iapeta dengan sangat lambat sehingga hampir tidak ada gerakan dan tidak mungkin untuk memperhatikan saat ketika perubahan yang sulit terjadi terjadi dan tubuh kosmik tiba-tiba menjadi bentang alam sekitar delapan puluh kilometer di bawah kapal. Verniers yang andal memberikan impuls korektif terakhir dan terdiam selamanya. Kapal memasuki orbit terakhirnya: waktu penyelesaian adalah tiga jam, kecepatannya hanya seribu tiga ratus kilometer per jam. Kecepatan lebih dalam bidang gravitasi yang lemah ini tidak diperlukan. Discovery telah menjadi satelit dari satelit.
Lebih dari 40 tahun kemudian, saya tidak ingat mengapa saya menempatkan monolit Saturnus pada Iapetus. Pada saat dimulainya Zaman Antariksa, teleskop berbasis darat tidak dapat melihat detail benda angkasa ini. Tetapi saya selalu memiliki ketertarikan yang aneh dengan Saturnus dan keluarga teman-temannya. Ngomong-ngomong, "keluarga" ini tumbuh dengan kecepatan yang sangat mengesankan: ketika Cassini diluncurkan, kami hanya tahu sekitar 18 di antaranya. Saya mengerti bahwa ada 60 dari mereka sekarang, dan jumlah mereka terus meningkat. Saya tidak bisa menahan diri dari godaan untuk mengatakan:

Ya Tuhan, ada banyak satelit!

Namun, dalam film itu, Stanley Kubrick memutuskan untuk menempatkan semua aksi dalam sistem Jupiter, bukan Saturnus. Mengapa ada perubahan seperti itu? Nah, di satu sisi, itu membuat plot lebih mudah. Dan yang lebih penting, departemen efek khusus tidak dapat menghasilkan model Saturnus yang Stanley yakinkan.

Ini dilakukan dengan benar, karena kalau tidak film ini akan menjadi usang dengan penerbangan misi Voyagers, yang menyajikan cincin Saturnus dalam bentuk yang bahkan tidak ada yang bisa membayangkan.

Saya telah melihat banyak contoh Neptunus digambarkan dalam seni, jadi saya akan tetap menyilangkan jari ketika Cassini terbang melewati Iapetus.

Saya ingin mengucapkan terima kasih kepada semua orang yang terkait dengan misi dan seluruh proyek. Mungkin dia kurang memiliki pesona eksplorasi ruang angkasa berawak, tetapi proyek ilmiah sangat penting untuk pemahaman kita tentang tata surya. Dan siapa tahu - mungkin suatu hari nanti kelangsungan hidup kita di Bumi akan bergantung pada apa yang kita temukan di sana.

Ini adalah Arthur Clark, semoga penerbangan Anda sukses.

Peta Iapetus dengan resolusi 400 m per piksel (asli 5 MB):



Sekitar 40% dari permukaan satelit ini ditempati oleh daerah gelap dengan albedo 10 kali lebih kecil dari daerah terang. Sekarang sumber perbedaan yang begitu besar adalah efek dari pemisahan debu dan es, ketika es menguap dari area gelap dan mengendap dalam cahaya, dengan demikian area cahaya menjadi lebih terang, dan yang gelap menjadi lebih gelap. Alasan mengapa satelit lainnya berperilaku "normal" adalah karena mereka memiliki durasi hari yang lebih pendek, di mana permukaan tidak memiliki cukup waktu untuk pemanasan yang cukup.

Perpanjangan dan misi Cassini Equinox


Pada 1 Juli 2008, Cassini memperpanjang misi 27 bulan dimulai, termasuk 21 penerbangan tambahan Titan, 8 Tefii, 7 Enceladus, 6 Mimas dan satu penerbangan Dion, Rhea, dan Helena.

Pada 15 Agustus 2008, Egeon ditemukan, yang, meskipun dinamai monster dengan 100 lengan dan 50 kepala, hampir tidak berbahaya "kerikil" berdiameter 500 m (itu sangat kecil sehingga harus diatur dalam hal kecerahan , sehingga tepat kami tidak tahu bentuk satelit ini). Dan pada 9 Oktober, Cassini menyelesaikan manuvernya yang paling berbahaya - terbang hanya 25 km dari Enceladus (dan ini dengan kecepatan 17,7 km / s!). Tim misi mengambil langkah berisiko seperti itu demi analisis langsung komposisi uap air geysernya.

