Hüvasti Cassiniga: planeetidevaheline jaam põles Saturni atmosfääris. Cassini sondi viimased tunnid (15 fotot)

15. september 2017 kell 04:55 PDT (11:55 UTC) lõpetas Maa Cassini raadiosaatja signaali kuulmise. Pärast peaaegu kakskümmend aastat kestnud lendu ja enam kui 13 aastat Saturni süsteemis töötamist sisenes Ameerika kosmoselaev planeedi atmosfääri, edastades viimase sekundini ainulaadseid teaduslikke andmeid.

Cassini lendas orbiidile 15. oktoobril 1997 ja jõudis Saturni orbiidile 1. juulil 2004. 13 aasta jooksul tegi see 293 tiiru ümber planeedi ja 162 möödalendu oma kuudest. Seade kaardistas nende pinnad ja mõõtis nende keemilist koostist, jälgis hooajaliste protsesside arengut Saturnil ja Titanil ning uuris planeedi rõngaid, selle magnetosfääri, laetud osakesi ja laineid kosmilises plasmas.

NK-s nr 7, 2017, tehti lühike ülevaade Cassini orbitaalretkest, mis kestis algselt kavandatust üheksa aastat kauem ja koosnes mitmest järjestikusest missioonist.

Cassini kahekümneaastase teekonna "Suur finaal" kavandati seitse aastat enne selle toimumist. Otsus saata seade Saturni atmosfääri tulenes hirmust planeedi kuude saastumise ees maapealsete mikroorganismidega – eriti Enceladuses oma jääaluse ookeaniga, kust pursavad välja polaargeisrid. Kohtumine Maa biosfääri esindajatega, mis võiksid kosmoselaeva konstruktsioonielementidel elujõulises olekus ellu jääda, moonutaks kohaliku elu väljanägemist, kui seda on.

Viimased viis kuud

Ekspeditsiooni viimane faas algas Cassini S99 lennuprogrammi ajal, mis algas 11. aprillil. 25. maist 9. juulini harjutati käsujada S100 ja 10. juulist lõpuni - S101, mis sisaldas 10 657 individuaalset käsku.

22. aprillil 2017 toimus gravitatsioonimanöövriga viimane sihtmärgi möödalend Titanist, mille tulemusena nihkus kosmoselaeva orbiidi madalaim punkt rõngasüsteemi alla. Nüüd pidi seade tegema 22 tiiru 62,4° kuni 61,7° kaldega 6,4–6,5 päeva pikkuse perioodiga, iga kord läbides nähtava pinna ja Saturni rõngaste vahelise periapsise ning eemaldudes umbes 1,27 miljoni km kaugusele. planeet apotsentris.

Esimene “sukeldumine” toimus 26. aprillil 271. orbiidil, kui Cassini lendas 2800 km kõrgusel planeedi pilvetippude kohal maksimaalse kiirusega 33,957 km/s. Rõngaste alune ala osutus praktiliselt tolmuvabaks – raadio- ja plasmalainete salvestamise seade RPWS märkis vaid üksikuid 1 µm suuruseid ja väiksemaid osakesi. See andis alust loota kõigi järgnevate möödalendude õnnestumiseks ja teadusprogrammi elluviimiseks, mis hõlmas planeedi gravitatsiooni- ja magnetvälja kaardistamist, Saturni rõngaste ja pinna pildistamist ja sondeerimist minimaalselt distantsilt ning otseseid mõõtmisi. ülemiste atmosfäärikihtide koostis.

17 esimesest lennust oli madalaim 15. mail 2660 km kõrgusel ja kõrgeim 28. mail 3900 km kõrgusel Saturni pilvede kohal. Sellest sai ka kosmoselaeva sügavaim tungimine siserõngasse D. Üksikute orbiitide vahelise periapsise kõrguse muutmiseks lendas Titan 23. mail 118 000 km kauguselt ja 10. juulil 264 000 km kauguselt. kasutati kahte väikest parandust. 10. mail viidi OTM-471 manööver läbi vaid 21 mm/s kiiruse kasvuga mootorite 14 sekundiks sisselülitamisega. Märkimisväärsem oli OTM-472 viimane parandus - 15. juulil töötasid mootorid 153,125 sekundit ja muutsid kosmoselaeva kiirust 143,64 mm/s.

11. augustil möödus Cassini Titanist 195 000 km kaugusel, mille tõttu kosmoselaeva peritsentri kõrgus merepinnast vähenes 1200 km võrra. Seetõttu "löökis" kosmoseaparaadi viimasel viiel lennul 1710–1630 km kõrgusel mööda atmosfääri päris serva ning orientatsiooni säilitamiseks ei kasutatud mitte hoorattaid, vaid väikese tõukejõuga vedelkütuse mootoreid. Iga vahemiku täpset kõrgust pole avaldatud; Teame vaid, et kolmas neist oli rekordmadal 27. augustil. Need viis orbiiti olid Cassini lõpliku atmosfääri sisenemise proovid.

