Cassini - Huygens
Organisasjon |
NASA ( Cassini ) ESA ( Huygens ) ASI (Antenne Cassini) |
---|---|
Felt | Studie av det saturnianske systemet |
Type oppdrag |
bane : Cassini lander : Huygens |
Status | Oppdrag fullført |
Launcher | Titan IV-Centaur |
COSPAR-identifikator | 1997-061A |
Nettstedet | saturn.jpl.nasa.gov |
Start av design | 1988 |
---|---|
Start | 15. oktober 1997 |
Flyr over Jupiter | 30. desember 2000 |
Innsetting i bane rundt Saturn | 1 st juli 2004 |
Landing av Huygens på Titan | 14. januar 2005 |
Oppdragets slutt | 15. september 2017 |
Messe ved lansering |
Cassini : 5712 kg Huygens : 320 kg |
---|---|
Masseinstrumenter |
362 kg ( Cassini ) 48 kg ( Huygens ) |
Framdrift | Flytende drivmidler |
Ergols | Hydrazin |
Drivstoffmasse | 3.267 kg |
Av | ~ 2 km / s |
Holdningskontroll | Stabilisert på 3 akser |
Energikilde | RTG |
Elektrisk energi | 885 watt |
Bane | Saturnisk bane fra 2004 til 2017 |
---|
ISS | Kamera |
---|---|
UVIS | Ultraviolet Imaging Spectrograph |
VIMS | Infrarødt / synlig spektrometer |
CIRS | Infrarød spektroskopi |
x | Radar |
MIMI | Kartlegging av magnetosfæren |
INMS | Massespektrometer |
CAPS | Spektrometer |
MAG | Magnetometer |
RPWS | Studie av plasmabølger |
CDA | Kosmisk støv analyse |
RS | Radiovitenskap |
Cassini-Huygens er et romfartsoppdrag i det saturniske systemet ved hjelp av en romføler utviklet av den amerikanske romfartsorganisasjonen NASA , med betydelige bidrag fra Den europeiske romfartsorganisasjonen (15% av kostnadene) og den italienske romfartsorganisasjonen . Lansert den15. oktober 1997, plasseres maskinen i bane rundt Saturn i 2004. I 2005 landet den europeiske landeren Huygens , etter å ha blitt løsrevet på slutten av 2004 fra modersonden, på overflaten av satellitten Titan og kan overføre informasjon samlet under nedstigning og etter landing. Den Cassini Orbiter deretter dreier seg om Saturn og fortsetter det vitenskapelige studiet av den gigantiske gassplanet , drar nytte av sin korte avstander passasjer fra sine satellitter til å samle inn detaljerte data på dem. Oppdraget, som opprinnelig var planlagt i fire år, ble utvidet to ganger: fra 2008 til 2010 av equinox- oppdraget ( Equinox Mission ), deretter fra 2010 til 2017 av solstice- oppdraget ( Solstice Mission ). For å beskytte moons av planet , slutter romsonden sin tur ved å slippe inn i Saturn atmosfære på 15. september 2017.
I 1982 studerte de amerikanske og europeiske vitenskapelige miljøene uavhengig sendingen av et oppdrag for å studere Saturn. Etter å ha jobbet med separate prosjekter, lanserte NASA og European Space Agency på slutten av 1980-tallet utviklingen av et felles oppdrag: NASA utviklet orbiteren og ESA landeren, som skulle lande på Titan. Prosjektet har flere ganger kommet nær å bli kansellert, etter NASAs budsjettvansker. Miljøbevegelser prøver å forby sjøsetting av romfart på grunn av plutonium om bord for å levere energi til romføler. Til slutt lanseres romtesonden den15. oktober 1997av den tunge bæreraketten Titan IV -B.
Mission spesielt ambisiøs og dyrt ( 3260 millioner av amerikanske dollar ), Cassini er festet slik til programmet flaggskip av NASA. Ved sin totale masse av 5,7 tonn (inkludert 3,267 tonn av drivstoff og 320 kilo for Huygens lander ), er det den største romfartøyet lansert mot de ytre planetene . Orbiteren bærer tolv vitenskapelige instrumenter, inkludert en radar , mens Huygens bærer seks. Cassini er stabilisert på tre akser og energien kommer fra tre radioisotop termoelektriske generatorer (RTG) som bruker plutonium .
Cassini-Huygens- oppdraget oppfyller alle sine vitenskapelige mål ved å levere et vell av data om Saturn, dens magnetosfære , ringene , Titan og de andre satellittene til den gigantiske planeten. Orbiterkameraene gir også noen av de vakreste bildene i solsystemet. Cassini lar oss avgrense vår kunnskap om spesielt Titan ( innsjøer av flytende metan , sanddyner, atmosfærens sammensetning osv.), For å oppdage geysirene i Enceladus , tegn på et underjordisk hav, kanskje huser en livsform , '' få de første detaljerte bildene av Phoebe , for å analysere detaljene strukturen til Saturns ringer, for å observere de forbløffende formasjonene til atmosfæren til den gigantiske planeten på nivået av nordpolen og for å oppdage et dusin nye små naturlige satellitter (mindre enn 10 kilometer ), og bringer det totale antallet hittil kjent saturniske satellitter til mer enn 200 (2019). Dataene som er samlet inn på ringene til Saturn i løpet av de siste banene, gjør det mulig å datere utseendet deres: de ble opprettet for mindre enn 100 millioner år siden, og de må forsvinne på mindre enn 100 millioner år.
De første amerikanske prosjektene for å utforske Saturn og dets system (ringer og måner), ved en romføler som er plassert i bane rundt den gigantiske planeten, dateres tilbake til begynnelsen av 1970-tallet . På dette tidspunktet var Pioneer 11 på vei for den første fly av Saturn, og Voyager- programsondene , som skulle følge stien, var under utvikling. I 1973 jobbet forskningssenteret Ames fra NASA med et oppdrag til Saturn gjenbruk av teknologier utviklet for Pioneer Venus og fremtidig sonde Galileo . I 1975 anbefalte Office of Space Science of the National Research Council of the United States å sende en sonde dedikert til studiet av Saturn, dens ringer og måner, inkludert Titan . Observasjoner fra jorden av denne månen, den nest største i solsystemet etter Ganymedes , gjør det mulig å oppdage tilstedeværelsen av en atmosfære der det er spor av metan og utvilsomt av komplekse hydrokarboner , som får det til å se ut som den tidlige jorden . Den Ames Research Center provisjoner en studie for en Titan leting kjøretøy. Flere typer romfartøy vurderes fordi det er lite kjent om atmosfærens egenskaper, og spesielt dens tetthet. I 1976 så JPL- senteret til NASA, innenfor rammen av Purple Pigeons- programmet , den samme utsendelsen av en maskin som skulle lande jevnt på overflaten av Titan og en sonde som skulle gå i bane rundt Saturn, i forkant av Cassini. -Huygens misjon . Dette settet må lanseres fra den amerikanske romfergen , med et Centaur- stadium som er ansvarlig for å gi det drivkraften slik at det kan nå planeten Saturn. For utformingen av landeren antas det at Titans atmosfære har en tetthet mellom 20 og 100% av jordens atmosfære, og det er planlagt en landing på overflaten av hydrokarbonsjøer. Resultatene av overflyging av Saturn-systemet av Voyager 1 i 1980 og deretter Voyager 2 i 1981 økte interessen for et oppdrag dedikert til utforskningen av den gigantiske planeten. Når det gjelder Titan, et av hovedmålene for Voyager- programmet , er informasjonen som er samlet inn begrenset fordi overflaten til satellitten er helt tilslørt av et tykt lag med skyer . Bare en radar eller en lander kan trenge gjennom denne hindringen. I tillegg gjøres flyvningen over Saturnian-systemet med Voyager- prober i høy hastighet ( 30 kilometer per sekund). Under disse forholdene er datainnsamlingen begrenset av overflygingens varighet, rundt to uker, samt av banen som følges. I denne sammenhengen studerer NASA lanseringen av en romføler avledet fra Galileo og bærer to maskiner som er ansvarlige for å studere atmosfærene til Saturn og Titan.
Tidlig på 1980-tallet anbefalte rapporten fra NASAs undersøkelsesutvalg for solsystemer , som satte NASAs mål for det neste tiåret, utvikling av fire oppdrag: Venus Radar Mapper , Mars Geoscience / Climatology Orbiter , Comet Rendezvous Asteroid Flyby (CRAF) og en orbiter for å studere Saturn. Samtidig foreslo Daniel Gautier, fra Meudon Observatory , og Wing-Huan Ip, fra Max-Planck Institute ( Tyskland ), å utvikle et partnerskap mellom Europa og USA for utforskning av Saturn, ved å bruke modellen til den tyske -American Galileo- oppdrag . Sammen med 27 andre europeiske forskere foreslo de to mennene et prosjekt i 1982 som de kalte Cassini, som svar på en innkalling til søknader fra European Space Agency . Europa må utvikle bane, mens NASA har ansvaret for utviklingen av landeren , fordi bare den har den nødvendige kompetansen. Kontakter er laget med amerikanske forskere, gjennom Tobias Owen fra University of Hawaii . Samme år 1982 opprettet European Science Foundation og American National Academy of Sciences sammen en arbeidsgruppe for å definere felles prosjekter for utforskning av solsystemet . Denne gruppen anbefaler utvikling av et oppdrag for å utforske Saturn-systemet som består av både en bane og en lander, og dermed tar opp Cassini-forslaget. Bane må gjenbruke den meget sofistikerte plattformen som utvikles for Galileo- sonden , som gjør det mulig å bære en lander og samle inn mye vitenskapelig informasjon. ESA forventes å utvikle landeren, mens NASA vil sørge for bane. I studiene valgte NASA imidlertid av kostnadsmessige grunner å utvikle en enklere plattform, kalt Mariner Mark II , avledet fra maskinene til Mariner-programmet . Dette må først implementeres av CRAF-oppdraget, deretter av oppdraget som ble lansert mot Saturn. Imidlertid ble beslutningstaking utsatt til slutten av tiåret. Fra 1984 til 1985 gjennomførte NASA og ESA tekniske mulighetsstudier på prosjektet. I 1986 plasserte den ti år lange utforskningsrapporten om solsystemet, utgitt av de amerikanske akademiske myndighetene ( National Academy of Sciences ), utforskningen av Saturn og dets system øverst på prioriteringene. ESA fortsatte studiene på prosjektet i 1986, mens astronauten Sally Ride i 1987 forsvarte ideen om et felles prosjekt mellom NASA og ESA, i en rapport om emnet.
