Cassini-Huygens - o final de 20 anos de pesquisa



20 de setembro, às 14:54, horário de Moscou (11:54 UTC), a missão de 20 anos da Cassini - a "metade" orbital da estação interplanetária automática Cassini-Huygens (a sonda de pouso da missão Huygens, concluída em 14 de janeiro de 2005, é concluída sem um mês) hora após o pouso em Titã). Foi apenas a quarta missão para Saturno depois do Pioneer 11 e duas Voyagers, e a única na qual o dispositivo entrou em sua órbita. A próxima missão ao sistema de Saturno deve ocorrer antes de 2029 .

Durante sua missão, o dispositivo fez 293 revoluções em torno de Saturno, entre as quais realizou 162 passagens perto de seus satélites e abriu 7 novas, transmitiu 453.048 fotografias de 635 GB de dados científicos para a Terra e se tornou uma fonte de 3.948 publicações científicas. Ele descobriu o oceano em Encélado, assim como o oceano, três mares e centenas de pequenos lagos em Titã. Cerca de 5 mil pessoas de 27 países participaram desse projeto, e seu custo total foi de US $ 3,9 bilhões, no qual as ações iniciais foram distribuídas em: US $ 2,6 bilhões da agência americana NASA, US $ 500 milhões da ESA europeia e US $ 160 milhões da ASI italiano.

Cassini Design




Aparelho Cassini-Huygens no processo de teste. A parte laranja redonda em primeiro plano é a aterrissagem de Huygens no Titan, a parte branca é a antena / radar da Cassini de 4 metros

Diagrama do dispositivo em diferentes ângulos:



A sonda, batizada em homenagem a Giovanno Cassini (que descobriu o 2º ao 5º satélites de Saturno), tem 6,8 m de altura e 4 m de largura e 2150 kg de peso seco (foi a terceira maior sonda interplanetária depois de um par de soviéticos). "Phobos" ). Saturno atinge apenas 1,1% da energia solar disponível para nós na órbita da Terra, então a sonda se alimenta de 3 RTGs do mesmo tamanho enorme que o próprio dispositivo - eles têm 32,7 kg de plutônio-238 (isto é 3,6 vezes mais do que era ambos os Voyagers no início, 6,8 vezes mais que o Curiosity e provavelmente o mais plutônio disponível para a NASA no momento: 1 , 2 ). O dispositivo possui 1630 componentes eletrônicos separados e 22 mil conexões de fio com um comprimento total de cabo de 14 km, e é controlado por computadores 1750A de 16 bits duplicados (outro veículo de lançamento controlado Titan Titan que lançou o dispositivo em órbita). O equipamento científico inclui 12 instrumentos agrupados em três grupos, projetados para 27 pesquisas científicas separadas:

Sensores ópticos de alcance:

1) espectrômetro infravermelho composto, incluindo câmeras de 3 faixas ( CIRS ); 2) câmeras de grande angular e ângulo estreito (33 cm de diâmetro) da faixa visível com um conjunto de vários filtros para diferentes cores e CCDs com uma resolução de 1024x1024 pixels. ( ISS ); 3) um espectrômetro ultravioleta incluindo 4 telescópios ( UVIS ); 4) um espectrômetro de mapeamento da faixa visível e infravermelho, dividindo a luz visível em 352 regiões espectrais ( VIMS );

Sensores de campos magnéticos e partículas carregadas:

5) espectrômetro de plasma ( CAPS ); 6) um analisador de partículas de fixação de poeira cósmica de mícrons a nanômetros ( CDA ); 7) espectrômetro de massa de íons e partículas neutras ( INMS ); 8) um ​​magnetômetro colocado em uma lança dielétrica de 11 metros, projetado para reduzir a influência dos dispositivos do dispositivo nesse sensor ( MAG ); 9) uma ferramenta de visualização de magnetosfera, composta por três sensores de íons e partículas carregadas localizadas em diferentes planos ( MIMI ); 10) um detector de ondas de rádio e plasma com três receptores de diferentes frequências ( RPWS );

Sensores de ondas de rádio:

11) um radar de 4 metros de diâmetro projetado para mapear satélites de Saturno ( Radar ); 12) o subsistema científico de rádio que consiste no uso da antena principal de 4 metros para observação de Saturno, seus anéis e satélites pela liberação de ondas de rádio ( RSS ). Saturno tem um atraso de sinal de 68 a 84 minutos em um sentido.