Rõngaste tasapinna ületamisel kiirusel 33,6 km/s kuni 35,0 km/s suunas Cassini reeglina oma suure suunaga antenni piki kiirusvektorit ettepoole, et kaitsta “tundlikumaid” osi tolmuosakeste eest. 276. ja 277. orbiidil D-rõngasse “sukeldudes” oli aga tolmu vähe ning 281. orbiidil otsustati seda mitte teha; seade läbis ohutult rõnga madalaimast osast ega saanud vigastada. Cassini sooritas suurema osa oma lendudest autonoomses režiimis koos tulemuste hilisema "teavitamisega", kuid orbiitidel 273, 274, 275, 278, 280 ja 284 edastas see otse Maale, ületades rõngaste tasapinna.

Juba esimesel möödalennul jäädvustas ISS-i kaamera Saturni pilte 10 korda parema eraldusvõimega kui eelneva 13 aasta jooksul. Planeedi, rõngaste ja satelliitide pildistamine ning nende sondeerimine VIMS, CIRS ja UVIS spektromeetritega erinevates kombinatsioonides viidi läbi kõigil järgnevatel orbiitidel. Rõngades pakkusid erilist huvi erinevad servaefektid, häired ja väikesed ebastabiilsused, mida tuntakse koodnime “propellerid” all. Neid nimetati 20. sajandi suurte lendurite järgi – Bleriot, Santos-Dumont, Earhart.

Satelliididest vaadeldi kõige sagedamini Titanit ja Enceladust, eriti selle lõunapoolset polaarala geisritega, kuid Dione pildistamiseks jäi aega 280. orbiidil ja väga väikeste satelliitide jaoks. Pisike Bebhionn – vaid 6 km läbimõõduga topeltobjekt, mis ulatub tipukeskuses Saturnist 25 miljoni km kaugusele – püüti orbiitidel 272, 273, 276, 280 ja 282. Kaks korda suurem 14-kilomeetrine Kiviuk, mis on ühtlasi binaarsuse kahtlusega, pildistatud 28. juulil, 9. ja 16. augustil ning Trümr 23. augustil ja 3.–4. Lisaks teostas 6. juunil tähe ε Orionise spektromeetria varjutuse ajal selle satelliidi Tethys (Tethys).

10. ja 16. augustil jälgis ISS-i kaamera Kiviuki lähedal taevas Neptuuni. See tähendas, et Cassini suutis üheksast planeedist pildistada kaheksat (kaasa arvatud Pluuto, kuid välja arvatud Merkuur).

Raadiokompleksi kasutati Saturni gravitatsioonivälja omaduste määramiseks ja rõngaste valgustamiseks ning CDA kosmilise tolmu analüsaator püüdis nende ainet "püüda". RADAR-seade skaneeris neid eraldusvõimega 4 km kuni 100 m 276. ja 277. orbiidil ning uuris ka Saturni atmosfääri: 288. orbiidil passiivses režiimis ning 290. ja 292. aktiivses režiimis. Teadlasi huvitas ammoniaagi kontsentratsioon atmosfääris ammoniaagi pilvekihi all kui tõend Saturni ilmast.

292. orbiit, samuti 22. Grand Finale'i seerias, algas apotsendi läbimisega 5. september kell 18:47 UTC pardaaja järgi. 9. september kell 00:09–00:14 läbis seade järjestikku rõngaste tasapinna ja orbiidi peritsentri ning 13 tundi hiljem alustas saadud teabe edastamist Maale. 11. september, oma orbiidi lõpupoole koges Cassini Titani tõmmet. Lend oli üks kaugemaid - kell 19:04 UTC möödus seade 119 049 km kõrguselt satelliidi pinnast -, kuid Titani gravitatsioonimõju vähendas kosmoselaeva kiirust 29 m/s, mille tulemusena orbiidi peritsenter sukeldus Saturni atmosfääri.

293. orbiit on alanud 12. september kell 05:27 UTC pardaaja järgi. Viimase kahe päeva jooksul on kosmoselaev pildistanud Titanit ja Enceladust, mis loojub Saturni põhjahorisondist kaugemale, planeeti ja selle rõngaste üksikuid iseärasusi, sealhulgas A-rõnga välisserva tihendust koodnimega Peggy, mis võib kujutavad endast moodustuvat väikest satelliiti. Lõpuks jälgisid VIMS-i spektromeeter ja muud optilised seadmed eelseisva Cassini sügise piirkonda. Viimane pilt on tehtud 14. september kell 19:58 UTC.

Kell 21:45 UTC, vastavalt signaali Maale saabumise ajale, mis vastas 20:22 pardaajale, algas viimane 14,5-tunnine sideseanss. Cassini edastas teavet sagedusel 8,43 GHz kiirusega 66 360 bps, vabastades oma tahkismäluseadme salvestatud andmetest 11 tunni jooksul. Kosmoselaeva signaal jõudis Goldstone'is asuvasse Long Distance Networki jaama võimsustasemega -128,06 dB, see tähendab 1,56,10-19 W. Viimased fotod võeti vastu ja postitati viivitamata töötlemata kujul Cassini projekti veebisaidile.