Den europeiske romfartsorganisasjonen er den første til å ta skrittet fullt ut, velge25. november 1988, innenfor rammen av det vitenskapelige programmet Horizon 2000 , Huygens lander , ansvarlig for landing på Titan , blant fire forslag. Samme år inkluderte NASA i sitt budsjett et prosjekt som grupperte Cassini- orbiteren og CRAF-romsonden, som brukte den samme plattformen, men ikke fikk økonomisk grønt lys før i november 1989, med et lavere budsjett. På hans forespørsel. I følge de første planene skal oppdraget først lanseres i 1994 av den amerikanske romfergen . Men etter ulykken med romfergen Challenger , som forbyr å ta bort Centaur- scenen , er det nødvendig å falle tilbake på den militære bæreraketten Titan IV . Tre lanseringsvinduer i desember 1995, april 1996 og 1997 er identifisert, og den fra 1996 beholdes. Det forventes at romsonden vil bruke gravitasjonsassistanse fra Venus, Earth og Jupiter , at den utfører en kort flytur over asteroiden (66) Maia , og at den ankommer systemet til Saturn i 2002. Nyttelasten er valgt samtidig i september 1990, av de to romfartsorganisasjonene. Operasjonene til Cassini- bane forventes å bli kontrollert av NASAs JPL- senter , mens Huygens skal fly fra ESA-senteret, som ligger i Darmstadt . Mariner Mark II- bussen , som brukes av Cassini- orbiteren , må inneholde en styrbar modul som gjør det mulig å peke fjernmålerinstrumentene og en andre kontinuerlig roterende modul for instrumentene som måler felt og partikler.
Fase | Service | Koste | Byrå |
---|---|---|---|
Utvikling (1988-1997) |
Cassini med instrumenter | 1,422 milliarder amerikanske dollar | NASA |
Huygens med instrumenter | US $ 500 millioner | ESA | |
Cassini antenne | US $ 160 millioner | UPS | |
Lansering (1997) | Titan IV Launcher | US $ 422 millioner | NASA |
Operasjoner (1997-2017) |
Operasjoner | US $ 710 millioner | NASA |
Telekommunikasjonsnett | US $ 54 millioner | NASA |
En første modifisering av de opprinnelige planene ble gjort i 1991: lanseringen blir ført frem til 1995. Romsonden, under transitt, må bruke gravitasjonsassistanse to ganger (Venus deretter Jorden) og fly over asteroiden (302) Clarissa . Men disse planene ble raskt snudd på hodet av NASAs budsjettkutt, som utsatte lanseringen til 1997. Noen måneder senere ble utviklingen av det to CRAF-oppdraget utført i fellesskap av NASA og den tyske romfartsorganisasjonen kansellert, for å tillate til Cassini-prosjektet for å overleve. Men utviklingen av den vanlige Mariner Mark II- plattformen , som ikke lenger er berettiget i denne nye sammenhengen, overlever ikke denne kanselleringen. I 1992, for å møte de økende kostnadene ved prosjektet, ble utviklingen av en styrbar modul forlatt og retningsantennen satt fast. Disse tiltakene sparer US $ 250 millioner , på bekostning av en alvorlig forringelse av romfølerens operative evner. Det kan ikke lenger både samle vitenskapelige data og overføre dem i sanntid til jorden. I den nye konfigurasjonen krever overføring av data, som bruk av visse instrumenter, omorientering av hele romføleren. Den vinkelhastigheten av orbitalfartøyet å være 18 ganger langsommere enn den som er påtenkt for de orienterbare moduler, disse endringene redusere smidighet av romsonden og derfor operasjonell fleksibilitet av Cassini . For å spre kostnadene, bestemmer NASA å starte romfartøyet med ufullstendig programvare , hvis utvikling må fortsette under turen til Saturn. Under disse forholdene er det ikke lenger planlagt å fly over en asteroide under transitt. For ytterligere å redusere kostnadene ble det oppnådd en avtale mellom NASA og det italienske romfartsbyrået (ASI) for sistnevnte som støtter utviklingen av en del av telekommunikasjonssystemet , radaren og spektrometeret for synlig lys og infrarødt av orbiteren. I 1994 vurderte NASA, igjen satt under budsjettpress, å kansellere prosjektet. NASA-administratoren, Daniel Goldin , har lansert sitt interplanetære oppdragsprogram til en lav pris, med tagline Raskere, billigere, bedre ( "Raskere, billigere, bedre" ), han kontrasterer tilnærmingen komplekse, kostbare og sakte utviklende oppdrag, av som Cassini syntes å være en perfekt representant for ham. Den europeiske romfartsorganisasjonen , som allerede har investert 300 millioner dollar i Huygens , sender et brev gjennom sin direktør Jean-Marie Luton til visepresidenten for USA Al Gore , for å varsle ham om risikoen ved kanselleringen av Cassini-Huygens for felles vitenskapelige prosjekter mellom Europa og USA og understreket nok en gang upåliteligheten til den amerikanske partneren. Dette presset fra den europeiske romfartsorganisasjonen bidro til å utsette kanselleringen det året, samt et nytt forsøk fra den amerikanske kongressen i 1995. Andre kostnadsbesparende tiltak ble tatt: den ekstra antennen som skulle brukes av bane for å videreformidle Huygens radiosendinger er avviklet, og Voyager- programmets reservedeler gir vidvinkelkameraet. Omvendt , ettersom produksjonen av typen plutonium som brukes av termoelektriske radioisotopgeneratorer (RTG) er forlatt på grunn av mangel på sivil anvendelse, må produksjonslinjen relanseres med store utgifter for å skaffe drivstoffet som er nødvendig for oppdraget.
Til slutt estimeres det totale budsjettet for oppdraget til 3,27 milliarder dollar . Bidraget fra NASA er 2,6 milliarder dollar, mens ESA bidrar med rundt 500 millioner og UPS for 160 millioner . For NASA er hovedutgiftspostene utvikling av Cassini- sonden og dens instrumenter, samt produksjon av plutonium, Titan IV- bæreraketter og lanseringsoperasjoner ( $ 1.422 milliarder dollar ), operasjoner i bane ( 710 millioner ) og telekommunikasjonsoperasjoner støttet av NASA Deep Space Network ( 54 millioner ):
Romsonden er oppkalt etter to astronomer som spilte en viktig rolle i studiet av Saturnus system: Giovanni Domenico Cassini , italiensk astronom, født i Perinaldo i den tidligere republikken Genova , som oppdager fire satellitter og delingen av ringen av Saturn som bærer navnet sitt, og Christian Huygens , nederlandsk astronom fra samme århundre, som oppdager Titan.
Ettersom sonden beveger seg veldig langt fra solen , er det ikke mulig å bruke solcellepaneler for å gi den energien som er nødvendig for sonden. Dette er grunnen til at det innebærer tre GPHS-RTG- generatorer : disse radioisotop-termoelektriske generatormodellene (RTG) produserer elektrisitet direkte fra varmen som produseres av det naturlige forfallet av plutonium 238 . RTG-generatorer har en levetid som langt overgår oppdragets 11 år . Cassini-Huygens- sonden bærer 32,8 kilo plutonium (hovedsakelig 238 Pu , veldig radioaktivt), noe som forårsaker kontrovers med miljøvernere , fysikere og tidligere medlemmer av NASA . Når det gjelder risikoen for forurensning, er de offisielle estimatene som følger: sannsynligheten for en plutoniumlekkasje i løpet av de første 210 sekundene er 1 av 1400, for en lekkasje under oppstigningen av bæreraketten 1 i 476, for bakken forurensning etter mindre enn 1 i en million, med risiko for 120 dødsfall over 50 år hvis en slik hendelse inntreffer. Mange observatører gir andre estimater. For eksempel forutsier fysiker Michio Kaku 200 000 dødsfall hvis plutonium forurenser et urbanisert område på grunn av atmosfærisk spredning, selv om oppstartsveien er planlagt for å passere langt fra store metropoler, og hvis RTG er designet for å redusere risikoen for plutoniumdispersjon i tilfelle feil i bæreraketten. Likeledes oppstår en ekstra risiko fra den andre passasjen nær Jorden på18. august 1999. NASA publiserer informasjon som er ment å være uttømmende og betryggende om risikoen forbundet med RTG-generatoren.
Da Cassini-Huygens- oppdraget ble utviklet, hadde tre romsonder - Pioneer 11 , Voyager 1 og Voyager 2 - allerede studert Saturn . De gir mye informasjon og lar oss oppdage den vitenskapelige betydningen av Titan . Men deres korte oversikt gir bare et glimt av kompleksiteten i den saturniske verden. En grundig studie gjenstår å gjøre. Også målene som er satt for Cassini-Huygens- oppdraget er mange. De forholder seg både til hver av de typene himmellegemer som er tilstede i det saturniske systemet - Saturn, dens ringer , Titan , de iskalde månene til Saturn og magnetosfæren til den gigantiske planeten - og til samspillet mellom disse forskjellige komponentene.
Datert | Begivenhet | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
15. oktober 1997 | Lansering av romføler | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
1997 - 2004 |
Transitt til Saturn
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
11. juni 2004 - 30. juni 2008 |
Primæroppdrag
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
1. juli 2008 - september 2010 |
Første utvidelse: Jevndøgnoppdrag
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
september 2010 - 15. september 2017 |
Andre utvidelse: Solstice-oppdrag
|
Titan er hovedtemaet for oppdraget. Det skal studeres av både Huygens- lander og Cassini- bane . De vitenskapelige målene om det er:
Blant de sekundære målene for oppdraget, gjelder noen magnetosfæren til gassgiganten; Det er :
Siden oppdagelsen av Saturns ringer har de vært et av de mest studerte objektene i solsystemet; når det gjelder dette oppdraget, er det:
De saturniske månene skal ikke overgås; Det er :
Til slutt, angående Saturn selv, handler det om:
For å oppfylle Cassini-Huygens- oppdraget har NASA og den europeiske romfartsorganisasjonen utviklet den tyngste romsonden som noensinne er lansert i solsystemet. Med en masse på 5 712 kg ved oppskyting, veier den to ganger Galileo- sonden som sirklet rundt Jupiter (1995-2003). Dette håndverket inkluderer Cassini- bane og Huygens- lander . Cassini Orbiter er en romsonde som er ansvarlig for å studere Saturns planetsystem, og er utstyrt med totalt 12 vitenskapelige instrumenter. Denne bane bærer Huygens lander . Droppet nær Titan , Saturns største satellitt, og landeren må passere atmosfæren ved å studere den før den lander på jorda.
Den Cassini Orbitalfartøyet blir utviklet av NASA JPL plass sentrum , med deltakelse fra ESA for PSE ( Probe Support Equipment ) modul som tjener som et relé med Huygens , og ASI for antennen. Høye forsterkning kommunikasjon. Romsonden måler mer enn 6,7 meter høy og 4 meter bred. Romsonden består av en stabel med 4 rom. Fra topp til bunn finner vi parabolantenne med 4 meter diameter, den øvre utstyrsmodulen, fremdriftsmodulen og den nedre utstyrsmodulen. Til dette settet er det på sidene festet en palle som grupperer sammen vitenskapelige fjernmålerinstrumenter som kameraer, en palle som grupperer sammen vitenskapelige instrumenter dedikert til studier av felt og partikler, og Huygens lander . En 11 meter bom , som støtter magnetometersensorene, og tre antenner for å studere plasma, er utplassert i bane, vinkelrett på romfølerens akse.
Cassinis tomme masse er 2.125 kilo, og det tilsettes 3.267 kilo drivstoff, samt Huygens- sonden , som veier 320 kilo. Drivstoffet brukes til kurskorrigeringer under transitt til Saturn, og baneendringer under oppdraget i det saturniske systemet, for å optimalisere overflyging over månene. Størstedelen av massen av drivstoff brukes til å sette romføler i bane rundt Saturn. Orbiteren er oppkalt etter astronomen Giovanni Domenico Cassini , som studerte Saturns ringer i detalj, og oppdaget noen av de store månene til den gigantiske planeten ( Japet , Rhea , Tethys og Dione ).
