01
А
Астрономия
02
Б
Биология
03
Г
Гуманитарные науки
04
М
Математика и CS
05
Мд
Медицина
06
Нз
Науки о Земле
07
С
Сельское хозяйство
08
Т
Технические науки
09
Ф
Физика
10
Х
Химия и науки о материалах
Астрономия
15 сентября
Великий финал великой миссии: что сделал Cassini за 20 лет

Обзор открытий знаменитого космического аппарата

Вход в атмосферу Сатурна
NASA/JPL

Через несколько часов одна из самых длительных, дорогих и успешных космических миссий в истории изучения космического пространства завершит свой путь, сгорев в атмосфере самой эффектной планеты-гиганта, Сатурна. Отработавший почти 20 лет аппарат Cassini передаст последние уникальные данные. Indicator.Ru рассказывает об истории и ключевых открытиях этого удивительного аппарата.

Название и разработка

Нужно сразу сказать, что называть миссию просто Cassini неверно. Правильное название совместного детища NASA, ESA и Итальянского космического агентства — Cassini–Huygens. Орбитальный аппарат, который разрабатывали в США, получил имя в честь Джованни Доменико Кассини, который открыл четыре спутника Сатурна (так называемые «звезды Людовика»: Япет, Рею, Тефию и Диону) и щель между кольцами — щель Кассини; спускаемый аппарат назвали Huygens, в честь Христиана Гюйгенса, который построил математическую модель колец Сатурна и объяснил фазы планеты. Итальянское же космическое агентство самостоятельно разрабатывало и строило антенну дальней космической связи, при помощи которой зонд связывается с Землей.

0a3d6a358d43a87ef705caa3d86594000a0b2a7a
Джованни Доменико Кассини
Wikimedia Commons

Это был один из первых опытов сотрудничества Европы и Америки в космосе и, пожалуй, самый дорогой. Общая стоимость миссии — 3,26 миллиарда долларов США, из которых 2,6 миллиарда потратило NASA, 500 миллионов — Европейское космическое агентство и 160 миллионов отдала Италия (для сравнения: стоимость первой (успешной) индийской миссии к Марсу составила всего 70 миллионов). Это был очень большой аппарат: стартовая масса комплекса составила 5712 килограммов. За всю историю беспилотного изучения планет Солнечной системы только три миссии были тяжелее, и все советские. «Фобос-1», «Фобос-2» и так и не покинувший окрестности Земли «Марс-96».

Faa886fb78e85cc9a45bf876e8234efed95c8063
Сборка аппарата в NASA
NASA/JPL

Идея создать тяжелый аппарат (так называемого класса «Флагман»; среди аппаратов этого уровня юпитерианский Galileo и марсианский Curiosity) возникла еще в 1980-х годах, после того как мимо Сатурна пролетели аппараты Voyager. В создании аппарата участвовало 27 стран. Новый тяжелый зонд со спускаемым аппаратом и большим запасом плутония для получения электричества (в районе Сатурна уже очень мало света, и запитывать приборы электричеством приходится при помощи РИТЭГа — радиоизотопного термоэлетрического генератора, в котором тепло от распада плутония напрямую превращается в электрическую энергию) отправился к Сатурну 15 октября 1997 года фантастически красивым ночным стартом.

49cd2f93daf9b05bb1b0d6ffb674c55ca6e27688
Запуск Cassini
NASA/JPL

Во время перелетов от планеты к планете прямой путь самый невыгодный: очень много приходится тратить горючего, поэтому космические аппараты всегда используют так называемые гравитационные маневры, разгоняясь в гравитационном поле других планет. Вот и Cassini сразу после старта отправился… к Венере. Да, иногда для экономии приходится лететь в противоположном направлении. Первые три гравитационных маневра аппарат совершил у второй и третьей планет Солнечной системы. 26 апреля 1998 года и 24 июня 1999 года зонд дважды пролетел мимо Венеры, а 18 августа 1999 года навестил и нашу Землю, параллельно протестировав свои фотокамеры и сделав роскошный портрет Луны.

Ba73b533e897643185e1bedd5aac952b49e8f025
Фотография Луны, сделанная во время третьего гравитационного маневра Cassini
NASA/JPL

Дальше на очереди был Юпитер. 30 декабря 2000 года аппарат прошел мимо самой большой планеты Солнечной системы, сделав большое количество снимков ее и ее спутников и получив немало научных данных, в том числе о циркуляции юпитерианской атмосферы.

Еще один интересный эксперимент был сделан уже на подлете к Сатурну. 10 октября 2003 года при помощи Cassini в очередной раз была проверена и подтверждена теория относительности Эйнштейна. В этот момент зонд находился по другую сторону от Солнца, и измерения подтвердили задержку и частотный сдвиг радиосигнала, вызванные гравитацией нашей звезды.

C42fd91d207020bbb84703f654a459dd0bc4ffd5
Ио и Юпитер
NASA/JPL

Новые спутники

За время своей работы Cassini, а точнее, земные астрономы на его фотографиях открыли семь новых спутников Сатурна. И первые из них были открыты еще на подлете. Новые луны получили название Паллена, Полидевк и Метона. Затем, уже во время работы на орбите вокруг Сатурна, были открыты Дафнис, Анфа, Эгеон и интереснейший спутник S/2009 S 1, который еще не получил своего имени. Это самый близкий к планете из известных спутников Сатурна, который вращается в окрестностях кольца В.

Dc50b003b13ce2252a3c86caa0b21a229eb65a3e
S/2009 S 1 по центру изображения
NASA/JPL

Титан

Еще до выхода на орбиту основного аппарата, 25 декабря 2004 года, спускаемый аппарат Huygens отсоединился от Cassini и начал свой медленный путь к Титану. Новый Год он «отпраздновал» в пути, а 14 января 2005 года спускаемый аппарат вошел в атмосферу самого загадочного спутника в Солнечной системе. Дело в том, что какое-то время Титан считался самым большим спутником планеты, даже больше Ганимеда, но потом оказалось, что его окутывает плотная атмосфера, и он по своим размерам чуть меньше. Тем не менее размер Титана больше Меркурия, и до 2005 года никто не знал, что скрывают его облака.

Ea3f5b3b6979c9fd90a3c739b6c4c6443f25f725
Зонд Huygens
NASA/JPL

Huygens спускался два с половиной часа и опустился на твердую поверхность. Так случилась первая и единственная мягкая посадка на объект внешней Солнечной системы. Сassini принимал сигналы со спускаемого аппарата 147 минут во время спуска и 72 минуты с поверхности. На Землю ушло 350 изображений ни на что непохожего мира.

Оказалось, что на Титане не только есть реки и озера, но и лежит окатанная углеводородная галька, метановые и азотные облака, мертвый штиль. И пока что нет признаков жизни.

Deebe80420d7b58d95afd196a7c57746771ab856
Поверхность Титана
NASA/JPL

Дальнейшее изучение Титана взял на себя Cassini. За 13 лет он совершил больше сотни пролетов крупнейшего спутника Сатурна и сделал огромное количество открытий. Самое интересное — это то, что в озерах Титана возникают и исчезают острова. Точный механизм этого явления еще предстоит узнать.

6fe3511fb7c0d7e224a6543e86300ad2bc071ca0
Исчезающие и возникающие острова. Радарные снимки Cassini
NASA/JPL

Сатурн

Огромное количество новых данных (и изображений) удалось получить с самой окольцованной планеты. Конечно, если говорить о самых эффектных открытиях, то, пожалуй, два главных открытия на самой планете — это полярные сияния (авроры) в атмосфере Сатурна и удивительный, ни на что не похожий шестиугольный вихрь на его северном полюсе с красным ураганом внутри.

Dbb53e9e5b31a65e6be168437d8a02d5b728a849
Изменения цвета шестиугольного вихря
NASA/JPL

Любопытно, что вскоре после открытия самого «гексагона», который сам по себе представляет загадку для теоретиков, он поставил еще одну загадку: с годами он меняет цвет.

D4648c567603357fd30974e44983d9bed245cc4a
Вихрь на северном полюсе Сатурна
NASA/JPL

Конечно же, большое количество исследований было посвящено кольцам Сатурна. Некоторые из них (например, дуга Анте или кольцо Паллене) были открыты самим Cassini.

04a93cac0a6c6130f760cd488218d115c38f8f36
Волны в кольце от спутника Дафнис
NASA/JPL

Кроме этого, множество тонких деталей, например, то, как за кольцами «следят» спутники-пастухи типа Дафниса, как на них «намораживается» ледяной пояс подобно открытому на Пане и Атласе, как материал для кольца Е поступает из гейзеров Энцелада, мы тоже увидели впервые.

Aa15278995a0aad37e472dc604052980295e872b
Ледяной пояс на Пане
NASA/JPL

Спутники

Кстати, об Энцеладе. Никто не предполагал, что этот не самый большой спутник станет одним их самых интересных объектов для изучения. Но теперь мы знаем, что под поверхностью Энцелада, как и под поверхностью спутников Юпитера Европы и Ганимеда, есть водный океан. Но здесь он непосредственно доступен для изучения: с южного полюса Энцелада бьют гейзеры. Cassini неоднократно пролетал сквозь них. Его данные будут использованы для создания приборов на новой миссии к Сатурну — Europa Clipper.

8439de65ecf8b7010949ab1b1695df82942b12e1
Дуга Анте
NASA/JPL

Вообще, количество новых данных о спутниках Сатурна просто зашкаливает. Почти каждый из них оказался с сюрпризом: и пористый Гиперион, и похожий на Звезду Смерти Мимас, и крошечная Пандора, и загадочная Феба, которую увидели вблизи только в 2004 году, и удивительный Япет с пересекающим его высоким валом… Каждому из этих спутников мы посвятим отдельный текст в ближайший месяц: дюжина лет работы Cassini достойна больше, чем одной статьи.

9b4680defd0090a367c2c30208fb2a8a2fe84f11
Экваториальный вал на Япете
NASA/JPL

А пока что — очень короткая инфографика об итогах миссии. 635 гигабайт данных, почти полмиллиона снимков. Количество научных статей по данным Cassini уже исчисляется сотнями. Новые статьи, как мы полагаем, будут выходить еще многие годы. Да и финал, который состоится через несколько часов, принесет нам новые неожиданные открытия.

8e5161b2f18b11182417ffbb8872a3489705239f
Итог миссии в цифрах
NASA

Подписывайтесь на Indicator.Ru в соцсетях: Facebook, ВКонтакте, Twitter, Telegram, Одноклассники.

Комментарии

Все комментарии
САМОЕ ЧИТАЕМОЕ
Обсуждаемое