Nota: Modelos 3D de cada ferramenta e esquemas de sua posição no dispositivo estão disponíveis nos links.

Através de espinhos para Saturno


Infografia de missão e vídeo de lançamento

Uma pequena nota sobre Pakman - eles receberam esse nome pela semelhança de imagens térmicas do planeta com o personagem principal do jogo Pac-Man .



O peso das sondas orbital e de pouso era muito grande para ser lançado diretamente para Saturno (com 350 kg de Huygens, o peso total do dispositivo era de 2,5 toneladas) - mesmo levando em conta o fato de que o Titan IV no qual a Cassini-Huygens voou era 40% mais útil carga que o Titan IIIE em que os Voyagers voaram. Portanto, os veículos tiveram que vagar pelo Sistema Solar por um longo tempo, ganhando velocidade através de manobras gravitacionais para se encontrar com Saturno: após o início em 15 de outubro de 1997, um grupo de 5,7 toneladas de dois veículos cheios com 2978 kg de combustível foi encontrar-se com Vênus. Tendo realizado duas manobras gravitacionais em 26 de abril de 1998 e 24 de junho de 1999 (nas quais voaram apenas 234 e 600 km do planeta, respectivamente), em 18 de agosto de 1999 retornaram brevemente à Terra (voando 1171 km de nós), após o que já foi para Júpiter.


Uma imagem da lua feita por uma câmera de ângulo estreito do dispositivo no ultravioleta próximo, a uma distância de cerca de 377 mil km e uma velocidade do obturador de 80 μs.

Passando pelo cinturão de asteróides, o dispositivo se encontrou em 23 de janeiro com o asteróide Mazursky : infelizmente, a distância era de 1,6 milhão de km e o próprio asteróide tinha apenas 15x20 km de tamanho, então a foto tinha menos de 10 por 10 pixels. Em 30 de dezembro de 2000, Cassini-Huygens se encontrou com Júpiter e seu colega Galileu , cuja missão já estava chegando ao final (ele completou sua missão há quase 14 anos com o mesmo feito desinteressado que Cassini está prestes a realizar). Essa quarta manobra gravitacional finalmente deu aos dois dispositivos velocidade suficiente para encontrar Saturno em 1º de julho de 2004, quando já havia percorrido 3,4 bilhões de quilômetros.

Para não perder tempo, a equipe da missão usou as antenas de rádio do dispositivo para esclarecer o efeito Shapiro (diminuindo a propagação de um sinal de rádio quando ele se move no campo gravitacional de um objeto pesado). Foi possível aumentar a precisão da medição dos resultados anteriores de 1/1000 para os Vikings e Voyagers para 1/51000. Os resultados publicados em 10 de outubro de 2003 coincidiram completamente com as previsões da teoria geral da relatividade.


O gráfico mostra claramente os picos de encontros com planetas (após os quais a velocidade da sonda aumenta), uma longa descida com uma pequena torção perto de Júpiter (quando a sonda voou em direção a Saturno, trocando gradualmente energia cinética por potencial, saindo do "poço gravitacional" do Sol) e uma série ondas no final (quando o dispositivo entrou na órbita de Saturno e começou a girar em sua órbita).

A tão esperada reunião e a principal missão


Em 27 de maio de 2004, Cassini, pela primeira vez desde dezembro de 1998, ligou o motor principal para dar ao dispositivo um impulso de 34,7 m / s, necessário para corrigir a trajetória, que o gastou em 11 de junho de 2068 km de Phoebe , um satélite muito distante de Saturno, que supostamente formado no cinturão de Kuiper e posteriormente capturado pela atração gravitacional de Saturno. Devido ao enorme raio da órbita do satélite (com média de 12,5 milhões de km), esse foi o único encontro da Cassini com esse satélite.

