В 1973 году было начато глобальное исследование одной из планет солнечной системы – Сатурна. Американскими учеными в космос была выпущена межпланетная станция под названием «Пионер-11». Это позволило нам узнать очень многое о далекой и загадочной планете, увидеть ее красоту и исследовать поверхность. Со временем ученые поняли, что им необходимо получить еще сведения о космическом гиганте, только уже другого характера. И для этого была разработана миссия двух аппаратов «Кассини», «Гюйгенс». Интерес к планете позволит не только узнать подробнее о ее характеристиках, но возможно станет началом новых исследований и изобретений на Земле. Помимо красивых снимков Сатурна, аппарат передает также данные о составе почвы, высоте различных величин, и самое главное, помогает подробнее рассмотреть спутники космического гиганта. Возможно, узнав подробнее о них, мы сможем разгадать больше загадок вселенной, а их осталось еще очень и очень много.
Общие сведения об аппарате
Для отправки миссии США пришлось потратить около трех миллиардов долларов, чтобы провести исследования далекой планеты. Три самые известные и талантливые организации, исследующие космос, занимались разработкой и строительством оборудования, кроме того, в процессе приняли участие семнадцать различных стран.
Устройство аппарата "Кассини"
Связь с Землей разрабатывала итальянская компания. Она оснастила аппарат четырехметровой антенной. В связи с местом, которое он должен был использовать, солнечные батареи решили не применять, ведь они не будут иметь там никакого смысла. Вместо этого, в качестве генератора энергии использовались три термоэлектрических и радиоизотопных генератора. В них залили тридцать три килограмма особо радиоактивного плутония, выступающего в качестве топлива. Такого количества хватит на двести лет работы оборудования. Кстати, около половины веса станции "Гюйгенс-Кассини" занимает топливо, с помощью которого аппарат тормозил, выходил на орбиту Сатурна и проводил другие необходимые для миссии маневры.
"Гюйгенс"
Это обычный космический зонд, который по планам создателей должен был приземлиться на спутнике гиганта – Титане. Он оборудован шестью приборами, разработанными специально для изучения поверхности спутника. Также на нем располагается десантная камера, спроектированная для запечатления пейзажей спутника, на тот момент практически не изученного учеными. Вес аппарата составляет 350 килограммов. Объединение с Кассини проводилось с целью совместного полета, ведь миссии этих двух объектов находятся близко друг к другу.
Полет
15 октября в 1997 году состоялся запуск станции "Кассини" и прикрепленного к ней аппарата "Гюйгенс" для исследования Сатурна. Чтобы отправить станцию в космос, использовалась специализированная ракета-носитель под названием "Титан 4Б". Кроме этого пришлось использовать дополнительный блок, обеспечивший разгон объекта, который назывался "Кентавр".
Первые снимки
Прибыл на место Cassini Huygens зимой 2000 года. Именно тогда он прислал на Землю первые снимки Сатурна в первой лунной четверти, это вид, ранее не виданный землянами. Также исследователи получили снимки спутника Феба, который не меньше, чем планета-гигант, интересует ученых. Это была настоящая сенсация, ведь людям впервые удалось так четко рассмотреть данный космический объект.
Спутник Феба
Благодаря фотографиям удалось рассмотреть, что Феб очень похож внешне на астероид величиной двести километров и что у него неправильная форма. Кроме того, ученые узнали, что в большей степени он состоит из льда и имеет структуру кометы. Эти сведения приблизили ученых к пониманию тайн системы Сатурна.
Солнечные блики на ледяных кольцах Сатурна
Преодолев расстояние до Сатурна, "Кассини" вышел на орбиту планеты. Произошло это в середине лета 2004 года. По пути он столкнулся лишь с двумя препятствиями, но это не вызвало особо значимых повреждений. Прежде чем приземлиться на планету, он сделал 74 оборота вокруг Сатурна, это заняло у него примерно четыре года. Зато за это время он изучил поверхность гиганта и его спутников. Стоит отметить, что станция пролетела вокруг Титана 45 раз.
Основные цели
"Гюйгенс", "Кассини" были отправлены на Сатурн с целью изучить планету, а именно:
- Определить структуры и выяснить поведение колец планеты.
- Узнать геологическую структуру и историю спутников Сатурна.
- Узнать природу и откуда произошла темная материя на одном из полушарий спутника Япет.
- Исследовать структуру и поведение магнитосферы.
- Исследовать структуру облаков и узнать, как ведет себя атмосфера.
- Узнать больше о тумане и облачном покрове на Титане.
- Определить характер поверхности Титана.
