Cassini-Huygens

Cassini-Huygens
Zákazník NASA / ESA / IKA
Operátor NASA , Evropská vesmírná agentura a Italská vesmírná agentura
Úkoly studium Saturnu a jeho satelitů, přistání na Titanu
rozpětí Venuše , Jupiter , Saturn ,
měsíce Saturnu
panel Mys Canaveral
nosná raketa Titan IV -B Centauri
zahájení 15. října 1997 08:43:00 UTC
Vstup na oběžnou dráhu 1. července 2004
Délka letu 19 let 335 dní
Deorbit 15. září 2017
ID COSPAR 1997-061A
SCN 25008
Specifikace
Hmotnost celkem: 5600 kg
stanice: 2150 kg
sonda: 350 kg
Rozměry výška: 6,7 m, šířka: 4 m
Napájení ~880 wattů (1997) [1]
~670 wattů (2010) [1]
Zásoby energie 3 plutoniové termoelektrické generátory
stěhovák R-4D
Orbitální prvky
Přistání na nebeském tělese 14. ledna 2005
saturn.jpl.nasa.gov
 Mediální soubory na Wikimedia Commons

Cassini-Huygens [2] ( anglicky  Cassini-Huygens ) je automatická meziplanetární stanice (AMS), vytvořená společně NASA , Evropskou kosmickou agenturou a Italskou kosmickou agenturou za účelem studia planety Saturn , jejích prstenců a satelitů . Komplex se skládal z orbitální stanice Cassini a sestupového vozidla s automatickou stanicí Huygens , určené k přistání na Titanu .

Cassini-Huygens byla spuštěna 15. října 1997 . 1. července 2004 po zabrždění vstoupil na oběžnou dráhu satelitu Saturn. Dne 25. prosince téhož roku se sestupové vozidlo oddělilo od orbitální stanice a 14. ledna 2005 vstoupilo do atmosféry Titanu a zajistilo tak měkké přistání automatické stanice na jeho povrchu. Mise byla původně naplánována do roku 2008 , ale následně byla prodloužena až do léta 2010 [3] . 3. února 2010 bylo oznámeno další prodloužení programu do roku 2017 [4] .

4. dubna 2017 Jet Propulsion Laboratory oznámila blížící se dokončení mise Cassini dne 15. září 2017. Závěrečná fáze programu začala 26. dubna. Sonda provedla několik korekcí své oběžné dráhy kolem Saturnu a do jeho atmosféry vstoupila 15. září 2017 [5] .

Orbitální stanice Cassini je první umělou družicí Saturnu. Huygens je první kosmická loď, která provedla měkké přistání ve vnější sluneční soustavě .

V důsledku projektu bylo na Zemi přeneseno 635 GB dat, 453 048 snímků, dokončeno 162 průletů kolem měsíců Saturnu a publikováno 3948 vědeckých publikací [6] .

Úkoly

Hlavní cíle mise byly:

  1. Určení struktury a chování Saturnových prstenců ;
  2. Stanovení geologické stavby a historie povrchu družic;
  3. Určení povahy a původu tmavého materiálu v jedné z hemisfér Iapetu ;
  4. Studium struktury a chování magnetosféry ;
  5. Studium chování atmosféry Saturnu a struktury oblačnosti;
  6. Průzkum mraků a mlhy v atmosféře Titanu ;
  7. Určení povahy povrchu Titanu.

Historie vytvoření

Kosmická sonda byla výsledkem spolupráce tří organizací; Do procesu tvorby aparátu se zapojilo 17 států. Stanici Cassini postavila NASA . Sonda Huygens byla vytvořena Evropskou kosmickou agenturou . Italská kosmická agentura zkonstruovala anténu dlouhého dosahu a radarový výškoměr (RADAR).

Celkové náklady mise přesahují 3,26 miliardy USD , což zahrnuje 1,4 miliardy USD na předběžné spuštění, 704 milionů USD na údržbu, 54 milionů USD na komunikaci s vozidlem a 422 milionů USD na nosnou raketu Titan-401B/Centaurus . Americká vláda přispěla 2,6 miliardami dolarů, Evropská kosmická agentura 500 miliony dolarů a Italská kosmická agentura 160 miliony dolarů.

Výstavba komplexu

Stanice Cassini se spolu se sondou Huygens stala největším fungujícím meziplanetárním komplexem a zároveň nejtěžším meziplanetárním vozidlem, které kdy úspěšně opustilo oběžnou dráhu Země. Orbiter bez sondy měl hmotnost 2150 kilogramů [6] . Společně s Huygensem, který měl hmotnost 350 kilogramů, 3132 kilogramů paliva a horní stupeň , měla aparatura hmotnost 5600 kg (velkou hmotnost měly pouze tři stanice v celé historii kosmického výzkumu - Phobos-1 , Sondy Phobos-2 vypuštěné SSSR a ruským AMS " Mars-96 " - všechny však nesplnily úkoly, které jim byly přiděleny).