Em 1º de julho, o mecanismo principal do dispositivo foi ligado novamente (já por 96 minutos) para diminuir 626 m / s de velocidade para entrar na órbita de Saturno. No mesmo dia, Mephon foi descoberto e redescoberto por Pallina , que foi descoberta em uma das imagens da Voyager 2, mas como não estava nas outras imagens, a órbita do corpo celeste não pôde ser estabelecida e, por 25 anos, recebeu a designação S / 1981 S 14. No dia seguinte, a Cassini fez seu primeiro vôo após Titan, em 24 de outubro, outro satélite ( Polydevk ) foi descoberto e, em 24 de dezembro, a sonda de Huygens foi lançada.

Em 14 de janeiro de 2005, a Cassini atuou como repetidora da sonda de aterrissagem (que será discutida abaixo) e, no dia seguinte, o dispositivo ficou o mais próximo possível de Titan e, usando seu radar, encontrou uma cratera de 440 quilômetros em sua superfície. Em 6 de maio, o satélite Daphnis foi descoberto, que vive à beira do fosso de Keeler :



Nas margens do vão de 42 quilômetros, foram descobertas ondas causadas pela atração muito fraca de Daphnis (cujo peso é de apenas 77 bilhões de toneladas, o que cria uma atração de 25 a 100 mil vezes menor que a Terra):

imagem

O equador de Saturno e o plano de seus anéis estão inclinados 27 ° em relação à eclíptica, para que possamos observar os dois pólos de Saturno e seus anéis pelos lados superior e inferior. Mas como são observadas em um grande ângulo e a grandes distâncias (1,2-1,66 bilhões de km, dependendo da posição relativa da Terra e de Saturno), era simplesmente impossível ver qualquer coisa lá, então digamos que o hexágono de Saturno só foi descoberto passando por Voyagers.



Foto de Saturno em cores naturais, composta por 36 fotos da Cassini tiradas em 19 de janeiro de 2007 com três filtros (vermelho, verde e azul). A velocidade do obturador das fotos é baseada na visibilidade das áreas escuras dos anéis, de modo que a superfície de Saturno ficou muito superexposta.

Em 2005, verificou-se que cerca de 250 kg de vapor de água o deixam pelos gêiseres de Encélado a cada segundo a uma velocidade de até 600 m / s. Em 2006, os cientistas conseguiram estabelecer o que exatamente eles são a fonte de material para o penúltimo e mais amplo - o anel E.



Em 22 de julho de 2006, o dispositivo sobrevoou as latitudes norte de Titã e no mapa de radar feito pelo dispositivo pela primeira vez em que áreas escuras foram descobertas, indicando que lagos de metano estão localizados nessas superfícies na superfície. Durante os 127 trechos deste satélite feitos pelo dispositivo, muitas partes de sua superfície foram estudadas em detalhes, algumas das quais mostraram mudanças dinâmicas. Entre eles, o mar de Ligeya, com dimensões de 420x350 km e profundidade média de cerca de 50 m, com um máximo de mais de 200 m (a profundidade máxima registrada pelo radar):



A causa mais provável de tais medições são ondas, sólidos abaixo ou acima da superfície ou bolhas na maior parte do líquido (que afetam a refletividade da superfície).

Em 30 de maio de 2007, o satélite Anfa de 2 km foi descoberto e, em 10 de setembro, o dispositivo passou a apenas 1.600 km de Iapetus , mas quando as imagens foram transferidas para o computador do dispositivo, uma partícula de raios cósmicos o atingiu, o que o levou a entrar no modo de segurança. Felizmente, nenhuma imagem foi perdida. Pouco antes deste evento, Arthur Clark recebeu um parabéns em vídeo por este evento (de acordo com um de seus romances mais famosos - "2001: Odisseia no Espaço" - havia um dos monólitos na superfície de Iapetus).

Parabéns por vídeo e sua tradução

Olá Aqui é Arthur Clark, vindo de minha casa em Colombo , Sri Lanka.