Selama 23 penerbangan Enceladus selama seluruh misi (di mana 10 di antaranya mendekati jarak kurang dari 100 km), ditemukan bahwa pH samudra bawah permukaan adalah 11-12 unit (yang tidak cocok untuk bentuk kehidupan darat), tetapi nitrogen (4 ± 1%), karbon dioksida (3,2 ± 0,6%), metana (1,6 ± 0,6%), serta jejak ammonia, asetilena, asam hidrokyanat dan propana ( yang menunjukkan pembentukan aktif bahan organik di bawah permukaan Enceladus). Sayangnya, peralatan tidak mengandung instrumen khusus untuk mendaftarkan organik kompleks (karena mereka bahkan tidak dapat menebak tentang menemukan peralatan seperti itu selama perencanaan misi), jadi jawaban untuk pertanyaan “apakah mungkin bagi kehidupan untuk hidup di bawah permukaan Enceladus?” Cassini pergi untuk pengikutnya.

Pada 26 Juli 2009, satelit Cassini terakhir yang ditemukan adalah S-2009 300 meter S / 2009 , yang terdeteksi karena bayangan 36 kilometer yang dilemparkan ke tepi jauh cincin B di mana orbitnya terletak:



Perpanjangan Kedua dan Misi Cassini Solstice


Pada bulan Februari 2010, sebuah keputusan dibuat tentang perpanjangan tambahan misi, yang sudah dimulai pada bulan September, dan seharusnya berlangsung hingga Mei 2017, ketika nasib akhir aparatur akan diputuskan. Itu termasuk 54 penerbangan Titan dan 11 penerbangan Enceladus.

Upaya Cassini dan timnya, yang berhasil mendapatkan alokasi tambahan sekitar $ 400 juta untuk 7 tahun ke depan misi (yang membawa biaya program menjadi hampir $ 4 miliar), tidak sia-sia: sudah pada bulan Desember 2010, selama penerbangan Enceladus, aparat menetapkan bahwa ia memiliki lautan di bawah Kutub Utara (Lebih lanjut ditetapkan bahwa lautan tidak terbatas hanya pada wilayah kutub). Pada tahun yang sama, bintik putih besar muncul di permukaan Saturnus lagi.- badai besar yang muncul di atmosfer Saturnus setiap 30 tahun (Cassini sangat beruntung dengan ini, dan dia berhasil mendaftarkan badai seperti itu dua kali - pada tahun 2006 dan 2010). Pada 25 Oktober 2012, perangkat mencatat pelepasan yang kuat di dalamnya, yang menaikkan suhu lapisan stratosfer atmosfer sebesar 83 ° C di atas normal. Dengan demikian, pusaran ini menjadi terpanas di antara badai di tata surya, bahkan melewati Bintik Merah Besar Yupiter.

"Hari Bumi Tersenyum" - sebuah proyek yang diselenggarakan pada 19 Juli 2013 oleh kepala tim visualisasi Cassini, di mana Cassini mengambil gambarseluruh sistem Saturnus, yang juga mencakup Bumi, Bulan, Venus dan Mars. Sebanyak 323 foto diambil, dimana 141 kemudian digunakan untuk membuat mosaik: Bumi ada di sudut kanan bawah, dan aslinya tanpa tanda tangan ada di sini (4,77 MB). Pada saat yang sama, NASA meluncurkan kampanye "Shake Saturnus" , di mana 1600 foto dikumpulkan, 12 November adalah sebuah mosaik yang muncul di sampul New York Times pada hari yang sama (dengan hati-hati, aslinya memiliki berat 25,6. MB): Dari 2012 hingga 2016, perangkat merekam perubahan warna segi enam Saturnus (foto dari 2013 dan 2017, aslinya 6 MB):