Kui olete andmete lähtestamise lõpetanud, 15. september kell 07:14 pardal oleva aja järgi alustas kosmoselaev viieminutilist pööret sellisesse asendisse, et ioonide ja neutraalsete aatomite massispektromeeter INMS asus kosmoselaeva esiosas lennusuunas ja võis vahetult mõõta kosmoselaeva koostist. Saturni ülemine atmosfäär ja selle kõrguse muutused. Maal võttis teatepulga üle Canberra lähedal asuv 70-meetrine DSS-43 antenn, mis on võimeline toetama vastuvõttu kiirusega 124 426 bps. Cassini aga seadistas tahvli kohe ümber nii, et viimase kolme ja poole tunni jooksul saadeti Maale teadusinformatsioon kiirusega 27 650 bps peaaegu reaalajas – vaid mõni sekund pärast selle pardale jõudmist. Ülekanne viidi läbi X- ja S-ribal vastuvõtuga 70-meetrisel ja broneeringu korras ühel Austraalia 34-meetrisel antennil. Lisaks teostas Doppleri vaatlused Euroopa Kosmoseagentuuri New Norcia jaam.

Seadme juhised lennu viimaseks etapiks olid lihtsad. Cassini läheneb planeedile põhjapoolkeralt. Atmosfääri sisenemispunkt on päeval, 10° ekvaatorist põhja pool. Seade peab teostama mõõtmisi kaheksa instrumendiga 12-st (INMS-i massispektromeeter, CIRS- ja UVIS-spektromeetrid, magnetosfääri- ja plasmainstrumendid MIMI, RPWS, MAG, CDA kosmilise tolmuandur ja ülistabiilne raadiokompleksi generaator) ja edastama andmeid viimaseni. Seda võimalust pakuvad pardal olevad vedelkütuse rakettmootorid tõukejõuga 0,5N, mis toetavad lühikeste impulsside väljastamise tõttu suure suunaga antenni orientatsiooni Maale ±0,1° piires ettenähtust.

Ballistikaeksperdid ennustasid, et Cassini tunneb Saturni õhukese ülemise atmosfääri mõju 1915 km kõrgusel pilvetippude kohal ja rõhutasemel 1 atm. Nagu kõik sellised piirid, oli see teatud määral tingimuslik. Väljaspool atmosfääri lennates piisab, kui mootorid käivituvad korra paari minuti jooksul, kompenseerides vaid väikese pöördemomendi planeedi gravitatsiooniväljast. Gaasi kesta tiheduse ja kiirusrõhu suurenemisega peaksid pöördemoment ja töösagedus suurenema. Tingimuslikuks sisenemispunktiks loeti hetk, mil töötsükkel – vedelkütuse rakettmootorite töötamise aja osa – jõuab 10%-ni.

Et tulla toime atmosfääri mõjuga Cassini konstruktsiooni väljaulatuvatele elementidele, eelkõige 11-meetrisele magnetomeetri noolele, suurendavad vedelkütusel töötavad rakettmootorid töötsüklit järk-järgult 10%-lt 100%-le. See etapp kestab umbes minuti, mille jooksul maapealne sõiduk laskub mööda õrna trajektoori 1500 km märgini. Siin muutuvad vastutuleva voolu häirivad hetked tugevamaks kui pidevalt töötavate mootorite stabiliseerivad impulsid. Seade hakkab pöörlema, sattudes kontrollimatule saltole ja Maa eemaldub oma antenni teljest. Veel kolmekümne sekundi pärast hakkab Maa sond kokku varisema ja paar minutit hiljem neelab planeedi atmosfäär selle prahi.

Viimane avaldatud prognoos oli, et Cassini alustab uuesti sisenemist 15. septembril kell 03:31 PDT (10:31 UTC) pardaaja järgi ja kaotab orientatsiooni minut hiljem. 83 minutit 27 sekundit pärast seda, kell 04:55:16 PDT (11:55:16 UTC), jõuab viimane kosmoselaeva signaal Maale ja see ei kuule enam Cassinit.

Üldiselt läks see ennustus tõeks: seade talus Saturni atmosfääri 91 sekundit ja viimase 20 sekundi jooksul töötasid mootorid 100% oma võimetest. Kasulik signaal teadusinfoga X-ribas katkes kell 11:55:39 ja S-ribas kell 11:55:47. Telemeetria andmetel oli selge, et selle viimase 8 sekundi jooksul hakkas Cassini aeglaselt tagasi pöörduma. Siis kadus Maal vastuvõetud signaalist telemeetria ja alles jäi vaid kandesagedus, kuid 24 sekundi pärast lakkas ka see saabumast. Matnud end Saturni atmosfääri 1391 km kõrgusel kiirusega 34,449 km/s, lakkas maise aparaat eksisteerimast.

"See on hämmastava missiooni viimane peatükk, kuid see on ka uus algus," ütles NASA kaasadministraator dr Thomas Zurbuchen. "Cassini ookeanimaailmade avastamine Titanil ja Enceladusel muutis kõike ja raputas meie arusaama hämmastavatest kohtadest, kust otsida elu väljaspool Maad.

"Cassini võis meie hulgast lahkuda, kuid selle teaduslikud anded hoiavad meid paljudeks aastateks hõivatud," ütles JPL projekti teadlane dr Linda J. Spilker. "Oleme ainult kriimustanud selle, mida saame õppida nende andmete mäest, mille ta meile oma elu jooksul saatis."