Hoveddrivkraften leveres av to rakettmotorer med flytende drivstoffer som har en fast og ikke-styrbar skyvekraft på omtrent 445 newton . Disse omstartbare drivstoffene brenner en blanding av monometylhydrazin (MMH) og nitrogenperoksyd som er under trykk med helium .
Sonden er stabilisert på 3 akser i alle faser av oppdraget. Holdningskontrollsystemet er ansvarlig for å opprettholde orienteringen til romsonden. Praktisk talt alt utstyret til orbiteren er fast, det er opp til dette systemet å sikre at disse peker mot målene sine. Dette inkluderer spesielt å peke antennene mot jorden for telekommunikasjonssessioner, bruk av høyforsterkningsantennen som radar-mottaker eller for radiovitenskapelige økter, orienteringen av den optiske aksen til fjernmålerinstrumentene mot målobjektet og vedlikehold av orientering når hovedpropellene aktiveres. Orienteringskontrollen utføres hovedsakelig ved hjelp av stjernesikter , solsensorer og treghetenhet , som alle er til stede i duplikat for å kunne takle en feil. Retningslinjene endres med fire reaksjonshjul , inkludert en lettelse, og fire grupper på fire små thrustere, monopropellanter som brenner hydrazin.
Tre termoelektriske generatorer av radioisotop gir elektrisk energi ved å konvertere varmen som produseres av plutoniumets radioaktivitet til elektrisitet. Dette systemet gjør satellitten uavhengig av solbelysning, som er hundre ganger svakere i løpet av Saturns bane enn i bane rundt jorden. De tre RTG-ene gir sammen 885 watt ved oppdragets start og 630 watt ved slutten av det nominelle oppdraget i 2008. Elektrisiteten fordeles i form av en likestrøm på 30 volt.
For telekommunikasjon med jorden bruker Cassini tre forskjellige antenner: en fast parabolantenn med høy forsterkning fire meter i diameter og to antenner med lav forsterkning. Den parabolske antennen med en masse på 100 kg er laget av bikake av aluminium og designet for å takle store termiske påkjenninger: kretser rundt Saturn, den må fungere ved en temperatur på -200 ° C etter at den ble hevet til 180 ° C ved oppdragets start når den sirkulerer i bane til Venus der den brukes som solskjerm. Det tar mellom 68 og 84 minutter å nå Jorden, avhengig av posisjonen til Saturn og jorden i bane. Telekommunikasjon er laget i X-bånd (8,4 GHz i overføring, 7,2 GHz i mottak) med en overføringseffekt på 20 watt. På nivået med Saturn gjør bruken av antennen med høy forsterkning det mulig å nå en nedadgående strøm på 116 kilobit per sekund hvis mottaket på jorden skjer med en parabolantenn på 60 meter i diameter (men bare 36 kilobit med en antenne på 34 meter ).
Diagram over Cassini- sonden med plassering av vitenskapelige instrumenter og større utstyr
| ||
1 MAG magnetometer , 2 VIMS synlig og infrarødt spektrometer , 3 RPWS plasma- og radiobøleanalysator , 4 ISS-kameraer , 5 CIRS infrarødt spektrometer , 6 UVIS ultrafiolett spektrograf , 7 MIMI magnetosfærebilder , 8 CAPS plasmaspektrometer , 9 ion og atommassespektrometer nøytral INMS , 10 Radar , (den kosmiske støvdetektoren og vitenskapsradioboksen er ikke synlige i disse visningene) . |
Cassini- bane bærer tolv instrumenter. Fire av dem er fjernmålerinstrumenter , dvs. fjernobservasjon. Disse er festet på et scene som ikke beveger seg, og deres optiske akser er justert. For å sikte mot et gitt punkt, må hele sonden omorienteres. Disse instrumentene er:
Seks andre instrumenter er viet til studier av felt og partikler, og utfører målingene sine in situ , det vil si i omgivelsene rundt sensorene deres. De er montert på forskjellige steder. CAPS, INMS og to av MIMIs sensorer er plassert på samme faste plate. MIMI-instrumentet er montert på samme scene som fjernmålerinstrumentene, og synsfeltet er på linje med instrumentene. Disse instrumentene er:
Cassini tar også med seg :
Instrument | Type | målinger | Tekniske egenskaper | Fremførelser | Masse | Forbruk | Maksimal flyt | Vitenskapelig offiser |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
CIRS | Fourier transformasjon infrarødt spektrometer. | Måling av infrarøde utslipp. | Teleskop 508 mm blenderåpning | • Bølgelengder: middels og langt infrarød fra 7 til 1000 µm • Romlig oppløsning :? μrad / piksel • Spektral oppløsning: • Synsfelt: 0,273 mrad 2 |
39,4 kg | 26,7 watt | 6 kilobit / s |
Virgil G. Kunde Goddard Space Flight Center |
ISS | Vidvinkel og tele-kamera | Synlige, nær infrarøde og ultrafiolette bilder | Vidvinkelkamera WAC: Blenderåpning 200 mm • Bølgelengder: 380-1,100 nm • Romlig oppløsning :? μrad / piksel • Synsfelt: NAC-tele-kamera: Blenderåpning 2 m • Bølgelengder: 200-1 100 nm • Romlig oppløsning :? μrad / piksel • Synsfelt: |
57,83 kg | 55,9 watt | 366 kilobit / s |
Carolyn C. Porco University of Colorado |
|
UVIS | Spectrograph imager ultrafiolett | Ultrafiolette bilder og spektre | Bølgelengder: 56-190 nm | 14,6 kg | 11,83 watt | 32 kilobit / s |
Larry L. Esposito University of Colorado |
|
VIMS | Imaging spektrometer | Synlige og infrarøde lysbilder og spektre | Bølgelengder: 350-5100 nm | 37,4 kg | 27,2 watt | 183 kilobit / s |
Robert H. Brown University of Colorado |
|
CAPS | Elektrisk energi og ladning av elektroner og protoner | 37,4 kg | 27,2 watt | 183 kilobit / s |
David T. Young Southwest Research Institute |
|||
CDA | Detektor kosmisk støv | 16,36 kg | 18,38 watt | 0,5 kilobit / s |
Eberhard Grün Institut Max-Planck |
|||
INMS | Spektrometer | Bestemmelse av sammensetningen og strukturen til ioner og nøytrale partikler | 9,25 kg | 27,7 watt | 1,5 kilobit / s |
Hunter Waite Southwest Research Institute |
||
MAG | Magnetometer | Vektor og intensitet av det lokale magnetfeltet | 3 kg | 3,1 watt | 3,6 kilobit / s |
David J. Southwood Imperial College London |
||
MIMI | Ladede og nøytrale partikkeldetektorer | 16 kg | 14 watt | 7 kilobit / s |
Stamatios M. Krimigis Johns Hopkins University |
|||
RPWS | Radiobølge- og plasmadetektor | 6,8 kg | 7 watt | 0,9 kilobit / s |
Donald A. Gurnett University of Iowa |
|||
RADAR | Radar med syntetisk blenderåpning | Kartografi, topografi, temperaturmåling | Ku Band Radar 13,78 GHz • Høydemåler Ku-band 13,78 GHz • Ku-band radiometer 13,78 GHz |
Romoppløsning: 0,5 til 1,7 km • Horisontal nøyaktighet: 24 til 27 km loddrett: 90 til 150 m . • Oppløsning: 7 til 310 km |
41,43 kg | 108 watt | 365 kilobit / s |
Charles Elachi Jet Propulsion Laboratory |
RSS | Radiovitenskap | Måling av deformasjon av radiobølger | Radiosender bølgelengde 14 cm . S bånd • Bølgelengde 4 cm . X-bånd • Bølgelengde 1 cm . Ka band |
14,38 kg | 81 watt | Ikke aktuelt |
Arvydas J. Kliore Jet Propulsion Laboratory |
Den Cassini Romsonden bærer en liten 318 kilo romfartøy, Huygens , utviklet av European Space Agency . Når sonden i bane rundt Saturn, Huygens dumpes og faller i atmosfæren av Titan , analysere dens egenskaper, og da oppstår er glatt på overflaten, og deretter fullføre datainnsamlingen. Huygens levetid er begrenset, både av sin ikke-fornybare energikilde (batterier) og behovet for å gå gjennom et stafett, dannet av Cassini- bane, hvis bane ikke tillater det å utføre denne rollen. Bare i noen få timer. Romfartøyet er oppkalt etter astronomen Christian Huygens , som oppdaget Titan- satellitten 25. mars 1655 .
Huygens består av to underenheter: den atmosfæriske reentry- modulen ( Entry Assembly eller ENA) og nedstigningsmodulen ( Descent Module eller DM). Den første sørger for transport av den andre, fra separasjonen med Cassini til Titan, beskytter den ved hjelp av et varmeskjold fra den enorme temperaturstigningen under gjeninngangen til Titans atmosfære, og bremser sonden ved hjelp av dens fallskjerm, før du slipper nedstigningsmodulen. Sistnevnte består av et aluminiumsskall i form av en tynn sylinder, med avrundede konturer, og inneholder all den vitenskapelige instrumenteringen, samt egne fallskjerm for den siste fasen av nedstigningen, samt systemet for sondeorienteringskontroll.
Huygens ' instrumentering , som ligger i nedstigningsmodulen, inkluderer følgende instrumenter:
Titan -IVB / Centaur- bæreraketten som er valgt for å skyte romfartssonen, er den kraftigste av eksisterende bæreraketter. Titan IV B- versjonen har hittil bare flydd en gang, i april 1997, for å plassere en amerikansk militærsatellitt i bane. Bruken av et Centaur- scene på denne versjonen er helt nytt. Til en spesielt høy kostnad (422 millioner amerikanske dollar den gangen) vil denne bæreraketten aldri brukes igjen til å skyte en romføler. Huygens og Cassini ankommer Cape Canaveral lanseringsbase i april og mai 1997, for en siste test før de blir samlet med bæreraketten.
Det er viktig å starte Cassini-Huygens under lanseringsvinduet fra 6. oktober til 15. november 1997, fordi det er det siste som tillater romfart å dra nytte av gravitasjonsassistanse fra Jupiter. Følgende avfyringsløsninger får romfartssonden til å komme til Saturn-systemet i 2009, i stedet for 2004. En måned før vinduet åpnes, skadet en feilaktig klimaanleggsinstallasjon den termiske beskyttelsen til Huygens- sonden . Du må demontere romsonden, som allerede er installert på bæreraketten på plass på lanseringsplaten, bytte ut det skadede belegget og bytte ut sonden under kapslingen . Alle disse oppgavene kan bare fullføres 13. oktober. Etter den siste hendelsen, på grunn av et dataproblem, noe som presser todagers lanseringen, launcher fjærer siden skytingen n o 40 fra Cape Canaveral 15. oktober 1997. 8 h 43 Universal Time ( 4 h 43 i lokal tid). Centaur- scenen plasserer romføleren i en ventende bane og slås deretter på igjen i 7 minutter og 15 sekunder for å plassere Cassini-Huygens i en heliosentrisk bane . Skuddet er nesten perfekt, og krever bare en minimal korreksjon på 2,7 m / s , utført 9. november 1997.