Orbitální jednotka Cassini nesla 12 vědeckých přístrojů [6] : radar pro konstrukci podrobných map povrchu Titanu a jeho satelitů se 4metrovou vysoce směrovou anténou a dvojicí široce směrových antén, spektrometr pro studium částic vesmírného plazmatu , infračervený spektrometr pro dálková měření teploty, hmotnostní spektrometr pro studium složení mikročástic, spektrometry viditelného a infračerveného záření, spektrometr ultrafialového záření, analyzátor kosmického prachu, magnetosférická komora, magnetometr atd.

Pohonný systém se skládal z hlavního a záložního dvousložkového motoru R-4D o tahu 490  N na methylhydrazin a oxid dusný . Orientační systém využíval 16 jednosložkových hydrazinových tahačů o tahu 1 N [6] [7] .

Stanice byla poháněna 3 radioizotopovými termoelektrickými generátory , které dohromady generovaly 885 wattů při startu v roce 1997 a 633 wattů na konci mise v roce 2017. [1] [8] .

Sonda Huygens nesla 6 vědeckých přístrojů: stanovení struktury atmosféry, Dopplerův měřič rychlosti a driftu, spektrální radiometr, plynový chromatograf/hmotnostní spektrometr, aerosolový kolektor a pyrolyzér, balíček povrchových věd.

Letová kronika

Trajektorie 1997 15. října  - start zařízení (08:43 UTC ) z Cape Canaveral (Florida, USA) nosnou raketou Titan 4B / Centaur . 1998 26. dubna  - první manévr v gravitačním poli Venuše k získání požadované rychlosti. 1999 2000 2001 2004 2005 14. ledna sonda Huygens úspěšně vstoupila do atmosféry Titanu a provedla měkké přistání na jeho povrchu. 2017

22. dubna vesmírná stanice naposledy kroužila kolem Titanu a začala se přibližovat k Saturnu, aby po 22 otáčkách ve spirále mezi planetou a jejími prstenci vstoupila 15. září do atmosféry a dokončila svou misi [ 12] . Poslední signál z Cassini na Zemi byl přijat 15. září ve 14:55:46 moskevského času (11:55:46 UTC ) [13] . Ve skutečnosti ke vstupu do hustých vrstev atmosféry a zničení zařízení došlo o 83 minut dříve, ve 13:31:46 moskevského času (10:31:46 UTC), v souladu se vzdáleností mezi Saturnem a Zemí. v tu chvíli [14] .

Blízká setkání se Saturnovými měsíci

Směry letu
Titan Rhea Iapetus Dione Tethys Enceladus
Mimas Hyperion Phoebe Janus Epimetheus Prometheus Pandora
Eleno Atlas Pánev Telesto Calypso Methone

Hlavní tělo

Do 31. července 2008 bylo plánováno 45 přiblížení k Titanu , 4 přiblížení k Enceladu , 2 přiblížení k Iapetu , Tethys a Rhea a také jedno přiblížení k Phoebe , Dione , Hyperionu a Mimasovi .

Rozšířený letový plán

V rámci prodloužené mise, prodloužené do 10. července 2010, bylo plánováno 21 průletů kolem Titanu , 8 průletů Tethys , 7 průletů Enceladus , 6 průletů Mimas , 5 průletů Rhea a 3 průletů Dione . Předpokládalo se také několik blízkých setkání s malými satelity, včetně jednoho s Elenou .

Rozšíření mise

První obnovení

15. dubna 2008 NASA oznámila prodloužení mise o 2 roky [16] (do července 2010 ). Start nové mise nazvané Cassini  Equinox Mission byl naplánován na 1. července 2008. [17] Tato mise zahrnovala 60 dalších průletů kolem Saturnu, 26 setkání s Titanem, 7 s Enceladem a po jednom s Dione, Rhea a Helena. Z vědeckého hlediska musela Cassini studovat také Saturnovy prstence, jeho magnetosféru a samotnou planetu.

Druhé rozšíření

Dne 3. února 2010 bylo oznámeno další prodloužení programu do září 2017 [4] [18] . Původní název rozšířené mise byl „Extended-extended mission“ ( angl.  extend-extended mission ), ale poté byl změněn na „Cassini Solstice“ ( eng.  Cassini Solstice Mission ). Rozšířená mise zahrnovala 155 dalších obletů kolem Saturnu, 54 setkání s Titanem a 11 s Enceladem.

Zpočátku bylo navrženo několik možností, co dělat se zařízením po skončení hlavní mise:

Výsledky mise

Testování obecné teorie relativity

Dne 10. října 2003 byly oznámeny výsledky experimentu, který měl otestovat obecnou teorii relativity provedeného s pomocí sondy Cassini. Došlo k frekvenčnímu posunu a zpoždění signálu přicházejícího z přístroje, který byl v té době na druhé straně Slunce , v souladu s předpovědí teorie.