Tenho o prazer de fazer parte deste evento no voo de Iapetus com a sonda Cassini.

Envio meus cumprimentos a todos os amigos - conhecidos e desconhecidos - que se reuniram para este importante evento.

Lamento não poder estar com você, pois estou com pólio em cadeira de rodas e não pretendo sair do Sri Lanka novamente.

Graças à World Wide Web, posso acompanhar o progresso da missão Cassini-Huygens desde seu lançamento, há vários anos. Como você sabe, eu tenho mais do que apenas um interesse em Saturno.

E fiquei realmente assustado no início de 2005, quando a sonda Huygens transmitiu gravações sonoras da superfície de Titã. Foi exatamente isso que descrevi em meu romance Earth Empire, de 1975, onde meu personagem ouve os ventos soprando sobre as planícies do deserto.

Talvez tenha sido uma antecipação do futuro! Em 10 de setembro, se tudo correr conforme o planejado, a Cassini analisará Iapetus com mais atenção - um dos satélites mais interessantes de Saturno.

Metade de Iapetus é asfalto escuro, enquanto a outra metade é leve como neve. Quando Giovanni Cassini descobriu Jápeto em 1671, ele só pôde ver o lado positivo. Demos a nossa melhor olhada quando a Voyager 2 passou por ele em agosto de 1981 - mas isso foi quase um milhão de quilômetros.

Por outro lado, a Cassini está prestes a percorrer um pouco mais de mil quilômetros de Jápeto.

Este é um momento particularmente emocionante para os fãs de "2001: Uma Odisséia no Espaço", porque o monólito de Saturno, descoberto pelo astronauta David Bowman, tornou-se a porta de entrada para as estrelas.

O capítulo 35 do romance intitulado "The Eye of Iapetus" contém a seguinte passagem:
O Discovery estava se aproximando de Iapeta tão lentamente que quase não havia movimento e era impossível notar o momento em que uma mudança ilusória ocorreu e o corpo cósmico de repente se tornou uma paisagem a uns oitenta quilômetros sob o navio. Os verniers confiáveis ​​deram os últimos impulsos corretivos e ficaram em silêncio para sempre. O navio entrou em sua última órbita: o tempo de resposta é de três horas, a velocidade é de apenas mil e trezentos quilômetros por hora. Não era necessária mais velocidade neste campo gravitacional fraco. A descoberta se tornou um satélite do satélite.
Mais de 40 anos depois, não me lembro por que coloquei o monólito de Saturno em Iapetus. Na época do início da Era Espacial, os telescópios terrestres não conseguiam distinguir os detalhes desse corpo celeste. Mas sempre tive um estranho fascínio por Saturno e a família de seus companheiros. A propósito, essa "família" cresceu em um ritmo muito impressionante: quando o Cassini foi lançado, conhecíamos apenas 18 deles. Entendo que agora existem 60 deles e seu número continua aumentando. Não resisto à tentação de dizer:

Meu Deus, existem muitos satélites!

No entanto, no filme, Stanley Kubrick decidiu colocar toda a ação no sistema de Júpiter, não em Saturno. Por que essa mudança? Bem, por um lado, tornou o enredo mais direto. E, mais importante, o departamento de efeitos especiais não conseguiu produzir um modelo de Saturno que Stanley achasse convincente.

Isso foi feito corretamente, porque, caso contrário, o filme se tornaria obsoleto com o vôo da missão Voyagers, que apresentou os anéis de Saturno de uma forma que ninguém poderia imaginar.

Eu já vi muitos exemplos de Netuno sendo retratados na arte, então vou manter meus dedos cruzados enquanto Cassini passa por Iapetus.

Quero agradecer a todos os associados à missão e a todo o projeto. Talvez ele não tenha o glamour da exploração espacial tripulada, mas um projeto científico é extremamente importante para nossa compreensão do sistema solar. E quem sabe - talvez um dia nossa sobrevivência na Terra acabe dependendo do que encontramos lá.