Til tross for kraften til bæreraketten, er hastigheten nådd av Cassini-Huygens ikke tilstrekkelig for å nå Saturn. For å oppnå dette hadde det vært nødvendig for Titan- bæreraketten å kunne akselerere romsonden til en hastighet på 15,1 km / s i den heliosentriske referanserammen (hastighet vekk fra solen), eller gitt massen til sistnevnte ., kunne bæreraketten kun kommunisere en hastighet på 12,4 km / s . Misjonens designere planla derfor å oppnå den manglende hastigheten ved å bruke gravitasjonsassistansen til Venus (to ganger) og fra jorden . En siste gravitasjonsassistent fra Jupiter brukes til å forkorte varigheten av turen. Romsonden er på vei først mot Venus. Når det nærmer seg solen, er parabolen til høyforsterkningsantennen plassert mellom stjernen og romfartøyets kropp for å begrense oppvarmingen. 27. april 1998 beitet Cassini planeten som passerte 287 km fra overflaten, som tillot den å bøye banen sin med 70 ° , for å akselerere med 3,7 km / s (i den heliosentriske referanserammen), og stedet i en bane hvis aphelion ligger utenfor Mars . 3. desember 1998 ble hovedfremdrivningssystemet brukt til å utføre en større hastighetskorrigering (og dermed bane) på 452 m / s , som førte romføderen for andre gang over Venus, 24. juni 1999, til 603 kilometer over havet. Med akselerasjonen som ble oppnådd ( 3,1 km / s i den heliosentriske referanserammen), fløy romføleren bare 56 dager senere, i en høyde av 1.166 kilometer, over Jorden den 18. august 1999. Gravitasjonsassistenten knyttet til denne Overflyging i sving gir en ekstra akselerasjon på 4,1 km / s , og øker romfølerens hastighet til 19,1 km / s , som nå gjør det mulig å nå Saturn. På grunn av mangel på budsjett utføres alle overflygninger av Venus uten innsamling av vitenskapelige data. Instrumentene brukes til kalibreringsoperasjoner under jordoverflaten og passasjen nær månen . Den 1 st desember 1999 er retningen på romfartøyet endret, slik at high-gain antennen peker mot Jorden: gitt avstand fra solen, er det ikke nødvendig at det er 'innfører mellom Solen og kroppen av romføler. 23. januar 2000 passerte romsonden 1,5 millioner kilometer fra asteroiden (2685) Masursky . Det vil være den eneste asteroiden som Cassini flyr over under transporten til Saturn, og avstanden er slik at Masursky bare vises som en enkelt prikk på bildet tatt med Cassinis teleobjektiv .
I februar 2000 oppdaget realistiske ytelsestester som simulerte radioforbindelsene mellom Huygens og Cassini , implementert under nedstigningen til Titan-bakken, at under disse forholdene gikk 90% av dataene som ble overført av Huygens tapt. En undersøkelse utført av en kommisjon bestående av representanter for ESA, NASA og de berørte industriellene - Alenia Spazio som designer av telekommunikasjonssystemet og Alcatel ex-Aerospatiale som integrator - gjør det mulig å fastslå at endringene som har skjedd i utformingen av Cassini har indusert en viss uklarhet i spesifikasjonene til Huygens telekommunikasjonssystem . Som et resultat blir dataene overført av Huygens i et frekvensområde som ligger praktisk talt utenfor kapasiteten til Cassini- mottakeren , etter påføring av Doppler-effekten indusert av de relative bevegelsene til de to romfartøyene. For å omgå denne uregelmessigheten ble det i juli 2001 bestemt en større modifisering av banen til bane og separasjonsscenario for de to maskinene. For å begrense Doppler-effekten, avstanden mellom bane og lander på tidspunktet da han ankomst av sistnevnte på Titan økes fra 1200 til 65 000 kilometer, noe som i stor grad reduserer den relative hastigheten til en maskin sammenlignet med en annen. Men for å oppnå dette resultatet er det nødvendig å redusere den første bane rundt Saturn fra 148 til 116 dager, noe som reduserer mengden drivmidler som er tilgjengelig for resten av oppdraget fra en fjerdedel til en tredjedel. Dette kan potensielt forkortes fra åtte til ti måneder.
De første vitenskapelige dataene fra oppdraget blir samlet under flyturen over planeten Jupiter . Dette kan programmeres takket være en eksepsjonell forbindelse av de to gigantiske planetene, som bare forekommer hvert 19,88 år . Overflygingen er hovedsakelig planlagt for å tillate romføler å dra nytte av gravitasjonsassistansen til den gigantiske planeten, og dermed gjenvinne 2,1 km / s , og øke hastigheten til 11,6 km / s ved utgangen av systemet. Av Jupiter. Den oppnådde gevinsten gjør det mulig å redusere varigheten av transitt til Saturn med to år. Sonden passerer en relativt stor avstand fra Jupiter - 9,72 millioner kilometer - slik at oppnådd akselerasjon ikke er for stor, noe som ville ha krevd mer drivstoff for å bremse romføleren og plassere den i bane rundt Saturn. Den vitenskapelige komponenten i denne oversikten inkluderer studiet av Jupiters magnetosfære , så vel som partikler og elektriske og magnetiske felt i forbindelse med Galileo- sonden , og kretser rundt Jupiter siden 1996. Cassini tar også bilder av planeten (dette fyller feltet fra kameraet fra en avstand på 23,3 millioner kilometer), for å tillate studiet av atmosfæren. Romsonden begynner offisielt sin observasjonskampanje den1 st oktober 2000, ved å ta et første bilde av den gigantiske planeten, mens den fortsatt er 84,4 millioner kilometer unna. Men 15. desember 2000 viste et av reaksjonshjulene som ble brukt til orienteringskontroll av romføler tegn på unormal friksjon. Den innebygde programvaren , som overvåker driften av romsonden, deaktiverer automatisk reaksjonshjulene og gir orienteringskontroll til små RCS- thrustere som brenner hydrazin . Hendelsen ble ikke oppdaget av NASA-ingeniører før to dager senere. Instrumenter som krever permanente rettelser, for eksempel kameraer, blir stengt for å begrense drivstofforbruket. Bare måleinstrumentene på stedet forblir i drift . 18. august 2000 passerte Cassini 4,42 millioner kilometer fra Himalia , en av Jupiters måner , men tiltakene som ble truffet for å redusere forbruket av drivmidler begrenset den innsamlede informasjonen. NASA-ingeniører klarer å fastslå at friksjonsproblemet skyldes dårlig smøring når reaksjonshjulet snurrer med lav hastighet i lange perioder, men forsvinner når hjulet snurrer i høy hastighet. Driften av sonden og dens instrumenter ble normal igjen 28. desember, to dager før Cassini gikk så nær Jupiter som mulig, men observasjonene av månene og ringene, som ble programmert hovedsakelig under undersøkelsene til ingeniørene i NASA, kunne ikke gjennomføres. 30. desember 2000 passerte Cassini så nær som mulig den gigantiske planeten, i en avstand på 9,72 millioner kilometer. Romsonden tar en kontinuerlig serie bilder av Jupiters atmosfære over en usedvanlig lang periode, noe som gjør det mulig å observere den dynamiske oppførselen til sistnevnte. Jupiter-observasjonskampanjen ble avsluttet 22. mars 2001.
På Jorden, siden Cassinis avgang , har det blitt gjort en rekke observasjoner av Saturn-systemet ved hjelp av Hubble- romteleskopet , Arecibo-radioteleskopet og de kraftigste terrestriske optiske teleskopene , utstyrt med adaptiv optikk . Resultatene har ført til oppdagelsen av mange uregelmessige satellitter fra Saturn. Tilstedeværelsen av hydrokarbonsjøer på overflaten av Titan er et kontroversielt tema, men observasjonene som er gjort gir ingen avgjørende bevis. Under reisen mellom Jupiter og Saturn gjør Cassini flere små kursrettelser. Ett av reaksjonshjulene viser sporadisk tegn på unormal friksjon, og den erstattes i sin rolle av reservehjulet. RPWS-instrumentet begynner å hente radiosignaler produsert av Saturn, mens romføleren fortsatt er 2,5 astronomiske enheter fra den gigantiske planeten.
Systematiske observasjoner av Saturns atmosfære og ringene begynte i desember 2003, da sonden var 111 millioner kilometer fra målet. De første bildene av Saturn ble tatt6. februar 2004og Titan i april. Alle andre vitenskapelige instrumenter blir gradvis satt i drift. Medlemmene av oppdraget søker, med instrumentene til romsonden og teleskoper basert på jorden, tilstedeværelsen av mulige hindringer i banen fulgt av Cassini , når sonden krysser ringene. Bildene tatt av romsonden avslører to små satellitter noen få kilometer i diameter, Méthone og Pallène , som befinner seg i en bane nær Mimas .
Cassini kommer inn i Saturns system ved å fly over månen Phoebe , som kretser 13 millioner kilometer fra planeten, og hvis diameter er omtrent 200 kilometer . Phoebe er den viktigste av de uregelmessige satellittene til den gigantiske planeten, preget av deres avstand fra den og den betydelige tilbøyeligheten , og i noen tilfeller retrograd , av deres bane. Disse satellittene, gitt disse spesifikasjonene, dannet seg ikke med Saturn, men ble fanget av den gigantiske planeten. 11. juni 2004 passerte romsonden 2071 kilometer fra månen, som aldri hadde blitt observert på nært hold. Phoebes bilder viser en uregelmessig verden, dekket av store kratere. Det er tre uker igjen før manøveren som gjør at romføler kan settes inn i bane rundt Saturn. Den 1 st juli 2-00 (Universal Time) romfartøy, seiler under den baneplanet av ringene Saturn , passerer gjennom i en hastighet på 22 km / s , i å krype inn i den teoretisk ledig plass 'hindringer mellom tynn ring F , som markerer Roche-grensen på planeten, og ringen G ( se diagram ). Denne kryssingen utføres med den parabolske antennen pekende fremover for å beskytte Cassinis kropp mot mulige partikler. En halv time senere, etter at sonden har rotert 180 ° for å presentere dysene fremover, antennes hovedpropellen for å redusere Cassinis hastighet og la den settes inn i bane rundt Saturn. Rakettmotoren går i 96 minutter og bruker 830 kilo drivmidler, og hastigheten synker til 622 m / s . Under denne fase, passerer sonden 19,880 kilometer fra toppen av jordens skyene, eller 0,3 ganger den radius av Saturn. Sonden er det første menneskeskapte objektet som går i bane rundt Saturn: denne banen er dekket på 116 dager, med en periapsis som ligger 78 520 kilometer fra sentrum av Saturn (18 000 kilometer over skylaget), en apoapsis på 9,06 millioner kilometer, og en helning på 16,8 ° . Rett etter å ha stoppet fremdriften, bruker Cassini VIMS og UVIS-instrumenter til å ta bilder av ringene, som hun aldri vil være så nær i løpet av resten av oppdraget. Målet er særlig å skaffe informasjon om strukturen. Kl. 5 timer 50 krysser romfartøyet igjen ringringenes ringplan, mellom ringene F og G. Neste dag gjorde romfartøyet sin første velte Titan, men det er lang rekkevidde (339 000 kilometer) og instrumentene gir lite informasjon. Banen som Cassini sirkulerer i er midlertidig, fordi den fører sonden gjennom ringene. Hoveddriften brukes også for siste gang 23. august i 51 minutter for å akselerere hastigheten på sonden på 398 m / s , og for å øke periapsis til 300 000 kilometer, det vil si på utsiden av den tetteste ringer, omtrent tre fjerdedeler av avstanden mellom jord og måne .