"Spokes" v prstencích Saturnu

Snímky pořízené 5. září 2005 ukazovaly „paprsky“ v prstencích, poprvé objevené v roce 1977 pomocí pozemních pozorování a poté potvrzené Voyagery v 80. letech. Mechanismus vzniku „paprsků“ stále není jasný.

Nové satelity

V roce 2004 byly na snímcích Cassini nalezeny nové satelity. Jsou velmi malé a byly prozatímně pojmenovány S/2004 S 1, S/2004 S 2 a S/2004 S 5. Na začátku roku 2005 dostaly jména Methone , Pallene  a Polydeuces . polydeuces ) .   

1. května 2005 byla v Keeler Gap objevena družice S/2005 S 1 , později pojmenovaná Daphnis .  Je to druhý satelit Saturnu (po Pan ), jehož oběžná dráha leží v prstencích.

Cassini také objevila satelity Anfa , Egeon a S/2009 S 1 [19 ] .

Průlet poblíž Phoebe

11. června 2004 Cassini proletěla kolem měsíce Phoebe . Byla to první příležitost ke studiu družice na tak blízkou vzdálenost od průletu Voyageru 2 . Vzhledem ke zvláštnostem pohybu Phoebe kolem Saturnu je tento přístup pro Cassini jediný možný.

První snímky družice pořízené 12. června 2004 ukázaly, že družice jen málo připomíná obyčejný asteroid . Některé oblasti silně kráterovaného povrchu byly velmi světlé, což naznačuje, že pod povrchem je vodní led .

Jezera na Titanu

Radarové snímky pořízené 21. července 2006 odhalily „bazény“ naplněné kapalnými uhlovodíky ( metan nebo etan ), které se nacházejí na severní polokouli Titanu. Je to poprvé, co byla v současnosti existující jezera objevena mimo Zemi. Velikost jezer je od kilometru do stovek kilometrů v průměru.

13. března 2007 oznámilo vedení mise objev velkého shluku „moří“ na severní polokouli Titanu. Jedno z moří je poněkud větší než pozemské Kaspické moře [19] .

Hexavá bouře

V listopadu 2006 byla na severním pólu Saturnu objevena atmosférická struktura, což je šestiúhelníková bouře. Tato stavba se nachází na severním pólu Saturnu a má průměr více než 25 tisíc kilometrů [19] .

Život na Titanu

Cassini-Huygens objevila na povrchu Titanu několik chemických anomálií.

Pod vlivem slunečního světla v atmosféře se neustále tvoří vodík a acetylen , což mělo být pozorováno, a to i na povrchu Titanu. Na povrchu však nebyly nalezeny žádné stopy acetylenu a množství vodíku v blízkosti povrchu klesá, což někteří odborníci interpretují jako nepřímé známky přítomnosti života. Podle jejich předpokladů mohou na Titanu existovat formy života, které se liší od těch na Zemi, založené na metanu (místo vody), dýchání vodíku a živení acetylenem [20] . Předpoklady byly předloženy již v roce 2005 [21] .

Jiní specialisté však mají tendenci zvažovat biologické příčiny úbytku vodíku a acetylenu až jako poslední a v první řadě budou hledat možná nebiologická vysvětlení pozorovaného jevu. Sám Chris McKay uvedl, že výsledky výzkumu odhalují „velmi neobvyklou a v současnosti nevysvětlitelnou chemii... Možná ne známky života, ale velmi zajímavé“.