Huygens



Probe pendaratan, dinamai Christian Huygens (yang menemukan Titan pada tahun 1655, tempat pendaratan mendarat), adalah perangkat 318-kilogram dengan diameter 2,7 meter dengan 6 set instrumen:

1) pemancar frekuensi konstan yang dirancang untuk mengukur kecepatan angin oleh efek Doppler (Eksperimen Doppler Angin - DWE);
2) sensor sifat fisik atmosfer yang mengukur kerapatan, tekanan, dan hambatan listrik atmosfer, serta sensor akselerasi di sepanjang ketiga sumbu, yang memungkinkan, bersama dengan perangkat sebelumnya, untuk menetapkan kepadatan atmosfer (Huygens Atmospheric Structure Instrument - HASI);
3) kamera dari spektrum tampak dan inframerah, secara paralel dengan memperoleh gambar yang terlibat dalam mengukur spektrum dan iluminasi pada ketinggian saat ini dari peralatan (Descent Imager / Spectral Radiometer - DISR);
4) piroliser partikel aerosol yang melakukan pemanasan sampel yang diambil dari dua ketinggian berbeda, dan mengarahkannya ke perangkat berikutnya (Aerosol Collector dan Pyrolyser - ACP);
5) spektrometer massa-kromatografi gas yang mengukur komposisi dan konsentrasi masing-masing komponen atmosfer Titan, dan pada tahap terakhir - juga lapisan tanah atas yang diuapkan oleh pemanas (Gas Chromatograph Mass Spectrometer - GCMS);
6) seperangkat instrumen untuk mengukur sifat permukaan, yang meliputi sensor akustik yang mengukur kepadatan / suhu atmosfer pada 100 m terakhir menurut sifat-sifat suara yang dipantulkan oleh permukaan (Paket Surface-Science - SSP).



Huygens berpisah dari Cassini pada 24 Desember 2004, dan pada 14 Januari mencapai atmosfer Titan. Keturunan di atmosfer membutuhkan waktu 2 jam 27 menit, di mana perlindungan termal perangkat dan tiga parasutnya berlaku secara berurutan, dan setelah mendarat, ia mentransmisikan data dari permukaan selama 72 menit (sampai probe Cassini yang bertindak sebagai pengulang sinyal melampaui cakrawala).


Kerjasama Internasional Probe Huygens

Sepuluh Penemuan Top Huygens:

1) Selama pengukuran komposisi atmosfer dari ketinggian 1400 km ke permukaan, ditemukan bahwa lapisan atmosfer di atas 500 km lebih hangat dan lebih padat dari yang diharapkan, dan suhu rata-rata di sini adalah -100 ° C dengan tetesan 10-20 ° C, pada ketinggian 10-20 ° C. pada 250 km, suhu memuncak pada -87 ° C (sedikit di atas minimum di Bumi), dan kemudian jatuh ke -203 ° C pada ketinggian 44 km. Permukaannya sedikit lebih hangat (-180 ° C) pada tekanan 1,47 atmosfer.

2) Angin barat pada ketinggian 120 km mencapai 430 km / jam, pada ketinggian 60 km perangkat jatuh ke turbulensi yang kuat, setelah itu kecepatan angin mulai berkurang terus-menerus dari 108 km / jam 55 km, menjadi 36 km / jam di ketinggian 30 km dan 14 km / jam pada 20 km. Pada ketinggian 7 km, arah angin berubah dan kemudian hanya angin sepoi-sepoi 1-3,5 km / jam yang bekerja pada probe. Selama turun, kendaraan itu menghancurkan 165,8 km dari titik awal.

3) Sinar matahari seharusnya menghancurkan metana atmosfer selama puluhan juta tahun, dan para ilmuwan tertarik pada sumber pengisian ulangnya. Pengukuran menunjukkan bahwa, pada ketinggian di atas 40 km, atmosfer didasarkan pada nitrogen dengan impregnasi kecil metana, maka konsentrasi metana mulai naik dan mencapai ≈5% pada ketinggian 7 km. Ini adalah bukti tidak langsung pertama dari keberadaan cryovolcanism di Titan. Di permukaan planet ini, GCMS juga menemukan jejak hidrokarbon yang lebih kompleks, seperti etana, cyan dan benzena.

4) Turun di atmosfer, peralatan menemukan keberadaan argon-36 dan 38, serta kripton dan xenon di atmosfer. Para ilmuwan telah menyarankan bahwa nitrogen dan gas mulia memasuki atmosfer Titanium selama pembentukannya, namun, rasio argon-36 / nitrogen ternyata satu juta kali lebih sedikit daripada apa yang ada di atmosfer Matahari. Ini menunjukkan bahwa nitrogen tidak memasuki atmosfer Titanium dalam bentuknya yang murni, tetapi dalam bentuk beberapa senyawa yang mengandung nitrogen.

5) Di atmosfer Titan, konsentrasi 0,05% radioaktif argon-40 ditemukan, yang juga secara tidak langsung membuktikan keberadaan cryovolcanism (karena waktu paruh adalah 1,3 juta tahun, dan seharusnya membusuk selama seluruh keberadaan atmosfer).

6) Kabut coklat Titan yang menyembunyikan permukaannya ternyata merupakan aerosol metana, etana, dan hidrogen sianida (zat yang sangat beracun). Kabut asap terdeteksi di semua ketinggian, dengan konsentrasi penting pada ketinggian 80, 30 dan 21 km, serta awan metana pada ketinggian 16 dan 8 km.

7) Pada ketinggian 130-35 km dan 25-20 km, dua sampel aerosol atmosfer diambil. Ditemukan bahwa konstituen utamanya adalah karbon dan nitrogen. Reproduksi selanjutnya dari sifat-sifat aerosol di Bumi memungkinkan untuk menetapkan bahwa untuk 80 km dasar mereka adalah hidrogen sianida, pada ketinggian 44 km itu adalah etana, dan pada ketinggian 8 km itu didasarkan pada metana.



Sinar matahari dan partikel bermuatan Saturnus menyebabkan peluruhan molekul nitrogen dan metana, yang, karena aktivitas kimianya, melekat pada molekul lain di atmosfer, sehingga membentuk struktur yang lebih kompleks hingga hidrokarbon polyaromatik (yang dipasang di atmosfer dan di permukaan). Molekul yang lebih besar memiliki kepadatan yang lebih tinggi, dan secara bertahap berkonsentrasi di lapisan bawah atmosfer, sehingga berkontribusi pada pembentukan molekul yang lebih besar di sana.

8) Awalnya, perangkat seharusnya menerima 700 foto, tetapi karena kesalahan desain, hanya setengah dari mereka yang diterima: sudah selama tes selama penerbangan ditemukan bahwa kesalahan perangkat lunak dapat menyebabkan Cassini kehilangan frekuensi transmisi Sinyal Huygens, yang seharusnya bergerak relatif terhadapnya selama pendaratan. Sudah tidak mungkin untuk menulis ulang kode program, sehingga lintasan pendaratan Huygens dihitung sehingga selama pendaratan itu bergerak tegak lurus ke Cassini (untuk meminimalkan kecepatan relatif dari perangkat). Untuk melakukan ini, Huygens harus diatur ulang sebulan lebih lambat dari yang direncanakan sebelumnya.

Tapi sudah pada fakta pendaratan kemalangan lain terungkap: penyelidikan memiliki dua sistem komunikasi, tetapi karena jumlah data yang terkait dengan foto-foto itu cukup besar, mereka ditransmisikan secara bersamaan melalui kedua saluran, tanpa duplikasi. Karena kesalahan perangkat lunak, Cassini tidak mendengarkan salah satu saluran, karena itu setengah dari foto hilang begitu saja.

Namun, 350 foto (termasuk 3 kamera probe dan beberapa yang stereo) sudah cukup: saluran sungai kering sedalam 100 m dengan kemiringan yang sangat curam ditemukan di sana, menunjukkan aliran cepat yang mengamuk di tempat-tempat ini. Lokasi pendaratan adalah dasar sungai yang dipenuhi kerikil dengan diameter 10-15 cm.