Este é Arthur Clark, desejo-lhe um vôo bem-sucedido.

Mapa de Iapetus com uma resolução de 400 m por pixel (original 5 MB):



Cerca de 40% da superfície deste satélite é ocupada por áreas escuras com um albedo 10 vezes menor que as áreas claras. Agora, a fonte de uma diferença tão grande é o efeito da separação de poeira e gelo, quando o gelo evapora das áreas escuras e precipita na luz; assim, as áreas claras se tornam ainda mais brilhantes e as escuras se tornam mais escuras. A razão pela qual o restante dos satélites se comporta "normalmente" é que eles têm uma duração mais curta do dia, durante a qual a superfície não tem tempo suficiente para aquecer o suficiente.

Missão de extensão e Cassini Equinox


Em 1º de julho de 2008, a missão de 27 meses estendida da Cassini começou, incluindo 21 vôos adicionais de Titan, 8 Tefii, 7 Enceladus, 6 Mimas e um voo de Dion, Rhea e Helena.

Em 15 de agosto de 2008, Egeon foi descoberto, que, apesar de ter o nome de um monstro com 100 braços e 50 cabeças, era quase inofensivo "seixo" de 500 m de diâmetro (era tão pequeno que precisava ser definido em termos de brilho , portanto, o exato não sabemos a forma deste satélite). E em 9 de outubro, Cassini concluiu sua manobra mais perigosa - voando a apenas 25 km de Encélado (e a uma velocidade de 17,7 km / s!). A equipe da missão deu um passo tão arriscado para uma análise direta da composição do vapor de água de seus gêiseres.

Durante seus 23 vôos de Encélado durante toda a missão (em 10 dos quais o aparelho se aproximou de uma distância inferior a 100 km), verificou-se que o pH do oceano subterrâneo é de 11 a 12 unidades (o que é inadequado para formas de vida terrestres), mas azoto (4 ± 1%), dióxido de carbono (3,2 ± 0,6%), metano (1,6 ± 0,6%), bem como vestígios de amoníaco, acetileno, ácido cianídrico e propano ( que indica a formação ativa de substâncias orgânicas sob a superfície de Encélado). Infelizmente, o aparato não contém instrumentos especiais para registrar produtos orgânicos complexos (já que eles nem imaginavam encontrar esse aparato durante o planejamento da missão), então a resposta para a pergunta "é possível que a vida exista sob a superfície de Encélado?" Cassini partiu para seus seguidores.

Em 26 de julho de 2009, o último dos satélites Cassini descobertos foi o S / 2009 S 1 de 300 metros, detectado devido à sombra de 36 quilômetros lançada na extremidade do anel B ao longo da qual sua órbita se encontra:



Segunda missão de extensão e missão do solstício de Cassini


Em fevereiro de 2010, foi tomada uma decisão sobre uma extensão adicional da missão, que começou já em setembro e deveria durar até maio de 2017, quando o destino final do aparato deveria ser decidido. Incluiu outros 54 vôos de Titã e 11 vôos de Encélado.

Os esforços de Cassini e sua equipe, que conseguiram garantir uma alocação adicional de cerca de US $ 400 milhões para os próximos 7 anos da missão (que elevaram o custo do programa para quase US $ 4 bilhões), não foram em vão: já em dezembro de 2010, durante o voo de Enceladus, o aparelho estabeleceu que havia um oceano sob o Polo Norte (foi estabelecido ainda que o oceano não se limita apenas à região polar). No mesmo ano, uma grande mancha branca apareceu na superfície de Saturno novamente.- uma enorme tempestade que aparece na atmosfera de Saturno a cada 30 anos (Cassini teve muita sorte com isso, e ele conseguiu registrar essas tempestades duas vezes - em 2006 e 2010). Em 25 de outubro de 2012, o dispositivo registrou uma descarga poderosa dentro dele, que elevou a temperatura das camadas estratosféricas da atmosfera em 83 ° C acima do normal. Assim, esse vórtice se tornou o mais quente entre as tempestades no sistema solar, ultrapassando até a Grande Mancha Vermelha de Júpiter.