Studiefasen av Saturn-systemet av orbiteren har en innledende varighet på fire år (2004-2008).
De 26. oktober 2004, tar Cassini romføler en første pasning på kort avstand (1200 kilometer) fra Titan. Satellitten, omgitt av et ugjennomsiktig slør av skyer, har så langt avslørt lite om sin natur, til tross for de mange observasjonene som er gjort fra jorden eller under sin flyging av Voyager- sonder . Det forventes mye informasjon fra sondens passasje, takket være den korte avstanden og tilstedeværelsen av radaren som er i stand til å observere overflaten gjennom skyene. Blant hovedmålene i denne oversikten er validering av modelleringen av atmosfæren, for utvikling av scenariet med nedstigningen av Huygens mot Titans jord, og måling av den vertikale ekspansjonen av Titans atmosfære, for påfølgende overflyt i lavere høyder. Alle instrumentene som festes, og peker radaren mot overflaten, kommer i konflikt med bruken av fjernmålerinstrumenter og visse instrumenter for å måle felt og partikler, som ikke har de samme synslinjene. Også bruken av radaren er relativt kort og gjelder bare et smalt landområde, 120 kilometer bredt og 2000 langt, eller mindre enn 1% av Titans overflate, med en maksimal oppløsning på 300 meter . Informasjonen som samles inn av radar og kameraer som opererer i synlig lys og infrarødt, gjør det mulig å skille en ung overflate, det vil si praktisk talt blottet for slagkratere , med svært varierte egenskaper, som gjenspeiler en dynamisk geologi med tilstedeværelseskanalene og kanskje kryovulkaner som avviser en blanding av vannis og metan begravet under overflaten. I følge teoriene som ble utviklet før overflygingen, er tilstedeværelsen av metanhav nødvendig for å forklare tilstedeværelsen av en atmosfære som utgjør en betydelig andel av denne gassen, selv om levetiden er relativt kort. Men det oppdages ingen stor væskeoverflate. Magnetometeret indikerer at Titan ikke genererer et magnetfelt. To dager senere når orbiteren sin periapsis og fullfører dermed sin første bane rundt Saturn, før den begynner å bevege seg bort fra den gigantiske planeten. En annen flytur over Titan fant sted 16. desember i nesten identisk høyde. Denne gangen brukes ikke radaren, og observasjonene fokuserer mer spesielt på atmosfærens oppførsel og dens sammensetning. Titans tyngdekraftsassistent brukes til å finjustere neste pasning over Titan, som må ledsages av Huygens landing.
16. desember modifiserte Cassini- sonden sin bane ved hjelp av thrusterne i 85 sekunder , slik at den kunne plassere Huygens- landeren , uten manøvreringsmidler, på et kollisjonskurs med Titan. 23. desember ble det foretatt en siste liten korreksjon, og to dager senere løsnet landeren seg fra Cassini : fjærer ga den en liten økning i hastighet på 33 cm / s , som gradvis flyttet den bort fra bærefartøyet. Tidligere ble Huygens rotert rundt sin akse ( 7,5 omdreininger per minutt), slik at orienteringen holdt seg stabil til den ankom i utkanten av Titan, 22 dager senere. 28. desember korrigerer Cassini- banen sin bane ved hjelp av thrusterne i 153 sekunder for å passere Titan. 31. desember 2004 passerte bane en relativt kort avstand (123 000 kilometer) fra den opplyste halvkule Iapetus , som tillot den å få bilder av god kvalitet med en maksimal oppløsning på 700 meter . Ingen detaljerte bilder hadde så langt vært i stand til å ta av denne månen, som presenterer en uforklarlig kontrast i farger mellom frontfronten (i retning av sin progresjon i bane) og bakside. Flere karakteristika fascinerte forskere i dataene som ble samlet inn under flyby: Iapetus har en ekvatorialrygg 20 kilometer bred og 13 kilometer høy som går langs hele ekvator. Dimensjonene, 749 × 747 × 713 km , gir den en uforklarlig oval form for et himmelobjekt av denne størrelsen. De spektroskopiske analysene av overflaten gir i utgangspunktet ikke en tilfredsstillende forklaring på fargekontrasten til de to ansiktene.
Atmosfærisk gjeninntredenEtter at han ble separert fra Cassini , blir Huygens sovnet. Da den kom nær Titan 14. januar, ble sondens utstyr aktivert på nytt. Cassini- bane , som følger en parallell rute, svinger for å peke sin høyfrekvente antenne mot landeren, mens sistnevnte forbereder seg på å komme inn i atmosfæren. Den relativt tette bane kan motta et større datamengde, og vil fungere som et stafett mellom Huygens og stasjonene på jorden. Imidlertid lytter også flere jordbaserte radioteleskoper til Huygens 'sendinger , for å oppdage radiobølgebølgen, som skulle signalisere vellykket utplassering av hovedskjermen. På ni pm 6 TU Huygens kommer inn i atmosfæren til Titan på 1270 km høyde med en hastighet på 5 km / s . Den høye hastighetsfriksjonen i atmosfæren bringer sondets varmeskjerm til temperaturen 1700 ° C , mens den senker den med en retardasjon som topper ved 13 g . Tre minutter senere, da romfartøyets hastighet har sunket til mindre enn 1,4 km / t og den er i en høyde av 160 kilometer , blir en første pilot fallskjerm 2,6 meter i diameter utplassert og skyver ut det bakre varmeskjoldet. Hovedfallskjermen, 8,3 meter i diameter, ble utplassert 2,5 sekunder senere. Et minutt går, så slippes frontvarmeskjoldet og Huygens radiosender slås på. Det overførte signalet blir plukket opp på en veldig dempet måte av det jordbaserte radioteleskopet til Green Bank , omtrent 67 minutter senere (tid det tar for signalet å reise med lysets hastighet). Landingsutstyrene er slått på. Den DISR Kameraet tar et første bilde, mens sonden er mellom 143 og 140 kilometer , og gjenoppretter et svakt opplyst atmosfære. Den GCMS Gasskromatografen begynner å samle inn data, mens den ACP pyrolizer begynner å sample 130 kilometer unna . Sensorene til Huygens Atmospheric Structure Instruments (HASI) instrumentpakke er utplassert, og GCMS massespektrometer utfører en innledende analyse av atmosfæren i 140 kilometer høyde, og utfører tre andre før landing, i 85, 55 og 20 kilometer . The Surface Science Package (SSP) blir også satt igang, å måle egenskaper til atmosfæren. Huygens begynner å overføre dataene som er samlet inn i retning av Cassini , som ruller i en avstand på 60.000 kilometer.
Atmosfæriske observasjonerFemten minutter etter starten av atmosfærisk gjeninnføring slippes hovedskjermen, og en annen mindre fallskjerm (tre meter i diameter) tar over. Hastigheten har faktisk sunket tilstrekkelig, og landeren må raskt nå bakken, slik at batteriene fremdeles er i stand til å gi energi etter landing, mens bane fortsatt er over horisontlinjen. Ved 9 h 42 , mens sonden er 60 km høyde, Huygens svinger på sin radarhøydemåler, som nå har til å måle dets høyde. Bildene av bakken som er tatt er mye mindre skarpe enn forventet, ettersom landeren passerer gjennom lag med tykk dis, bestående av metan ved metning. Det første panoramaet av bakken der vi kan skille vage former, skinnende og mørkt, er tatt mellom 50 og 29 kilometer over havet. Rundt 35 kilometer rystes sonden, som beveger seg horisontalt ved 20 m / s , av sterk turbulens. Atmosfæren ryddet opp rundt 30 kilometer . Ved 11 h 23 , nær overflaten, Huygens tenne en lampe, som skal gi lett og homogent og av kjente egenskaper, for avgjørelse av etterfølgende bilder. Ved 11 h 38 , to timer og en halv etter å ha begynt re-entry, Huygens berører bakken med en hastighet på 17 kilometer i timen. Terrengets natur er ukjent, men det kan med all sannsynlighet være is.
Titan Ground OperationsThe Surface Science Package begynner å overføre informasjon kort tid etter Huygens' landing . En og en halv time etter landing passerte Cassini under Titans horisont, og forhindret all dataoverføring fra Huygens . Landeren har klart å overføre 474 megabyte data siden starten av nedstigningen. Som et resultat av en feil ved programmering av landingsutstyr, går halvparten av de 1.215 bildene som ble tatt under nedstigning og på bakken, samt alle vindmålinger fra DWE-instrumentet.
Under oppholdet i Saturn-systemet kan ikke Cassini være fornøyd med å holde seg i sin bane fordi romføleren må fly over forskjellige objekter (planeten, ringene, månene og magnetosfæren) for å oppnå vitenskapelige mål, mens den respekterer posisjonsbegrensninger. . Avhengig av tilfelle, innebærer dette å passere i kort avstand fra den observerte gjenstanden, være på en skråning i forhold til ringplanet, eller i en relativ posisjon i forhold til solen eller jorden, etc. Banen må derfor følge en nøye beregnet bane, som krever hyppige manøvrer, mens den sparer noen få drivmidler til rådighet. Hovedmålene på banen er som følger:
Endringene i bane til Cassini- sonden bruker hovedsakelig gravitasjonsassistansen til Titan . Hver flytur over Titan tillater, hvis det skjer i tilstrekkelig lav høyde, en endring av banen som tilsvarer en endring i hastighet på 850 m / s , mens drivstoffene som er tilgjengelige for manøvrer om bord i Cassini, kun tillater en total hastighetsendring på 500 m / s over hele oppdragets varighet. Saturns andre måner er ikke massive nok til å påvirke Cassinis bane vesentlig : Rhea , Saturns tyngste satellitt etter Titan, har bare 2% av massen. Den resulterende begrensningen er at hver flyging over Titan må bringe romfartssonden nærmere Titan (muligens etter flere baner), slik at endringene i banen kan fortsette. Ulike typer banemodifikasjoner kan oppnås avhengig av vinkelen som månen nærmer seg. Ved å passere over baksiden av Titan (i forhold til fremdriften i bane), øker romfartens hastighet og øker perioden for bane . Omvendt, passerer foran Titan, reduserer sonden sin omløpstid. Disse manøvrene endrer også linjen til apsidene . Fra andre flyvinkler beholdes baneperioden, men det er baneeksentrisiteten og dens banehelling som endres.