"Cassini juhtmeeskond tegi kosmoselaeva sobiva lõpuni viimisel suurepärase töö," ütles projektijuht Earl H. Maize. "Alates seitsme aasta taguse trajektoori kavandamisest kuni 22 südant peatava sukeldumiseni Saturni ja selle rõngaste vahel, oli see fantastiline teadlaste ja inseneride rühm, kes leidis suurepärasele projektile sobiva lõpu."

20 lennuaasta jooksul läbis Cassini 7,9 miljardit km, võttis vastu ja täitis 101 lennuprogrammi etapis 2,5 miljonit käsku, viis läbi 360 manöövrit ja parandusi*, avastas kuus Saturni satelliiti, tegi ja edastas Maale 453 048 pilti, ja kokku 635 GB teaduslikku informatsiooni , mille põhjal avaldati ekspeditsiooni lõpuks 3948 teadusartiklit.

Mõne tunni pärast lõpetab oma teekonna kosmoseuuringute ajaloo üks pikemaid, kulukamaid ja edukamaid kosmosemissioone, mis põlevad kõige suurejoonelisema hiidplaneedi Saturni atmosfääris. Ligi 20 aastat töös olnud Cassini kosmoselaev hakkab edastama uusimaid unikaalseid andmeid. sait räägib selle hämmastava seadme ajaloost ja peamistest avastustest.

Nimi ja areng

Peab kohe ütlema, et missiooni lihtsalt Cassiniks nimetamine on vale. NASA, ESA ja Itaalia kosmoseagentuuri ühise vaimusünnituse õige nimi on Cassini–Huygens. USA-s välja töötatud orbitaalseade sai nime Giovanni Domenico Cassini auks, kes avastas Saturni neli satelliiti (nn Louisi tähed: Iapetus, Rhea, Tethys ja Dione) ning lõhe nende vahel. rõngad - Cassini lõhe; Maandurile pandi nimeks Huygens Christiaan Huygensi auks, kes ehitas Saturni rõngaste matemaatilise mudeli ja selgitas planeedi faase. Itaalia kosmoseagentuur töötas iseseisvalt välja ja ehitas kosmose kaugsideantenni, mille abil sond Maaga suhtleb.

Giovanni Domenico Cassini

Wikimedia Commons

See oli üks esimesi kogemusi Euroopa ja Ameerika koostööst kosmoses ja võib-olla ka kõige kallim. Missiooni kogumaksumus on 3,26 miljardit USA dollarit, millest NASA kulutas 2,6 miljardit, 500 miljonit ja 160 miljonit annetas Itaalia (võrdluseks: esimese (eduka) India missiooni maksumus oli vaid 70 miljonit). See oli väga suur seade: kompleksi stardimass oli 5712 kilogrammi. Kogu mehitamata planeetide uurimise ajaloo jooksul olid raskemad vaid kolm missiooni ja kõik olid Nõukogude Liidu missioonid. “Phobos-1”, “Phobos-2” ja “Mars-96”, mis ei lahkunud kunagi Maa lähedusest.

Seadme kokkupanek NASAs

Idee luua raskesõiduk (nn lipulaevaklass; selle taseme seadmete hulgas on Jupiterian Galileo ja Marsi Curiosity) tekkis juba 1980. aastatel, pärast seda, kui kosmoselaev Voyager lendas mööda Saturnist. Aparaadi loomises osales 27 riiki. Uus raske sond laskumismooduli ja suure plutooniumivaruga elektri tootmiseks (Saturni piirkonnas on valgust juba väga vähe ja seadmeid tuleb toita elektriga, kasutades RTG-t – radioisotoobi termoelektrigeneraatorit, milles soojus plutooniumi lagunemisest muundub otse elektrienergiaks) asus 15. oktoobril 1997 fantastiliselt kauni öö algusega teele Saturni poole.

Cassini turuletoomine

Lendude ajal planeedilt planeedile on otsetee kõige kahjumlikum: palju kütust tuleb raisata, mistõttu kasutavad kosmoseaparaadid alati nn gravitatsioonimanöövreid, kiirendades teiste planeetide gravitatsiooniväljas. Nii et Cassini läks kohe pärast starti... Veenusesse. Jah, mõnikord tuleb raha säästmiseks lennata vastupidises suunas. Seade sooritas oma kolm esimest gravitatsioonimanöövrit Päikesesüsteemi teise ja kolmanda planeedi lähedal. 26. aprillil 1998 ja 24. juunil 1999 lendas sond Veenusest mööda kaks korda ning 18. augustil 1999 külastas see meie Maad, katsetades samal ajal oma kaameraid ja tehes Kuust luksusliku portree.

Foto Kuust tehtud kolmanda Cassini gravitatsioonimanöövri ajal

Keeris Saturni põhjapoolusel

Muidugi on Saturni rõngastele pühendatud palju uurimistööd. Mõned neist (näiteks Ante kaar või Pallene ring) avastas Cassini ise.