“O dia em que a terra sorriu” - um projeto organizado em 19 de julho de 2013 pelo chefe da equipe de visualização da Cassini, durante o qual a Cassini tirou uma fototodo o sistema de Saturno, que também incluía a Terra, a Lua, Vênus e Marte. Foram tiradas 323 fotografias, das quais 141 foram usadas mais tarde para fazer o mosaico: a Terra está no canto inferior direito e o original sem assinaturas está aqui (4,77 MB). Ao mesmo tempo, a NASA lançou a campanha “Shake Saturn” , durante a qual foram coletadas 1600 fotografias, das quais 12 de novembro era um mosaico que apareceu na capa do New York Times no mesmo dia (com cuidado, o original pesa 25,6 MB): de 2012 a 2016, o dispositivo registrou alterações de cor do hexágono de Saturno (foto de 2013 e 2017, o original é de 6 MB):













Huygens



A sonda de aterrissagem, batizada com o nome de Christian Huygens (que descobriu Titan em 1655, no qual a sonda pousou), é um dispositivo de 318 kg com 2,7 metros de diâmetro e 6 conjuntos de instrumentos:

1) um transmissor de frequência constante projetado para medir a velocidade do vento pelo efeito Doppler (Doppler Wind Experiment - DWE);
2) sensores das propriedades físicas atmosféricas que medem a densidade, pressão e resistência elétrica da atmosfera, bem como sensores de aceleração nos três eixos, que, juntamente com o dispositivo anterior, permitem definir a densidade atmosférica (Huygens Atmospheric Structure Instrument - HASI);
3) câmeras dos espectros visível e infravermelho, paralelamente à obtenção de imagens envolvidas na medição do espectro e da iluminação na altura atual do aparelho (Descent Imager / Radiometer Espectral - DISR);
4) um pirolisador de partículas de aerossol que realiza o aquecimento de amostras colhidas de duas alturas diferentes e as redireciona para o próximo dispositivo (Aerosol Collector and Pyrolyser - ACP);
5) um espectrômetro de massas para cromatografia em fase gasosa, medindo a composição e concentração dos componentes individuais da atmosfera de titânio e, na última etapa - também o solo superficial evaporado pelo aquecedor (espectrômetro de massa por cromatografia em fase gasosa - GCMS);
6) um conjunto de instrumentos para medir as propriedades da superfície, que inclui um sensor acústico que mede a densidade / temperatura da atmosfera nos últimos 100 m de descida de acordo com as propriedades do som refletido pela superfície (Surface-Science Package - SSP).



Huygens se separou da Cassini em 24 de dezembro de 2004 e em 14 de janeiro atingiu a atmosfera de Titã. A descida na atmosfera levou 2 horas e 27 minutos, durante os quais a proteção térmica do dispositivo e seus três pára-quedas entraram em vigor sequencialmente e, após o pouso, transmitiu dados da superfície por mais 72 minutos (até que a sonda Cassini atuando como repetidora de sinal fosse além do horizonte).


Cooperação internacional da sonda Huygens

As dez principais descobertas de Huygens:

1) Durante medições da composição da atmosfera de uma altitude de 1400 km até a superfície, verificou-se que as camadas da atmosfera acima de 500 km eram mais quentes e mais densas do que o esperado, e a temperatura média aqui era de -100 ° C com quedas de 10-20 ° C, a uma altura a 250 km, a temperatura atingiu um pico de -87 ° C (ligeiramente acima do mínimo na Terra) e depois caiu para -203 ° C a uma altitude de 44 km. A superfície estava ligeiramente mais quente (-180 ° C) a uma pressão de 1,47 atmosferas.

2) Os ventos ocidentais, a uma altitude de 120 km, atingiram 430 km / h, a uma altitude de 60 km, o dispositivo entrou em forte turbulência, após o que a velocidade do vento começou a diminuir constantemente de 108 km / h por 55 km para 36 km / h a uma altitude de 30 km e 14 km / h a 20 km. A uma altitude de 7 km, a direção do vento mudou e, em seguida, apenas uma brisa leve de 1-3,5 km / h atuou na sonda. Durante a descida, o veículo demoliu 165,8 km do ponto inicial.