Bane endres under hovedoppdragetDe tre første Cassini- banene rundt Saturn tar sikte på å redusere både banehellingen, som praktisk talt er kansellert, og revolusjonsperioden på banen, som er redusert fra 48 til rundt 20 dager. I tillegg blir linjen til apsidene i bane modifisert mot klokken, slik at den smelter sammen med Saturn-Sun-aksen og slik at apoapsid er på solsiden. Romsonden har altså tid til å gjøre observasjoner av Saturns atmosfære på siden av det opplyste ansiktet. En flyby av Titan gjør det da mulig å orientere linjen til nodene slik at den praktisk talt er vinkelrett på jorden, noe som gjør det mulig i løpet av de neste syv banene å oppnå okkultasjoner av jorden av Saturn. I løpet av den andre fasen av hovedoppdraget, som begynner iOktober 2005etter en tett serie av målrettede overflygninger av Saturns iskalde satellitter, blir bane "rotert" av en serie Titan-overflygninger som veksler siden som vender mot Saturn og den som vender utover. Målet er å analysere den magnetosheath in situ . I løpet av den tredje fasen av primæroppdraget, som startet i juli 2006, ble hellingen gradvis økt, mens perioden ble opprettholdt på 16 dager , noe som gjorde det mulig å gjøre observasjoner av ringene på kort avstand i en vinkel som ga høye nivåer av nye nyheter. Etter å ha toppet ved 55 ° senkes hellingen til 0 ° mens linjen til apsidene roterer 180 ° , slik at linjen av noder sammenfaller med Saturn-Sun-aksen. Den Fase 4 , som begynte iaugust 2007, er hovedmålet å øke så mye som mulig banehellingen (ca. 75 ° ) for studiet av ringer og in situ målinger av felt og partikler.
De 17. februar 2005, passerer Cassini- sonden 1.577 km fra månen Enceladus . Dette har det spesielle å ha en albedo veldig nær 1, som reflekterer praktisk talt alt mottatt lys. Bildene tatt av kameraene, ti ganger mer detaljerte enn de fra Voyager- sonderne , viser en iskule, praktisk talt jomfru av et slagkrater , krysset av furer og hevelser med utseendet veldig nær månene til Jupiter Ganymedes og Europa. . Spektralanalyser viser at overflaten består av nesten ren vannis, noe som forklarer dens høye albedo. I løpet av et andre pass, utført16. mars 2005, registrerer romfølerens magnetometer en endring i Saturns magnetfelt , som avslører tilstedeværelsen av en atmosfære. Dette, gitt svakheten ved månens tyngdefelt, forråder utvilsomt utkastingen av gass ved en form for vulkansk aktivitet. Under disse overflytene avslørte støvdetektoren en spesielt høy tetthet av partikler, som kan stamme fra enten Enceladus eller fra E-ringen. For å fjerne usikkerheten om deres kilde ble det besluttet å senke høyden på neste flytur, som skal finner sted i juli. De10. mai, bekrefter JPL oppdagelsen av en nymåne, foreløpig døpt S / 2005 S1 , som senere vil ta navnet Daphnis . Dette hadde allerede blitt oppdaget iMai 2004, men dens eksistens er bekreftet takket være et fotografi tatt under flyturen over ringene. 14. juli gjennomførte romfartssonen en ny overflyging i lav høyde ( 175 km ) over Enceladus. Bildene som er tatt viser at landene på Sydpolen er geologisk unge. De er blokkert av fire gåtefulle feil og strødd med isblokker som kan nå størrelsen på en bygning. De fire feilene, omtrent 130 kilometer lange og 40 kilometer fra hverandre , som er blitt døpt " tigerstriper ", er i en veldig ung geologisk skala (mellom 10 og 1000 år gammel). Det er ventilasjonsåpninger som stadig skyter ut damp og vannis. Temperaturen på sørpolen, målt med det infrarøde spektrometeret, er mye høyere enn hva modellene forutsier, gitt den høye overflaten av albedo og beiteforekomsten av solstrålene på disse breddegradene. Massespektrometeret måler at atmosfæren rundt månen består av 65% vanndamp, 20% molekylært hydrogen, samt lavere andeler karbondioksid, molekylært nitrogen og monoksid.
23. september 2005 fløy Cassini over Téthys på 1500 kilometer. De25. september 2005passerer sonden 514 kilometer fra Hyperion . Dette er den eneste overflytningen av Hyperion som er planlagt under det primære oppdraget: den avslører i detalj den forbløffende strukturen på overflaten, i likhet med en svamp, som ville være et resultat av gjentatte støt, på en måne med lav tetthet og høy porøsitet. En relativt lang flytur over Enceladus tillater spektralmåling av stråler av materie fra sørpolen, og bekreftelse av hypotesen om at disse er kilden til materialet for E-ringen.
De 12. mars 2008, Nærmer Cassini seg under 50 kilometer høyde av Enceladus , og krysser geysirene. Bildene som er tatt viser at Nordpolen, i motsetning til Sydpolen, er sterkt kraterert, derfor gammel, men at den også krysses av parallelle sprekker skapt av tektonisk aktivitet. Høyoppløselige temperaturmålinger, utført ved hjelp av det infrarøde spektrometeret, viser at temperaturen langs "tigerstripene" kan nå -93 ° C , som er 115 ° C høyere enn i andre områder av månen. Gitt disse høye temperaturene, er det sannsynlig at det er et flytende hav under overflaten av Enceladus. Kjennetegnene til materialene som er kastet ut av geysirer, ligger overraskende nær kometmaterialet.
Det viktigste oppdraget til Cassini-programmet avsluttes 30. juni 2008, etter 76 revolusjoner rundt Saturn. På denne datoen har sonden fortsatt store reserver av drivmidler, som er nødvendige for at den kan endre bane flere ganger i måneden og fortsette å samle inn data ved å fly over forskjellige satellittmål. De15. april 2008, Beslutter NASA å ta hensyn til de resterende drivstoffreservene å forlenge oppdraget med to år. Utvidelsen av oppdraget kalles " Cassini Equinox Mission " fordi jevndøgn fra Saturn skal skje den11. august 2009. I løpet av denne nye fasen av oppdraget vil romsonden reise 60 ekstra baner rundt Saturn, noe som gir 21 overflyg av Titan , syv av Enceladus , seks av Mimas , åtte av Tethys og en av Dione , Rhea og Helena .
De 11. august 2008, sonden flyr over Enceladus og klarer å ta bilder med høy oppløsning av landet som geysirene springer ut fra. Bildene viser igjen " tigerstripene ", feil 300 meter dype , i en V-formet del som er vert for geysirene. I følge de første analysene er geysirens fremvekstpunkter blokkert av isen etter noen måneder eller noen få år, og beveger seg derfor kontinuerlig. To andre overflyginger fant sted 9. og31. oktober 2008. Dataene som samles inn antyder at Enceladus er stedet for en form for platetektonikk, men i motsetning til på jorden er bevegelsen i en retning.
I august 2009 er det jevndøgn på Saturn. Solens stråling treffer ringene vinkelrett på kanten og får dem til å forsvinne visuelt. Cassinis vitenskapelige team benytter anledningen til å studere den vertikale strukturen til ringene, som er fremhevet av beite belysning. I motsetning til antatte hypoteser, som evaluerte tykkelsen på ringene på rundt ti meter, avslører bildene stedvis "ekstra tykkelser" som noen ganger når fire kilometer i høyden.
Tanker om en annen misjonsutvidelse begynner allerede før den første utvidelsen begynner. Ifebruar 2010, Kunngjør NASA at de har bevilget et budsjett på $ 60 millioner for å forlenge Cassini- oppdraget med syv år , fra og medjuli 2010 før september 2017. Det nye oppdraget kalles Cassini Solstice Mission , fordi det gjør det mulig å observere Saturn-systemet på tidspunktet for sommersolverv på den nordlige halvkule, som finner sted i mai 2017. I løpet av denne fasen må Cassini fullføre 155 baner rundt fra Saturn, utføre 54 overflygninger av Titan, hvorav 38 er mindre enn 2000 kilometer unna, elleve av Enceladus inkludert to på kort avstand, tre av Dione og tre av Rhea. Denne utvidelsen foregår imidlertid under mindre gunstige forhold: Den begrensede mengden drivmidler gjør det ikke mulig å nærme seg Japet, og støtten fra bakkenes lag under overflygningen reduseres til noen få dager for å redusere kostnadene. I løpet av denne fasen observerer Cassini prosessene avhengig av tidsmessige og sesongmessige endringer som påvirker Saturn, Titan, de frosne månene og ringene. Denne fasen gjør det mulig å fullføre observasjoner om Titan og Enceladus. Til slutt, i den siste fasen, gjør det det mulig å gjennomføre en komparativ studie av Saturn og Jupiter, studert av Juno- romsonden, som skal begynne observasjonene i august 2016.
Prosess2. november 2010 bytter romtesonden automatisk til overlevelsesmodus , etter oppdagelse av bitinversjon av innebygd datamaskin (litt verdi 0 blir 1, eller motsatt, i datamaskindataene), en modus der maskinen kutter av ikke-nødvendig utstyr om bord. Hendelsen er den sjette siden oppdraget startet og skyldes utvilsomt virkningen av en partikkel av kosmisk stråling . Men dets konsekvenser er viktigere, fordi det skjer kort tid før flyturen over Titan, og kontrollerne på bakken foretrekker, for sikkerhets skyld, å forlate samlingen av vitenskapelige data som er planlagt under denne.
Den økonomiske krisen i 2010-årene førte til en betydelig reduksjon i budsjettet til NASA. Tidlig i 2013, for å takle disse budsjettmessige begrensningene, planlegger NASA å stoppe visse interplanetære romoppdrag, inkludert Cassini . Som en del av denne budsjettprosessen blir resultatene fra Cassini evaluert av den vitenskapelige rådgivende komiteen til NASA, som dømmer dem for å være utmerkede, og plasserer oppdraget på toppen av oppdragene som planlegges avsluttet. Til slutt, iseptember 2014, bestemmer den amerikanske romfartsorganisasjonen seg for å finansiere de siste tre årene av Cassini-oppdraget (2015-2017).
I juli 2012 endrer Cassini sin banehelling , det vil si vinkelen som banen gjør når den krysser ekvatorialplanet til Saturn. I denne nye banen har romsondens instrumenter et bedre perspektiv for å observere ringene til Saturn , så vel som atmosfæren til Saturn og månene. Romsonden kan også fly over nordpolen til Saturn, som har vært opplyst siden begynnelsen av våren på den nordlige halvkule. Bilder av den forbløffende sekskantede skyformasjonen sentrert på polet er tatt i slutten av 2012.
De 28. oktober 2015, sonden flyr over Enceladus , i en høyde av 49 kilometer, og19. desember 2015, tok den sin siste flytur over satellitten, i en høyde på ca 4.999 kilometer.
I 2017 brukte romsonden tretten år i bane rundt Saturn, som fulgte syv års transitt mellom jorden og den gigantiske planeten. De drivstoffer , essensielle for å fortsette sin vitenskapelige misjon og styring av banen, er praktisk talt oppbrukt. Metodene for ødeleggelse av romsonden må imidlertid kontrolleres, slik at Cassini ikke fullfører løpet på overflaten av Enceladus eller Titan . Disse to satellittene kan faktisk ha livsformer, og de jordiske mikroorganismer som Cassini bærer , til tross for sterilisering utført før lanseringen, kan ikke være i stand til å forurense dem. NASA studerer flere scenarier for sluttfasen. Sendingen av den plass sonde til en annen ekstern planet eller til en kentaur asteroide ligger mellom Jupiter og Neptune er ikke beholdes, fordi transporten krever for lang tid. Oppdragsteamet planlegger å plassere Cassini i en stabil bane utenfor Phoebe- eller Titan-satellittene.