Poznámky

  1. ↑ 1 2 3 Todd J. Barber. Insider's Cassini: Power, Propulsion a Andrew Ging (nedostupný odkaz) . Saturn.jpl.nasa.gov (23. srpna 2010). Datum přístupu: 20. srpna 2011. Archivováno z originálu 3. února 2012. 
  2. ↑ Cassini-Huygens  / S. B. Ogandzhanyan // Velká ruská encyklopedie  : [ve 35 svazcích]  / kap. vyd. Yu. S. Osipov . - M  .: Velká ruská encyklopedie, 2004-2017.
  3. ↑ NASA prodlužuje životnost sondy Cassini o další dva roky . Izvestija (16. dubna 2008). Získáno 10. června 2010. Archivováno z originálu 22. srpna 2011.
  4. ↑ 1 2 Mise sondy Cassini prozkoumat Saturn bude prodloužena do roku 2017 . RIA Novosti (4. února 2010). Datum přístupu: 4. února 2010. Archivováno z originálu 22. srpna 2011.
  5. ↑ Velké finále  . NASA. Získáno 20. července 2020. Archivováno z originálu dne 21. července 2020.
  6. ↑ 1 2 3 4 Roman Fishman. Odpovědi a vzpomínky. Nejvelkolepější mise na Saturn - v uvozovkách, číslech a výsledcích  // Popular Mechanics . - 2017. - č. 10 . - S. 38-43 .
  7. ↑ Michael W. Leeds, Ralf N. Eberhardt, Robert I. Berry. Vývoj Cassini Propulsion Subsystem  (anglicky) (PDF). 32. společná konference o pohonu IAAA/ASME/SAE/ASEE 5.–6. (24. června 1996). Získáno 20. července 2020. Archivováno z originálu dne 18. listopadu 2020.
  8. ↑ Cassini–Huygens: Rychlá fakta . NASA. Získáno 20. srpna 2011. Archivováno z originálu 16. května 2016.
  9. ↑ Archivovaná kopie (odkaz není dostupný) . Datum přístupu: 14. ledna 2006. Archivováno z originálu 14. května 2005. 
  10. ↑ NASA. Portrét Cassini   Jupiter (7. srpna 2017). Získáno 3. června 2021. Archivováno z originálu dne 14. května 2021.
  11. ↑ Stav  mise Cassini . NASA (23. července 2002). Získáno 2. července 2017. Archivováno z originálu dne 24. února 2021.
  12. ↑ NASA zničí saturnskou sondu, aby zachránila cizí svět . ahoj-news.ru. Získáno 27. dubna 2017. Archivováno z originálu 28. dubna 2017.
  13. ↑ Sbohem, Cassini!  (anglicky) . earthsky.org. Získáno 14. září 2017. Archivováno z originálu 14. září 2017.
  14. ↑ Cassini: Velké finále: Kde je nyní Cassini? . Získáno 15. září 2017. Archivováno z originálu 15. září 2017.
  15. ↑ 12 JPL , NASA. 2004 - 2006 Saturn Tour Highlights  (anglicky)  (nedostupný odkaz) . Získáno 21. října 2015. Archivováno z originálu 5. září 2015.
  16. ↑ NASA prodlužuje Cassiniho Grand Tour po  Saturnu . NASA (15. dubna 2008). Získáno 10. června 2010. Archivováno z originálu 22. srpna 2011.
  17. ↑ Cassini To Earth: "Mise splněna, ale čekají nás nové otázky!"  (anglicky) . ScienceDaily (29. května 2008). Získáno 10. června 2010. Archivováno z originálu 22. srpna 2011.
  18. ↑ Panin, Ivan . Mise na Saturn čeká na slunovrat  (ruština) , Infox.ru (28. září 2010). Archivováno z originálu 1. října 2010. Staženo 29. září 2010.
  19. ↑ 1 2 3 Caroline Porco. "Cassini" na Saturnu  // Ve světě vědy . - 2017. - č. 12 . - S. 118-127 .
  20. ↑ Náznaky života nalezené na měsíci Saturnu Archivováno 16. března 2015 na Wayback Machine .
  21. ↑ Nalezl Huygens život na Titanu? . Získáno 4. října 2017. Archivováno z originálu dne 27. března 2015.

Literatura

Odkazy

  Přejděte na položku Wikidata  Slovníky a encyklopedie
V bibliografických katalozích
 Průzkum Venuše kosmickou lodí
Z letící trajektorie
Z oběžné dráhy
Sestup v atmosféře
Na povrchu
balónové sondy
Plánované mise
viz také
  Průzkum Měsíce kosmickou lodí
Programy
Letící
Orbitální
Přistání
měsíční vozítka
muž na Měsíci
Budoucnost
Nesplněno
viz také
Tučné písmo označuje aktivní kosmickou loď
 Průzkum asteroidů automatickými meziplanetárními stanicemi
Letící
Z oběžné dráhy
Landers
Rozvinutý
Prozkoumané
asteroidy
Aktivní AMC jsou označeny tučně
 Průzkum Jupiteru kosmickou lodí
Z letící trajektorie
Z oběžné dráhy
Přistávací sondy
Budoucí mise
Zrušené mise
viz také
 Průzkum Saturnu kosmickou lodí
Letící
Z oběžné dráhyCassini (2004–2017)
Satelitní průzkumHuygens (k Titanu, 2005)
Plánované mise
Doporučené mise
Zrušené mise
viz také
Tučné písmo označuje aktivní AMC
 Saturn
Největší satelity Snímek Saturnu ve věrných barvách sestavený ze snímků Voyageru 2
Charakteristika
Studie
jinýSeznam asteroidů, které protínají dráhu Saturnu
  • Kategorie " Saturn "
  • Portál "Astronomie"
  • Wikimedia Commons: Saturn
 Průzkum vesmíru 2017
zahájeníHXMT ( červen )
Konec práce
Hlavní objevy1I/Oumuamua
Kategorie:2017 v kosmonautice - Kategorie:Astronomické objekty objevené v roce 2017