26. aprillil 2017 astus Cassini kosmoselaev oma elu viimasesse etappi, mida kutsuti "Grand Finale'iks" – sond lähenes enne missiooni lõpetamist viimast korda Saturni suurimale kuule Titanile. Cassini on juba saatnud Maale viimased tehtud fotod, misjärel jõudis võimalikult lähedale Saturni kõige Maa-sarnase kuule Titanile, mille gravitatsioon võimaldas seadmel kiirendada ja minna viimasele lennule orbiidil ajavahemikul. Saturni rõngad ja gaasihiiglase atmosfääri ülemised kihid, edastab NASA.

Teadlased loodavad, et Cassini sondi viimase lennu ajal suudab seade koguda maksimaalselt seni teadmata infot, mis võimaldab määrata nii Saturni päeva pikkuse kui ka tema rõngaste vanuse. Tõsi, Saturni orbiidil viibides langeb sond hiidplaneedi atmosfääri tihedatesse kihtidesse, mille tagajärjel see lihtsalt põleb.

Cassini sond asus viimasele lennule Saturni ja selle rõngaste vahel – viimased fotod

Cassini sondi viimane lend ümber Saturni on finaal 12-aastasele missioonile, mille käigus saadi planeedist palju uusi fotosid ning valgustas radarite abil ka süsivesinikjärvi ja -meresid. Kuid enne täielikku põlemist gaasihiiglase atmosfääris on seadmel aega teha veel 22 lendu Saturni rõngaste ja nende "isanda" vahel, kogudes ja edastades andmeid selle planeedi kohta kuni selle lõpuni.

Meenutagem, et Cassini sond jõudis esmakordselt Saturnile 30. juunil 2004 ja sai selle planeedi esimeseks tehissatelliitiks.14. jaanuaril 2005 maandus sond Huygens, mida Cassini pardal kandis, esmakordselt Titanile. 15. septembril 2017 lõpeb kosmoseaparaadi Cassini uurimismissioon – Saturni süsteemi uurimise aastate jooksul möödus sond selle hiiglasliku satelliidi lähedalt 126 korda ning lülitus iga kord uuele trajektoorile, mis suunas selle uutele uuringutele. objektid.

Cassini sond on viimane lend Saturni ja selle rõngaste vahel (video):

15. septembril 2017 põles Cassini kosmoselaev Saturni atmosfääris. See sündmus ühendas kosmosehuvilisi üle kogu Maa. Cassini polnud lihtsalt suvaline satelliit. Ta oli üks kosmoseuuringute ja üldse teaduse peamisi sümboleid. Sama sümbol nagu Hubble'i teleskoop või suur hadronite põrgataja.

Cassini toodi turule 1997. aastal. Kujutage vaid ette – see on aasta, mil ilmusid Titanic, Quake 2 ja esimene Fallout. Cassini töö ajal kasvas üles terve põlvkond. Paljud kaasaegsed astronoomiahuvilised hakkasid kosmose vastu huvi tundma tänu Cassinile. Seetõttu meenutame täna missiooni ajalugu ja avaldame sellele väärilist austust.

Ideest stardiplatvormini

Aastatel 1980–1981 tegi paar ajaloolise möödalennu Saturnist. Nad tegid planeedist, selle rõngastest ja satelliitidest esimesed üksikasjalikud fotod ning analüüsisid atmosfääri ja magnetvälja. Tulemused hämmastasid astronoome. Selgus, et Saturni rõngad koosnevad sadadest õhukestest rõngastest, mis moodustavad keeruka süsteemi. Saturni suurimat satelliiti Titanit varjas süsivesinike udukiht, mis oli nähtavas spektris läbipaistmatu. Satelliit Iapetus nägi välja, nagu oleks päikesesüsteemi kujundaja unustanud selle värvida: üks selle poolkera säras eredalt, nagu värske lumi, teine ​​oli must, nagu tahm.

Cassini kokkupanek

Voyagerid ei suutnud füüsiliselt planeedi läheduses viibida ja seda kauem uurida. Saturni ja selle kuude saladuste lahtiharutamiseks oli vaja põhimõtteliselt teistsugust missiooni. Seade, mis võiks minna ümber planeedi orbiidile ja seda mitu aastat uurida.

1982. aastal alustasid NASA ja ESA teadlased esimesi konsultatsioone ühise pikaajalise missiooni kohta Saturni süsteemis. See koosneks orbiidist ja maandurist, mis maanduks Titanile ja näeks, mis selle pinnal toimub. Missioon sai nime Giovanni Cassini, kuulsa 17. sajandi astronoomi järgi, kes avastas Saturni neli kuud ja selle rõngaste tühimiku.

Läbirääkimised ei olnud kerged. Tol ajal muutis NASA ja ESA suhted keeruliseks mitmete ühisprojektide ärajäämine. Kuid 1988. aastal leppisid partnerid lõpuks vastutuse jaotuses kokku. NASA pidi ehitama Cassini orbiidi, ESA pidi ehitama Titani jaoks Huygensi laskumissondi. See sai nime Christiaan Huygensi järgi, kes avastas Saturni ja Titani enda rõngad.

Huygensi aparaadi mudel

Cassini probleemid sellega ei lõppenud. Projekti kogueelarve ületas kolme miljardi dollari piiri (80% vahenditest eraldas NASA) ning Ameerika Kongress on korduvalt ähvardanud projekti rahastamisest ilma jätta. Isegi NASA-s ei toetanud kõik missiooni. Kuid Cassini jäi ellu, suuresti tänu ESA lobistide jõupingutustele. Asjad ulatusid isegi kuni kirjadeni USA asepresidendile Al Gore'ile, milles paluti programmi mitte sulgeda. Selle tulemusel sai missioon, kuigi raskustega, vajaliku rahastuse.

Viimane oht Cassinile on rohelised. Vahetult enne starti alustasid keskkonnaaktivistid Canaverali neeme juures meeleavaldusi ja esitasid hagi, milles nõudsid stardi keelustamist. Põhjus? Jaama pardal 32 kilogrammi plutoonium-238. Fakt on see, et Saturni lähedus jõuab 100 korda vähem päikesevalgust kui Maa. Seetõttu varustati Cassini energia tootmiseks radioisotoopide generaatoriga.

Keskkonnaaktivistid väitsid, et õnnetuse korral tekib radioaktiivne saaste, ja nõudsid Maa päästmist Cassinilt. Ja hoolimata sellest, kui palju NASA eksperdid selgitasid, et isegi õnnetuse korral jääb plutoonium kaitstud konteinerisse, ei suutnud see "rohelisi" veenda. Õnneks ei võtnud kohus keskkonnahirmulugusid arvesse ega tühistanud starti.

Centauri raketi start Cassiniga pardal

Seitse aastat lennul

Cassini startis 15. oktoobril 1997 ja suundus... Veenuse poole. Siin pole viga. Jaama mass oli peaaegu kuus tonni, mis tegi sellest ühe ajaloo suurima planeetidevahelise sõiduki: ainult Nõukogude Phobos kaalus rohkem. Raketi võimsusest ei piisanud sellise kolossi otse Saturnile saatmiseks. Nii et insenerid kasutasid gravitatsiooni ära. Cassini lendas kaks korda mööda Veenust, seejärel Maast ja lõpuks Jupiterist. Need gravitatsioonimanöövrid võimaldasid sõidukil saavutada vajaliku kiiruse.

Jupiterist mööda lennates õnnestus Cassinil seda gaasihiiglast uurida. Ta avastas selle atmosfääris mitu uut tormi ja tegi planeedist tol ajal kõrgeima kvaliteediga fotosid. Samal ajal kontrollisid insenerid jaama instrumentide funktsionaalsust.

Jupiteri "portree", mis on tehtud mitmest Cassini fotost

2004. aasta varasuvel jõudis Cassini Saturni lähedusse. 11. juunil möödus laev Phoebe'ist, planeedi ühest kaugeimast satelliidist, mis tiirleb gaasihiiglasest ligi 13 miljoni kilomeetri kaugusel (see on 36 korda suurem kui Maa ja Kuu vaheline kaugus). Cassinil oli ainult üks võimalus seda ebatavalist kuud külastada ja selle trajektoor oli mõeldud spetsiaalselt lähedalt möödalennuks.

1. juulil sooritas Cassini üliraske manöövri, mille tulemusest sõltus kogu missiooni saatus. See oli edukas. Cassini lülitas oma peamootori 96 minutiks sisse ja aeglustas kiirust, et planeedi gravitatsioon saaks selle üles võtta. Nii sai sellest ajaloo esimene Saturni tehissatelliit.

Nii nägi Cassini Saturni

Kolmteist aastat Saturni jaoks

"Ma olen näinud asju, mida te, inimesed, ei usuks..." Kui Cassini saaks rääkida, tsiteerib see kindlasti Blade Runnerit. Seade hakkas oma töö algusest peale tegema avastusi, üks uskumatum kui teine. Neile, kes armastavad statistikat, oletame, et 13 aasta jooksul, mil jaam Saturnis viibis, tegi jaam umbes 400 tuhat fotot ja saatis Maale üle 600 gigabaidi teavet. Nende tulemuste põhjal on juba kirjutatud umbes 4000 teadusartiklit – ja see arv kasvab, sest Cassini andmeid analüüsitakse veel pikki aastaid. Kõigi missiooni saavutuste kirjeldamiseks oleks vaja tervet esseede kogu. Mainime vaid lühidalt peamisi verstaposte.

Üks missiooni prioriteetsetest sihtmärkidest oli Titan. 2005. aasta jaanuaris eraldus sond Huygens Cassinist ja tegi selle pinnale ajaloolise maandumise. Huygensi piltidel oli näha keerulist maastikku, mille alad meenutasid jõesänge ja rannajoont. Pinnalt tehtud fotodel on ümarad kivid, millel on vedelikuga kokkupuute jälgi.

Titan mõlemalt poolt Cassini fotol

Seejärel tegi Cassini Titanist üle saja möödasõidu. Seade skaneeris radariga satelliidi pinda ja infrapunakiirgust tulistamine võimaldas vaadata selle udu alla. Selgus, et Titanil on järved, jõed, mered ja isegi vihmad. Kuid mitte veest, vaid vedelatest süsivesinikest - etaani ja metaani segust. Temperatuur Titanil on selline, et need ained võivad eksisteerida korraga kolmes olekus (vedel, gaasiline, tahke) ja täita sama rolli, mida vesi meie planeedil. See on ainus keha Päikesesüsteemis peale Maa, kus toimub täielik vedelikutsükkel ja mille pinnal eksisteerivad püsivad veekogud. Täpsemalt süsivesinikud.