Valg av slutten av oppdragsscenarietDen valgte banen blir valgt fordi den gir viktige vitenskapelige resultater, som bare kan oppnås innen rammen av en avslutning på oppdraget. Den består i å senke periapsis av Cassini , slik at romsonden glipper, kan for sin siste baner, i et bredt intervall på 2400 kilometer, mellom D-ringen, er nærmest overflaten av Saturn, hvis kant innvendig 65000 kilometer fra sentrum av Saturn, og den minst tette delen av det øvre atmosfæriske laget av den gigantiske planeten, som stiger til 62 000 kilometer. Den siste fasen går fraapril 2017 på september 2017. Det begynner med tjue baner som skummer utenfor F-ringen, og gir bilder med høy oppløsning av F- og A-ringene, etterfulgt av 22 "nærhetsbaner", som går inn i D.-ringen. Oppdraget ender med stupet fra romsonden i hjertet av den gigantiske planeten, den15. september 2017. Alle disse manøvrene krever bare et skifte på 5 til 30 m / s , kompatibel med drivstoffreserver. De siste banene plasserer sonden i en ideell posisjon for å oppfylle flere viktige vitenskapelige mål:
Begivenhet | Bane nummer | Dato TU ¹ | Beskrivelse |
---|---|---|---|
Apoapside første bane av Grand Final | 271 | 23. april 2017 | |
Første gang mellom ringene og Saturn | 26. april | Cassini fletter seg for første gang mellom den indre ringen og det øvre laget av Saturns atmosfære ved å bruke parabolantennen som et skjerm mot mulige støt med partikler. Romsonden vil utføre 22 slike baner før den stuper ned i atmosfæren. | |
Apoapside siste fulle bane | 292 | 5. september | |
Apoapside siste bane | 293 | 12. september | |
Siste bilder av det saturnianske systemet |
14. september 18 t 58 TU |
Cassini tar de siste bildene av det saturnianske systemet og overfører bildene av månene Titan og Enceladus, nordpolen og Saturnringene på nytt. | |
Start dataoverføring i sanntid |
15. september 7 t 14 TU |
Tre timer før slutten av oppdraget roterer romsonden med en omdreining hvert femte minutt for å optimalisere in situ- analysen av atmosfæren ved hjelp av INMS-instrumentet. Cassini begynner å overføre sanntid med en hastighet på 27 kilobit per sekund dataene som er samlet inn av kameraene CIRS, UVIS, samt instrumentene for å måle plasma og magnetfeltet (vanligvis overføres disse dataene etter passasjen maksimalt i nærheten av Saturn ). | |
Dykk ned i atmosfæren til Saturn |
15. september 10 t 30 TU |
Cassini kommer inn i Saturns atmosfære omtrent 1.920 kilometer over skylaget. Drivkraften til rakettmotorene er plassert på 10% av deres kapasitet til å opprettholde orienteringen til romfartssonen til tross for de økende kreftene som utøves av atmosfæren, og gjør det mulig å peke den parabolske antennen mot jorden for å overføre dataene. | |
Tap av signal |
15. september 10 t 31 TU |
Romsonden, som fremdeles ligger 1510 km over skylaget, bruker 100% av motorens skyvekraft, men kan ikke lenger kompensere for luftmotstanden. Det går som en snurreplate, og den parabolske antennen peker ikke lenger mot jorden (et avvik fra antennens synsakse med en brøkdel av en grad resulterer i tap av koblingen): kommunikasjonen med den er brutt. Tapet på radiokoblingen oppstår mens romsonden er 1510 kilometer over skylaget. | |
Ødeleggelse av sonden |
15. september 11 t 55 TU |
I løpet av minuttene som følger tapet av signalet, ødelegges romføleren gradvis av de mekaniske kreftene og varmen som produseres av hastigheten i en atmosfære mer og mer tett. | |
¹ Dataene mottas på Jorden 1 time 23 min minutter senere (overføringstiden ved lysets hastighet ) ; Frankrike-tid = UTC-tid + 2 timer . |
Under oppdraget fullførte romssonden Cassini 293 baner rundt Saturn og la 127 overflyg av Titan, 23 av Enceladus og 162 andre måner på den gigantiske planeten under forhold som tillot omfattende undersøkelser. 653 gigabyte med vitenskapelig data er samlet inn og over 450 000 bilder er tatt.
De viktigste funnene gjort av Cassini-Huygens- oppdraget er som følger.
Cassini-Huygens instrumenter observerte Jupiter i nesten seks måneder, fra1 st oktober 2000 på 22. mars 2001. Romsonden er kontaktet til en avstand på 9,7 millioner av kilometer på30. desember 2000. I løpet av denne fasen av oppdraget ble det tatt rundt 26 000 bilder av den gigantiske planeten, inkludert de mest presise som noen gang er tatt. På noen bilder måler de minste synlige detaljene omtrent 60 kilometer.
Et stort funn gjelder den atmosfæriske sirkulasjonen til Jupiter . Noen bilder viser mørke bånd vekslende med lysere områder i atmosfæren. Forskere har lenge sett på at disse områdene, med sine klare skyer, er oppstigende, antatt at skyer på jorden for det meste dannes på denne måten. Men analysen av bildene tatt av Cassini ga en annen forklaring. Individuelle stormceller, med stigende hvite skyer, for små til å sees fra jorden, dukker opp nesten overalt, inkludert i mørke områder. I følge Anthony Del Genio fra NASAs Goddard Institute for Space Studies , viser dataene at beltene må være sonene for oppadgående bevegelse av Jupiters atmosfære, noe som antyder at båndene er soner med nedstigning fra 'atmosfæren.
Andre atmosfæriske observasjoner avdekket en mørk, virvlende oval struktur i den øvre atmosfæren, som i størrelse er den store røde flekken , nær nordpolen til Jupiter. Infrarøde bilder har avslørt visse aspekter av atmosfærisk sirkulasjon nær polene. De avslørte en båndlignende struktur som omgir planeten, avgrenset av tilstøtende bånd der vinden blåser i motsatt retning. Den samme kunngjøringen gjorde det mulig å stille spørsmål ved naturen til Jupiters ringer . Spredningen av lys av ringpartiklene avslørte at disse partiklene hadde veldig uregelmessige former og sannsynligvis stammet fra materiale som ble kastet ut som et resultat av mikrometeorittenes innvirkning på de veldig små satellittene til Jupiter, sannsynligvis på Métis og Adrastée , hvis gravitasjonsfeltet (tyngdekraften) er ekstremt svakt.
Cassinis lange opphold i nærheten av Saturn gjorde det mulig å studere den helt unike strukturen til Saturns atmosfære på Nordpolen, oppdaget i 1981 av Voyager 2 romføler . Skysystemet har en sekskantet form , stabil over tid, og hver side måler 13 800 kilometer og fullfører en fullstendig revolusjon på 10 timer og 39 minutter . I sentrum av denne formasjonen er det sentrale øyet av en orkan på 2000 kilometer i diameter, som driver skyene mot klokken med en hastighet på mer enn 500 km / t . Andre virvler som er plassert inne i sekskanten og mindre, roterer i motsatt retning. Den presise mekanismen bak denne formasjonen er fortsatt ukjent.
Året på Saturn varer litt over 29 jordår og er delt inn i årstider fordi planetens akse er vippet, som jordens. En sesongstorm (derfor hvert 29. år ) knyttet til oppvarmingen av overflaten ble observert flere ganger før Cassini ankom . Kalt " Great White Spot " på grunn av dets synlige egenskaper, begynner det med en serie hvite flekker, som gradvis strekker seg i lengdegrad til de sirkler rundt planeten. Den ligger systematisk på den nordlige halvkule, uten å kunne forklare hvorfor. Stormen kunne studeres i detalj da den dukket opp idesember 2010, dvs. ti år før planlagt dato. Romsonden har bestemt at stormen skyver opp vanndamp og annet materiale som ligger til en dybde på 160 kilometer . Romsondens instrumenter observert for første gang, spesielt i denne stormen, lyn både på den opplyste siden og den mørke siden av planeten.
Studie av Saturns sideriske rotasjonsperiodeBestemmelsen av perioden med sidereal rotasjon av en planet er viktig for studiet av alle fysiske fenomener som er forbundet med den, siden man stoler på denne perioden med sidereal rotasjon for etablering av planets lengdegradssystem. Når det gjelder telluriske planeter, er det tilstrekkelig å observere bakken for å oppnå denne rotasjonsperioden. Når det gjelder gassformede planeter , er det ingen ”jord” og hjertet er begravet veldig dypt under planetens atmosfære. Den eneste observerbare perioden som er relatert til rotasjonen av hjertet til disse planetene, er deres magnetfelt. Vi studerer derfor moduleringene indusert av rotasjonen av magnetfeltet til planeten studert på dens naturlige radioutslipp for å kjenne sin periode med sidereal rotasjon.
I tilfelle av Jupiter bestemmes således perioden oppnådd på denne måten ( 9 t 55 min 29,68 s ) med veldig høy presisjon (forskjellen mellom hver måling overstiger ikke 0,08 s , noe som gir en presisjonsrelativ på 0,000 1 % ) . I tilfelle av Saturn blir rotasjonsperioden først bestemt ved hjelp av data fra Voyager- sonden . Saturns sideriske periode er derfor 10 timer 39 minutter 24 sekunder (med en relativ nøyaktighet på | 0,02%). I 2000 observerte forskere ved bruk av radiodata fra Ulysses- sonden at modulasjonsperioden for Saturns radioutslipp hadde endret seg siden Voyagers målinger . De nye målingene gir en periode 1% lenger enn den målt av Voyager . Radiomålingene oppnådd med Cassini / RPWS / HFR-instrumentet bekrefter variasjonen i perioden for moduleringene av Saturns radioutslipp. Observasjoner de to første årene av baner rundt Saturn (2004-2005) ser ut til å vise at radioperioden varierer sakte (på årets skala) med noen brøkdeler av en prosent.
Ettersom den enorme rotasjonshastigheten til hjertet til Saturn ikke kan variere, er det tolkningen av moduleringene av radioutslipp som utvilsomt må gjennomgås. De sendes for det meste ut på dagsiden av Saturns magnetosfære, og de er sterkt korrelert med det dynamiske trykket fra solvinden. Ulike tolkninger blir fremført:
Ingen forklarer egentlig den observerte variasjonen, og tillater heller ikke å oppnå perioden med sidereal rotasjon av Saturn.
Problemet med å definere et lengdegradssystem ved Saturn er derfor fortsatt ikke løst. Problemet er spesielt kjedelig fordi, hvis rotasjonsperioden til Saturn virkelig er 1% langsommere enn perioden målt av Voyager , så er hele atmosfæresystemet til Saturn i superrotasjon (det vil si at det snurrer raskere enn hjertet til planet), som er vanskelig å forklare.
Saturn skyer.
Atmosfæren til Saturn i falske farger.
Storm på den nordlige halvkule (2012).
Falske fargedetaljer av stormen som viser den varierende opasiteten til det øvre skylaget.
Før avslutningen av Cassinis oppdrag blir to scenarier fremkalt angående opprinnelsen til ringene:
Heterogeniteten til materialet som ble observert av UIS-instrumentet så ut til å utelukke en katastrofal opprinnelse, som ville gjøre en enkelt måne til kilden til materialet. Ifølge motstandere av dette scenariet burde opphopningen av støv siden den tiden ha gjort ringene mye mindre lyse.