3) A luz solar deveria destruir o metano atmosférico por dezenas de milhões de anos, e os cientistas estavam interessados ​​na fonte de seu reabastecimento. As medições mostraram que, a uma altitude acima de 40 km, a atmosfera é baseada em nitrogênio com pequenas impregnações de metano, então a concentração de metano começa a aumentar e atinge ± 5% a uma altitude de 7 km. Esta foi a primeira evidência indireta da presença de crio-vulcanismo em Titã. Na superfície do planeta, o GCMS também encontrou traços de hidrocarbonetos mais complexos, como etano, ciano e benzeno.

4) Descendo na atmosfera, o aparelho descobriu a presença de argônio-36 e 38, além de criptônio e xenônio na atmosfera. Os cientistas sugeriram que nitrogênio e gases nobres entrem na atmosfera de titânio durante sua formação; no entanto, a proporção argônio-36 / nitrogênio acabou sendo um milhão de vezes menor do que a atmosfera do sol. Isso sugere que o nitrogênio não entrou na atmosfera do titânio em sua forma pura, mas na forma de alguns compostos que contêm nitrogênio.

5) Na atmosfera de Titã, foi encontrada uma concentração de 0,05% de argônio-40 radioativo, o que também indiretamente provou a presença de crio-vulcanismo (já que sua meia-vida era de 1,3 milhão de anos e deveria ter decaído durante toda a existência da atmosfera).

6) A névoa marrom de Titã escondendo sua superfície acabou sendo um aerossol de metano, etano e cianeto de hidrogênio (uma substância muito tóxica). O nevoeiro foi detectado em todas as alturas, com concentrações notáveis ​​nas alturas de 80, 30 e 21 km, bem como nuvens de metano nas alturas de 16 e 8 km.

7) Em alturas de 130 a 35 km e 25 a 20 km, foram coletadas duas amostras de aerossóis atmosféricos. Verificou-se que seus principais constituintes são carbono e nitrogênio. A reprodução subseqüente das propriedades dos aerossóis na Terra tornou possível estabelecer que por 80 km sua base é cianeto de hidrogênio, a 44 km de altitude são etano e a 8 km de altitude é baseada em metano.



A luz solar e as partículas carregadas de Saturno levam ao decaimento das moléculas de nitrogênio e metano, que, devido à sua atividade química, se ligam a outras moléculas na atmosfera, formando estruturas mais complexas até hidrocarbonetos poliaromáticos (fixados na atmosfera e na superfície). Moléculas maiores têm uma densidade mais alta e concentram-se gradualmente nas camadas inferiores da atmosfera, contribuindo assim para a formação de moléculas ainda maiores.

8) Inicialmente, o dispositivo deveria ter recebido 700 fotos, mas devido a erros de design, apenas metade delas foi recebida: já durante os testes durante o voo, foi constatado que um erro de software poderia levar a Cassini a perder a frequência de transmissão Sinal Huygens, que deveria se mover em relação a ele durante o pouso. Já era impossível reescrever o código do programa, então a trajetória de pouso de Huygens era contada para que durante o pouso se movesse perpendicularmente à Cassini (para minimizar as velocidades relativas dos dispositivos). Para fazer isso, Huygens teve que ser redefinido um mês depois do planejado anteriormente.

Mas já no momento do pouso, outro infortúnio foi descoberto: a sonda tinha dois sistemas de comunicação, mas como a quantidade de dados associados às fotografias era bastante grande, eles foram transmitidos simultaneamente pelos dois canais, sem duplicação. Devido a um erro de software, a Cassini não ouviu um dos canais, pelo qual metade das fotos foram simplesmente perdidas.

No entanto, 350 fotografias (incluindo três câmeras de sonda e várias estéreo) foram suficientes: foram encontrados neles canais de rios secos de 100 m de profundidade e com declives muito acentuados, indicando fluxos rápidos que assolam esses lugares. O local da aterrissagem era um leito de rio coberto de seixos com um diâmetro de 10 a 15 cm.