Huygensi maandumine Titanile, ideekunst

Huygensi tehtud atmosfäärituule salvestus Titanil maandumisel

Üldiselt sarnanevad tingimused Titanil väga varajasele Maale hapnikueelsel ajastul. Satelliit osutus omamoodi ajamasinaks: see võimaldas uurida protsesse, mis võivad viia elu tekkeni meie planeedil. Mõned teadlased teevad isegi ettevaatlikke oletusi, et vaatamata madalale temperatuurile võivad Titanil juba eksisteerida lihtsamad eluvormid.

Mercatori platoo pildistas Huygens

Video maandumisest seadme fotode põhjal

Kuid Saturni süsteemis oli astrobioloogide jaoks veelgi atraktiivsem sihtmärk - Enceladus. Enne Cassini missiooni peeti seda lihtsalt üheks Saturni paljudest jäistest kuudest, mis ei pakkunud suurt huvi. Kuid pärast Cassini esimest visiiti Enceladusesse tuli need ideed põhjalikult läbi vaadata.

Enceladus, hiiglaslike geisrite planeet

Selgus, et vaatamata oma suhteliselt väikesele suurusele (satelliidi läbimõõt on 520 kilomeetrit, peaaegu kuus korda väiksem kui Kuu oma) on Enceladus üks geoloogiliselt aktiivsemaid kehasid Päikesesüsteemis. Selle lõunapoolus on tihedalt täis geisreid, mis paiskavad pidevalt vett kosmosesse. See vesi moodustab Saturni ümber eraldi rõnga. Enceladuse geisrite avastamisest on saanud teaduslik sensatsioon. Cassini programmi muudeti kiiresti ja järgmistel aastatel külastas seade satelliiti rohkem kui üks kord. Mitu korda lendas Cassini otse läbi oma heitmete, analüüsides nende keemilist koostist.

Enceladuse geisrid

Cassini kogutud andmed näitasid, et Enceladuse jäise pinna all asub ülemaailmne vedela vee ookean. Selle sügavus on hinnanguliselt 10 kilomeetrit, jää paksus selle kohal ulatub 2–30 kilomeetrini. Väljapaiskunud vee keemiline analüüs näitas selles sisalduvaid sooli, orgaanilisi ühendeid ja aineid, mis viitavad sellele, et Enceladuse ookeanis toimuvad aktiivsed hüdrotermilised protsessid. Nüüd peetakse seda satelliiti kõige sobivamaks elukohaks Päikesesüsteemis väljaspool Maad.

Cassini suutis lahendada "alavärvitud" Iapetuse mõistatuse. Selgus, et satelliidi värvierinevused on tingitud tolmust: meteoriidilöögid löövad selle Saturni kaugetelt kuudelt välja ja see satub Iapetuse juhtivale poolkerale (see on poolkera, millega ta liigub "edasi"). oma orbiidil). Tolmuga kaetud alad kuumenevad rohkem kui naaberpiirkonnad. Selle tulemusena aurustub jää nendest ja kondenseerub seal, kus pinnatemperatuur on madalam: tagaküljel ja ringpolaarsetes piirkondades. Moodustub positiivne tagasiside: tumedad alad muutuvad veelgi tumedamaks ja vastupidi.

Cassini avastas ka teise Iapetuse ainulaadse tunnuse – rõngakujulise mäeaheliku "Iapetuse müür", mis ulatub piki selle ekvaatorit. Ebatavalise moodustise kõrgus on kuni 13 kilomeetrit, laius kuni 20 kilomeetrit ja kogupikkus umbes 1300 kilomeetrit. Ühe teooria kohaselt oli Iapetusel kunagi rõngas ja selle osakesed langesid pinnale ja moodustasid seina.

Mustvalge Iapetus Cassini piltidel

Kuid loomulikult ei uurinud Cassini mitte ainult Saturni satelliite, vaid ka planeeti ennast. Missiooni aastate jooksul jäädvustas seade mitmeid aastaaegade muutusi. Eriti selgelt väljendusid need kuusnurgas – nii nimetatakse planeedi põhjapoolusel asuvat hämmastavat kuusnurkse kujuga keerist. Selle moodustise laius on 25 tuhat kilomeetrit, umbes kaks Maa läbimõõtu. Cassini jäädvustas, kuidas suve saabudes Saturni põhjapoolkeral kuusnurk muutis värvi tumesinisest kuldseks. Ultraviolettkiirguse intensiivsus kasvas, see vallandas fotokeemilised reaktsioonid ning põhjapoolusel hakati sünteesima ühendeid (toliinid), mis muutsid tormi värvi.

Saturni kuusnurkne keeris 2016. aastal

Cassini on Saturni rõngaste süsteemi korduvalt pildistanud. Pildid näitasid nende erakordset keerukust ja muutlikkust. Arvukad Saturni satelliidid avaldavad oma gravitatsiooni planeedi rõngastele, mistõttu tekivad neis keerised, lained, kinkid, aasad ja muud struktuurid. Mõned väikesed kuud tiirlevad otse rõngaste sees. Nende gravitatsioon kiirendab rõngaste osakesi, mistõttu tekivad neis rebendid. Teised satelliidid mängivad "karjaste" rolli. Näiteks Prometheuse ja Pandora orbiidid läbivad F-rõnga seest ja väljast.Satelliidipaari gravitatsioon hoiab rõngaste osakesi samal orbiidil, takistades nende hajumist eri suundades.