Cassinis siste baner i slutten av 2017, som fant sted mellom ringene og det øvre laget av Saturns atmosfære, gjorde det mulig å bestemme seg. Ved å manøvrere i veldig kort avstand fra ringene, var Cassini i stand til å utføre gravitasjonsmålinger (ved å observere ringenees innflytelse på dens bane) og dermed bestemme massen av akkumulert materie. Ringene er laget av ca. 15,4 × 10 15 tonn materiale, noe som er tjue ganger mindre enn tidligere estimater. Denne massen tilsvarer to femtedeler av månen Mimas . Cassinis instrumenter har allerede gjort det mulig å bestemme hva som er andelen støv i ringene og hvilket volum støv som med jevne mellomrom injiseres i ringene. All denne informasjonen lar oss si at ringene ble dannet for 10 til 100 millioner år siden, og at de sannsynligvis vil ha forsvunnet helt innen 100 millioner år. Opprinnelig skulle ringene være mye større og mye lysere. Målingene som er gjort gjør det ikke mulig å presist bestemme den katastrofale hendelsen ved ringene. Spor er utvilsomt bevart i de geologiske lagene til Saturn-månene.
Ringenes struktur og sammensetningCassini oppdaget flere ringer, som ikke hadde blitt oppdaget verken fra jorden eller av tidligere romsonder. En første ring, 5000 kilometer bred og ikke veldig tett, ligger på nivået av banen til Janus og Epimetheus . Deler av ringen, kalt buer, har blitt oppdaget iSeptember 2006, på nivå med Méthones bane (10 ° del av bane), ijuni 2007på banen til Anthea , og i 2006 på banen til Pallene . Cassinis instrumenter gjorde det mulig å fastslå at materialet til E-ringen, som ligger mellom banene til Mimas og Rhéa, og som er preget av den svært lille diameteren til dens elementære bestanddeler, er forsynt med materialer fra geysirene i Enceladus . Orbiteren avdekket også opprinnelsen til Keelers divisjon , som ligger i A-ringen, ikke langt fra ytterkanten. Denne furen, 42 kilometer bred , er skapt av en liten måne, Daphnis , avslørt ved denne anledningen. Banen til dette avviker litt fra ringene, som genererer bølger, med en vertikal komponent som kan nå en høyde på 1,5 kilometer . Dette fenomenet, eksepsjonelt i en ring, generelt noen titalls meter tykk, ble avslørt av skyggen, synlig på tidspunktet for Saturns jevndøgn. Ring F har vært kjent siden Pioneer 11 fløy over i 1979. Denne ringen, noen hundre kilometer bred, flankeres av to gjetersatellitter , Prometheus og Pandora , som sikrer stabiliteten. Spektakulære bilder tatt av Cassini har fremhevet den konstante utviklingen av ringen, underlagt Prometheus gravitasjonsattraksjon, som river filament av materie i veien og danner draperier der mini-måner noen ganger glir. Av is, med en diameter på en kilometer , også tiltrukket av månens tiltrekning. IMai 2005, Begynte Cassini en serie okkultasjonseksperimenter, designet for å bestemme størrelsesfordelingen av partikler i ringene og utføre målinger av Saturns atmosfære. Sonden gjorde baner studert for dette formålet. For dette formålet passerte sonden gjennom ringene og sendte ut radiobølger mot jorden. Variasjonene i kraft, frekvens og fase av disse bølgene ble deretter studert for å bestemme ringenes struktur.
Materialet i F-ringen blir forstyrret av Prometheus.
Sollys maskert av Saturn gjør det mulig å skille mellom de diffuse ytre ringene E og G.
Vertikale strukturer som kulminerer 2,5 km er synlige på kanten av B-ringen.
Kjennetegnene til magnetosfæren til Saturn er ikke godt kjent før Cassini ankom, da de kun oppstod korte observasjoner av Pioneer 11 og sonder Voyager under deres undersøkelse av Saturn i 1970 og 1980. Cassini har bidratt til å gjøre observasjoner over flere år med mye mer presis instrumenter. Oppdraget oppdaget at, i motsetning til andre planeter i solsystemet med magnetfelt, har Saturns en akse som nøyaktig sammenfaller med rotasjonsaksen. Cassini bestemte at planetens magnetfelt gjennomgår en stor svingning, som gjentas med en periodisitet på 10 timer og 47 minutter . Denne modulasjonen, som forskere fremdeles ikke forklarer i slutten av 2012, har sin korrespondanse innen radiobølger ( Saturn Kilometric Radiation eller SKR). De vitenskapelige instrumentene til sonden har gjort det mulig å oppdage at materien som er tilstede i magnetosfæren hovedsakelig stammer fra geysirer som ligger ved den sørlige polen til månen Enceladus . Sammensetningen av disse materialene domineres av ionene og molekylene produsert av kombinasjonen av komponentene i vannet som kastes ut av geysirene. I motsetning til forskernes antagelser, kan vi ikke finne betydelige mengder nitrogen som forventes å unnslippe Titans atmosfære. MIMI-instrumentet oppdaget tilstedeværelsen av et smultringsformet strålingsbelte inne i D-ringen, nærmest Saturns overflate.
Etter en reise på nesten syv år og 3,5 milliarder kilometer i solsystemet på baksiden av Cassini , landet Huygens på Titan, takket være de termiske skjoldene og riktig utplassering av de to fallskjermene,14. januar 2005, sender tilbake til jorden, 1,2 milliarder kilometer unna, informasjon og bilder (tatt av DISR ) av en kvalitet uten sidestykke til da.
Scientific Surface Modulus ( SSP ) avslører at jorden under en hard, tynn skorpe har konsistensen av sand. Landskapene til Titan har likheter med de på jorden, forklarte Martin G. Tomasko, sjef for DISR , instrumentet som tok bildene. Tåke, spor etter nedbør, erosjon, mekanisk slitasje, nettverk av avløpskanaler, elvesystemer, tørre innsjøer, kystlandskap og øyer: "De fysiske prosessene som formet Titan ligner veldig på dem som formet jorden. Materialene er derimot mer "eksotiske" ", legger Martin Tomasko fra ESA til , siden vannet (H 2 O) er erstattet av metan (CH 4 ), som kan eksistere i flytende eller gassform. Overflaten av Titan. Når det regner, er det nedbør av metan, blandet med spor av hydrokarboner , som deponerer stoffer fra atmosfæren på bakken. Regn ville ha falt "i en ikke altfor fjern fortid", legger Martin Tomasko, The21. januar 2005.
I følge denne informasjonen har Titan derfor en jevn atmosfære, bestående av forskjellige gasser (metan, nitrogen, etc.) og på bakken kryovulkansk aktivitet med rikelig flytende metan i form av elver og innsjøer. På bakken, frossen ved -180 ° C i henhold til målinger på stedet, er det utallige småstein, noen ganger like store som biler.
Vi skylder også dette oppdraget oppdagelsen av Lake Ontario , en innsjø av flytende etan som er det første stedet i solsystemet (utenfor jorden) der væske ble oppdaget på overflaten, og deretter den grundige studien av hav og innsjøer. av Titan .
AnalyserSelve landingen reiser noen spørsmål. Sonden skulle komme ut fra tåken i en høyde på mellom 50 og 70 kilometer . Faktisk begynte Huygens å dukke opp fra skyene bare 30 kilometer over overflaten. Dette kan bety en endring i vindretningen i denne høyden. Lydene som ble spilt inn da sonden landet, antyder at den har nådd en mer eller mindre gjørmete overflate, i det minste veldig fleksibel. “Det var ikke noe problem ved innvirkning. Landingen var mye jevnere enn forventet . "
“Partikler av materie har samlet seg på DISRs kameralinser med høy oppløsning, som pekte nedover og antyder at:
”Den siste fallskjermen fra sonden vises ikke på bildene etter landing, så sonden er sannsynligvis ikke vendt mot øst, der vi ville ha sett fallskjermen. "
Da oppdraget ble designet, ble det bestemt at et 20 watts landingslys skulle slå på 700 meter over overflaten, og belyse stedet minst 15 minutter etter landing. "Faktisk kom ikke bare landingslyset på nøyaktig 700 meter , men det fortsatte å fungere i over en time etterpå, da Cassini forsvant utenfor Titans horisont for å fortsette sitt oppdrag. Rundt Saturn," sa Tomasko. Massespektrometeret om bord i Huygens , som brukes til å analysere molekyler i atmosfæren, oppdaget tilstedeværelsen av en tykk sky av metan, 18.000 til 20.000 meter høy over overflaten.
Ytterligere indikasjoner fra DISR , festet til fronten for å avgjøre om Huygens har sunket dypt i bakken, avslørte det som ser ut til å være våt sand eller leire. John Zarnecki, sjef for gasskromatograf og massespektrometer (GCMS) som analyserer overflaten til Titan, sa: “Vi er overrasket, men vi kan anta at dette er et materiale dekket med en tynn film, der det er et lag med relativt jevn konsistens, for eksempel sand eller gjørme. "
Elvedalen mot nordpolen i Titan.
En permanent syklon stagnerer over sørpolen til Titan.
En del av et nylig støtkrater avbildet av Cassini-radaren.
Sotra Facula , en hypotetisk kryovulkan.
Inntil Cassinis ankomst til Saturnus-systemet var den eneste bemerkelsesverdige egenskapene til den lille månen Enceladus ( 500 kilometer i diameter), som var et resultat av bilder tatt av Voyager romføler , dens spesielt glatte overflate i visse regioner og dens høyeste albedo (reflekterende kraft) av kroppene i solsystemet. Fra 2005 gjorde flere påfølgende observasjoner Enceladus til det mest interessante objektet for Saturn-systemet , sammen med Titan . Måling av Saturns magnetfelt , nær månen, viser at det er forvrengt av tilstedeværelsen av en atmosfære. Tette overflyg viser at geysirer, som hele tiden springer fra Sydpol-regionen, skyver ut en blanding av vannis og enkle kjemiske forbindelser med en hastighet på 400 meter per sekund. Geysirene antyder at det eksisterer mer eller mindre store lommer med flytende vann under overflaten, men det vil ta ti års undersøkelser for å fastslå med sikkerhet at Enceladus skjuler seg under et isskorpe et flytende hav, til tross for en grunntemperatur på -200 ° C . En del av det utkastede materialet faller til overflaten, resten er årsaken til dannelsen av E-ringen . Analysen av komponentene i denne ringen, utført senere ved hjelp av instrumentene til romfartssonen, viser at de inneholder silisiumdioksyd , som bare kan dannes når vann som bringes til en temperatur over 90 ° C samhandler med bergart. En slik konfigurasjon antyder at kilden til flytende vann er i kontakt med en steinete kjerne, hvorfra det kommer hydrotermiske ventilasjoner .
Bilder av Sydpolens overflate, tatt på veldig kort avstand, viste en spesielt ung overflate, full av isblokker på størrelse med et hus, krysset av brudd som minner om tektonisk aktivitet, og overvunnet av en sky av vanndamp. Visse dype sprekker, kalt tigerstriper , er punktene for geysirer. Suksessive overflygninger bekreftet at overflaten til sørpolen til Enceladus var under tektoniske bevegelser. Motoren til denne aktiviteten kan være tidevannskraften produsert av Saturn, som rollen som Jupiter i vulkanismen til Io . Denne kraften virker ikke bare på overflatens islag, men også på bergkjernen, som det fremgår av tilstedeværelsen av silisiumdioksyd, men også hydrogen fra hydrotermiske ventilasjoner . