Cassini. Afslutningen på en stor mission, del 1

Cassini går ind i Saturns bane.

Den 15. september 2017 klokken 11 ankom de sidste signaler fra Cassini-rumfartøjet til Jorden. Dette skete næsten tyve år efter, at han lettede fra Jorden og tilbragte mere end tretten år i nærheden af ​​Saturn. Sonden kom ind i de tætte lag af sin atmosfære og brændte ned, og transmitterede unikke videnskabelige data indtil sidste øjeblik.

Under sin mission tilbagelagde Cassini en afstand på 7,9 milliarder kilometer, modtog og udførte to en halv million kommandoer, og dens motorer udførte 360 ​​manøvrer. Den opdagede seks hidtil ukendte måner af Saturn, tog 453 fotografier af dens atmosfære, ringe og måner og leverede 048 gigabyte videnskabelig information, hvorfra 635 videnskabelige artikler blev offentliggjort ved afslutningen af ​​missionen.

Saturn i tal

Den sjette planet i solsystemet var kendt i antikken. Selvom den er næsten halvanden milliard kilometer væk fra Solen, ti gange længere end Jorden, er den tydeligt synlig med det blotte øje. Det skylder den sin størrelse - planetens radius er ni gange større end jordens og er 58 km. På den anden side er Saturns masse 232 gange Jordens masse (95 × 5,68 kg), hvilket betyder, at planetens gennemsnitlige tæthed kun er 1026 g/cm0,687, hvilket er meget mindre end vands, hvilket betyder, at Saturn er en fra gasgiganter. I midten af ​​planeten er en lillebitte jern-silikatkerne, som udgør omkring 3% ​​af Saturns masse. Det er omgivet af et tykt lag flydende metallisk og derefter molekylært hydrogen med en lille blanding af helium. Dette lag går kontinuerligt over i den gasformige tilstand, dvs. ind i atmosfæren. Den består næsten udelukkende af brint (20%) og helium (96,3%). Den resterende massefraktion udgøres af methan, ammoniak og vand. Planetens indre er varmt, den udstråler 3,25 gange mere energi ud i rummet, end den modtager fra Solen. Mekanismen for dens dannelse er endnu ikke blevet klart belyst. Planeten, der roterer omkring sin akse på omkring 2,5 timer (rotationen er uensartet, da Saturn ikke er et fast legeme), genererer et magnetfelt, der er lidt stærkere end Jordens (10,5 μT).

Første observationer

Med konstruktionen af ​​det første teleskop af Galileo (1610) ændrede vores viden om Saturn sig for første gang - en ufuldkommen enhed viste et billede af planeten med "ører". Denne fantastiske forestilling om, at Saturn er en tredobbelt planet, har eksisteret i næsten 50 år. Kun Christian Huygens kom ved hjælp af meget mere avancerede instrumenter til den konklusion, at planeten er omgivet af en relativt tynd ring af bittesmå partikler, der strækker sig rundt om planeten i dens ækvatorialplan. Hans syn forårsagede i lang tid utrolig mistillid, kun mere detaljerede observationer af Gian Domenico Cassini viste, at Huygens havde ret. Derudover opdagede Cassini et hul i ringens struktur i 1675, såvel som fire af dens satellitter (den første, kaldet Titan, blev opdaget af Huygens i 1655). De følgende årtier endte med opdagelsen af ​​nye, mindre naturlige satellitter af planeten, samt en lidt mere detaljeret beskrivelse af dens ringe, hvor efterfølgende huller blev opdaget, mens vi ikke kunne lære noget nyt om selve planetens natur . . Gennembruddet på dette område var kun forårsaget af fødslen af ​​rumflyvninger og begyndelsen på en tæt undersøgelse af planeterne.

Tre flyvninger

Det første rumfartøj til at udforske Saturn tæt på var Pioneer 11, som nærmede sig Saturn den 1. september 1979 i en afstand af 20 km fra den synlige overflade af atmosfæren og sendte data og fotografier af sit system. Den store overraskelse var størrelsen og den meget komplekse struktur af dens ringe, og planetens magnetosfære blev også opdaget. Dette førte til inklusion af de to Voyager-sonder i et meget større flyveprogram end tidligere planlagt til at teste begge designs. Voyager 900 nærmede sig Saturn den 1. november 12, omkring 1980 km over skytoppene, og Voyager 124 den 000. august 2 i en afstand af omkring 26 km fra den atmosfæriske grænse. Sonderne har opdaget nye måner, herunder de såkaldte hyrdemåner, som styrer bevægelsen af ​​ringens partikler, giver fotografier af den, der afslører utroligt præcise detaljer om dens struktur, og for første gang højopløselige fotografier af flere af planetens naturlige satellitter. Det viste sig, at det Saturnske system er et ekstremt interessant forskningsområde for videnskab, som ikke bør udføres under korte krydstogter, men som en speciel sondemission, der kunne gøre dette i lang tid fra planetens kredsløb.

Konceptarbejde

Allerede i 1977 påbegyndte NASA konceptuelt arbejde på en sådan mission til Saturn, kaldet Saturn Twin Probe, bestående af tre elementer: en Saturn-bane, en planetarisk atmosfærisk sonde og en atmosfærisk sonde eller lander på Titan. I juni 1982 dannede Space Science Committee under European Science Foundation og American Council on Space Sciences en fælles arbejdsgruppe for at undersøge mulighederne for samarbejde mellem USA og Europa inden for planetarisk forskning. En måned senere annoncerede ESA en opfordring til europæiske videnskabsmænd om at indsende forslag til fremtidige rummissioner. Som et resultat, i november 1982, præsenterede Daniel Gauthier og Wing Yip for ESA et forslag, også underskrevet af 27 andre videnskabsmænd, til en mission kaldet Cassini, bestående af en Saturn-omløber og en Titan-sonde, mens de tilbød at udføre den sammen. med NASA.