Kõrgeima kvaliteediga foto Saturni rõngastest

Me ei tohi unustada Cassini eesmärki populariseerida kosmoseuuringuid. See osutus lihtsaks. Saturn on võib-olla Päikesesüsteemi kauneim planeet ja selle fotod on ilmselt inspireerinud paljusid inimesi oma elu kosmosega siduma.

Üks Cassini kuulsamaid pilte on tehtud 19. juulil 2013. aastal. Sel päeval tegi seade planeedi ja selle ümbruse panoraampildistamise. Pildistamise ajal oli Päike täpselt Saturni taga, tõstes selle rõngaid tõhusalt esile. Ühel pildil oli näha ka meie planeeti. 1,5 miljardi kilomeetri kauguselt paistab see helesinise punktina.

"Päev, mil Maa naeratas": kuulus foto läbis põhjaliku värvikorrektsiooni, et muuta planeedid paremini nähtavaks. Maa on vaevumärgatav punkt all paremal rõngaste all

Cassini viimane seiklus

Cassinit nimetatakse sageli ideaalseks kosmosemissiooniks. Seade töötas tunduvalt kauem kui selle nominaalne nelja-aastane eluiga ja täitis kõik ülesanded ilma suuremate vahejuhtumiteta. Kuid paraku on igal tehnoloogial tegur, mis piirab selle tööaega. Cassini puhul olid need kursikorrektsioonideks vajalikud kütusevarud. Ilma selleta oleks seadme juhtimine muutunud võimatuks. Kontrollimatu jaam võib kukkuda ühele Saturni kuule ja kanda sinna maapealseid mikroobe. Sellise stsenaariumi välistamiseks otsustas NASA Cassini planeedi atmosfääris põletada.

Kuid enne seda pidi seade üle elama viimase seikluse – 20 tiiru Saturni rõngaste välisservas ja seejärel veel 22 tiiru planeedi atmosfääri ja selle rõngaste siseserva vahel. Ükski sõiduk pole kunagi sellesse lõhesse sukeldunud. Manöövrit peeti väga ohtlikuks, kuid kuna missioon oli juba lõpusirgel, otsustas NASA riskida.

Kunstniku mulje Cassini viimasest lennust

Nagu varemgi, täitis Cassini kõik oma ülesanded suurepäraselt. Ta kogus andmeid, mis peaksid lahendama Saturni peamise mõistatuse – tema rõngaste vanuse ja päritolu. Ühe versiooni kohaselt tekkisid nad koos planeediga. Teise väitel on rõngad palju nooremad ja ilmusid ühe Saturni kuu hiljutise (kosmiliste standardite järgi) hävitamise tulemusena. Cassini andmeid analüüsitakse veel mitu kuud, kuid senised esialgsed tulemused räägivad teise versiooni kasuks.

Cassinil oli veel viimane ülesanne täita. Sisenemise ajal kasutas sõiduk tõukejõude, et hoida oma antenn Maa poole suunatud nii kaua kui võimalik. Juba lagunedes jätkas Cassini siiski andmete edastamist gaasiümbrise koostise ja Saturni magnetvälja kohta. Isegi siin õnnestus seadmel sihtmärk ületada, püsides sellistes ekstreemsetes tingimustes 30 sekundit kauem, kui simulatsioonid ennustasid. Universaalse aja järgi kell 11 tundi 55 minutit 46 sekundit sai NASA süvakosmose sidekompleks Canberras viimase signaali Cassinilt. Seade ise oli selleks ajaks juba kildudeks lagunenud ja muutunud leegitsevaks meteooriks.

NASA jättis Cassiniga hüvasti ilma leinata. Siiski pole see katastroof, vaid eduka missiooni lõpp (NASA / Joel Kowsky)

Missiooni lõppemine tekitas vastakaid emotsioone: uhkust, imetlust, kurbust ja tühjust. Cassini on nii kaua töös olnud, et raske on meenutada aega, mil seda seal polnud. Võite ette kujutada, mida kogesid missioonil osalejad, kes olid projekti kallal töötanud alates 1980. aastatest, vaadates seadme signaali kadumist.

Seda kurvemaks läheb, kui mõistad, et järgmist taolist ekspeditsiooni Päikesesüsteemi kaugetele planeetidele tuleb oodata vähemalt kümme aastat. Kahjuks on kosmoseuuringud aeglane äri ja Cassini ambitsiooniga võrreldavat missiooni pole silmapiiril. Lohutab vaid see, et jaama kogutud andmete põhjal tehakse palju uusi avastusi.

Cassini pärand elab väga kaua. Fotod, mida ta Saturnist ja selle kuudest tegi, jäävad meiega igaveseks. Tänu Cassinile saime näha neid kosmilisi kehasid, mis varem olid meie jaoks vaid täpid taevas, kogu oma hiilguses.