Инструменты на миссии
"Гюйгенс", "Кассини" были оборудованы спектрометром, чтобы на Земле смогли получить составленные аппаратом карты планеты. Также была установлена система получения снимков "Радар". С ее помощью проводилось измерение высоты объектов на планете и спутниках. "Радар" работает, используя радиосигналы, которые отражает спутник. Кроме того, он прослушивал радиосигналы, которые издает планета. Также в оснащении входят: масс-спектрометр нейтральных частиц и ионов, плазмы и радиоволн, магнитосферная камера, ультрафиолетовый и инфракрасный спектрометр-камера, магнитометр, подсистема RF и ядерный генератор.
Хроника полета
- 1997 – вылет с Земли.
- 1998 – первый маневр на Венере и создание множества прекрасных и незабываемых снимков планеты.
- 2000 – полет мимо астероида Масурски, благодаря станции удалось узнать, что его диаметр составляет примерно 20 километров, что значительно повлияло на дальнейшие исследования.
- 2000 – в декабре он пролетел мимо Юпитера, сделав множество цветных снимков и проведя ряд важных исследований.
- 2001 – обнаружение дымки на пути от Юпитера к Сатурну, это первые признаки ее в созвездии Плеяд.
- 2004 – полет мимо Титана и обнаружение криовулкана с истекающим из него азотным льдом, что стало сенсацией в мире космических исследований.
- 2004 – в ночь на 25 декабря произошло отделение зонда "Кассини".
- 2005 – "Кассини" успешно сел на Титане и приступил к выполнению своей части миссии.
Результаты миссии
С помощью аппарата ученым удалось провести эксперимент по проверке общей теории относительности. В этот момент ученые наблюдали частотный сдвиг и задержку сигнала. В 2005 году удалось изучить спицы Сатурна, но это не помогло понять механизм их создания. Считается, что следующие спицы должны были появиться в 2007 году. Кроме того, аппарат позволил обнаружить новые спутники планеты Метоне, Палене и Полидесис. А в мае в щели Килера обнаружили еще один спутник, получивший название Дафнис, это уже второй спутник, у которого орбита расположена внутри колец планеты.
Продление миссии
Решая, что будет с устройством после того, как оно завершит свою миссию, ученые разработали несколько вариантов развития событий для станции "Гюйгенс-Кассини". Самым приоритетным и желаемым вариантом, предложенным разработчиками, стал вывод аппарата на вытянутую орбиту Сатурна. Его преимущество в том, что станция продолжила бы летать вокруг планеты, при этом она бы не столкнулась с ее спутниками или другими препятствиями, способными повлиять на ее целостность.
Вторым вариантом, предложенным сотрудниками исследовательского центра, был вывод станции в атмосферу Сатурна. Но тут есть одна сложность, чтобы сделать это, пришлось бы провести его через кольца планеты. В таком случае велика вероятность потери контроля над устройством, а соответственно, и неизвестность, какая судьба ждет на Сатурне "Кассини".
Также было предложено использовать станцию с целью изучения других космических объектов в поясе Кайпера, в том числе Уран и Нептун. С учетом запаса топлива и набора инструментов станция вполне справилась бы с заданием и помогла бы узнать больше о малоизученных участках нашей солнечной системы.
Еще одним вариантом использования автоматической межпланетной станции было выведение его на путь столкновения с Меркурием. Ученые рассчитали, что это вполне возможно, если использовать гравитационное поле Юпитера. Тогда он будет лететь к планете со скоростью 20 километров в час и без вреда для себя столкнется с малоизученным объектом. По этим планам, примерно в 2021 году люди смогли бы подробнее изучить Меркурий, его структуру, строение и состав.
Но в 2007 году было принято единогласное решение, чтобы станция оставалась на орбите Сатурна. Наблюдение за планетой продолжается до сих пор, спутник постоянно передает снимки этого удивительного гиганта на Землю, открывая нам все новые тайны далекого и пока непонятного полностью Сатурна, расстояние до которого мы смогли преодолеть с помощью разработок известных ученых и желания познать космос. Конечно, было потрачено много денег, времени и сил, но с полной уверенностью можно говорить, что это того стоило. Ведь чем больше мы узнаем о мире вокруг нас, тем лучше мы сможем понять самих себя. Исследования космоса ежегодно развиваются, и, кто знает, возможно следующую миссию на Сатурне будет выполнять уже не функциональная автоматическая станция, а группа квалифицированных космонавтов. В любом случае, аппарат совершил выход на орбиту и открыл людям не только полезные сведения, но и уникальные снимки этой далекой и красивой планеты.