9) Os cientistas estavam interessados ​​em saber se as tempestades ocorrem em Titã e qual é a sua natureza. Portanto, rádios de frequência ultra baixa foram instalados no dispositivo para registrar a ressonância Schumann . Embora nem um único raio tenha sido detectado pelo dispositivo, os sensores registraram um sinal na frequência de 36 Hz, bem como uma camada condutora ionosférica que se estende a altitudes de 140 a 40 km, com um pico na região de 60 km. Isso indicou que a camada refletora inferior não coincidia com a superfície do planeta (como na Terra), mas estava a uma profundidade de 55-80 km abaixo de sua superfície.



Um modelo da estrutura do Titã por Dominic Fortres, da University College London , feito por ele com base nos dados de Huygens e Cassini. O gelo VI retratado aqui - embora derreta a 81 ° C, não tem nada a ver com o gelo nove de Kurt Vonnegut e não representa uma ameaça para nós, para que as formas de vida do Titanic não tenham medo, mesmo que estejam lá).

10) Achar o local de pouso da sonda acabou sendo bastante difícil, pois, embora a câmera de visão lateral da Huygens pudesse gravar detalhes da superfície a uma distância de até 450 km, os radares da Cassini não viam completamente as características do relevo capturado pelas câmeras da Huygens. Este efeito, chamado “dunas fantasmas”, foi encontrado como associado a depósitos superficiais de hidrocarbonetos que não refletem sinais de rádio. Assim, a Cassini realmente olha através deles, revelando apenas camadas de gelo sujo localizadas abaixo da superfície do planeta e tendo um alívio menos pronunciado.

Isso permitiu aos cientistas estabelecer que o candidato mais provável para o material de construção das dunas de titânio são os grânulos de hidrocarbonetos e / ou nitrila com um pequeno conteúdo de gelo na água e dimensões características de 0,1-0,3 mm (tamanho aproximado da areia do solo), cuja fonte de movimento , em condições de vento muito lento perto da superfície - é salgada .

O Grande Final


Em maio de 2017, o destino do dispositivo foi decidido: até o final da segunda missão estendida, havia muito pouco combustível e foram consideradas 19 opções possíveis para concluir a missão, incluindo uma colisão com Saturno, seus principais anéis ou satélites de gelo, orbitando da órbita de Saturno para o heliocêntrico uma órbita ou uma órbita estável em torno de Titã / Phoebe (e até uma variante de uma colisão com Mercúrio). Como resultado, decidiu-se enviar o dispositivo para a atmosfera de Saturno, a fim de proteger os satélites de Saturno de sua possível poluição biológica. Para realizar essa tarefa, o aparelho realizou uma manobra perto de Titã em 22 de abril, que o redirecionou para o espaço de 2.000 quilômetros entre Saturno e seu anel mais próximo.

Desde então, ele fez 21 curvas a uma distância de apenas 1600-4000 km das nuvens satânicas, aproximando-se constantemente da atmosfera de Saturno, e atualmente está na última 22ª curva. O dispositivo tirará suas últimas fotos algumas horas antes de entrar na atmosfera, após o que implantará sua antena de 4 metros em direção à Terra e transmitirá dados sobre a composição da atmosfera satânica de seus espectrômetros até que possa combater distúrbios atmosféricos. Logo após perder o contato com ele, ele entrará em colapso e queimará nas densas camadas da atmosfera de Saturno - em algum lugar lá, na constelação de Ophiuchus , a 1,4 bilhões de quilômetros de nós.


Referências:


Contagem regressiva para a missão "Big Finale"
Modelo 3D interativo do dispositivo
Fotografias não processadas do dispositivo (395 328 peças)
As 10 melhores fotos tiradas pelo dispositivo por ano (para o período 2011-2016)
As 10 principais descobertas científicas por ano (para o período 2005-2016)

Source: https://habr.com/ru/post/pt406469/


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