9) Para ilmuwan tertarik pada apakah badai terjadi di Titan, dan apa sifat mereka. Oleh karena itu, radio frekuensi ultra-rendah dipasang pada perangkat untuk mendaftarkan resonansi Schumann . Meskipun tidak ada petir terdeteksi oleh perangkat, sensor mencatat sinyal pada frekuensi 36 Hz, serta lapisan konduktif ionosfer memanjang pada ketinggian 140 hingga 40 km dengan puncak di wilayah 60 km. Ini menunjukkan bahwa lapisan pemantulan yang lebih rendah tidak bertepatan dengan permukaan planet (seperti di Bumi), tetapi berada pada kedalaman 55-80 km di bawah permukaannya.



Sebuah model struktur Titan oleh Dominic Fortres dari University College London , dibuat olehnya berdasarkan data Huygens dan Cassini. Ice VI yang digambarkan di sini - meskipun meleleh pada suhu 81 ° C, tidak ada hubungannya dengan es Kurt Vonnegut sembilan , dan tidak menimbulkan ancaman bagi kita, sehingga bentuk kehidupan Titan tidak dapat takut, bahkan jika mereka ada di sana).

10) Menemukan lokasi pendaratan probe ternyata cukup sulit, karena meskipun kamera sisi Huygens dapat merekam detail permukaan pada jarak hingga 450 km, radar Cassini sama sekali tidak melihat fitur relief yang ditangkap oleh kamera Huygens. Efek ini, yang disebut "gumuk hantu", ditemukan terkait dengan endapan permukaan hidrokarbon yang tidak mencerminkan sinyal radio. Dengan demikian, Cassini benar-benar melihat "melalui" mereka, mengungkapkan hanya lapisan es kotor yang terletak di bawah permukaan planet ini, dan memiliki kelegaan yang kurang terasa.

Hal ini memungkinkan para ilmuwan untuk menetapkan bahwa kandidat yang paling mungkin untuk bahan bangunan untuk bukit pasir titanium adalah hidrokarbon dan / atau butiran nitril dengan kandungan kecil es air dan dimensi karakteristik 0,1-0,3 mm (dekat dengan pasir tanah), sumber pergerakan yang , dalam kondisi angin yang sangat lambat di dekat permukaan - adalah asin .

Grand Finale


Pada Mei 2017, nasib perangkat diputuskan: pada akhir misi kedua yang diperpanjang, bahan bakar yang tersisa sangat sedikit, dan 19 opsi yang mungkin untuk menyelesaikan misi dipertimbangkan, termasuk tabrakan dengan Saturnus, cincin utama atau satelit es, orbit dari orbit Saturnus ke heliosentris sebuah orbit atau orbit stabil di sekitar Titan / Phoebe (dan bahkan varian tabrakan dengan Merkurius). Akibatnya, diputuskan untuk mengirim perangkat ke atmosfer Saturnus, dengan demikian untuk melindungi satelit Saturnus dari kemungkinan polusi biologis. Untuk menyelesaikan tugas ini, peralatan melakukan manuver di dekat Titan pada 22 April, yang mengarahkannya ke jarak 2.000 kilometer antara Saturnus dan cincin terdekatnya.

Sejak itu, ia telah membuat 21 belokan pada jarak hanya 1.600-4.000 km dari awan-awan Libanon, terus-menerus mendekati atmosfer Saturnus, dan saat ini pada putaran ke-22 terakhir. Perangkat akan mengambil gambar terakhirnya beberapa jam sebelum memasuki atmosfer, setelah itu akan menyebarkan antena 4 meter ke Bumi, dan akan mengirimkan data pada komposisi atmosfer Saturia dari spektrometer-nya hingga dapat mengatasi gangguan atmosfer. Segera setelah kehilangan kontak dengan dia, itu akan runtuh dan terbakar di lapisan padat atmosfer Saturnus - di suatu tempat di sana, di rasi bintang Ophiuchus , 1,4 miliar km dari kami.


Referensi:


Countdown ke misi "Big Finale"
Model 3D interaktif perangkat
Foto perangkat yang belum diproses (395 328 buah)
10 foto teratas yang diambil oleh perangkat berdasarkan tahun (untuk periode 2011-2016)
10 penemuan ilmiah terbaik selama bertahun-tahun (untuk periode 2005-2016)

Source: https://habr.com/ru/post/id406469/


All Articles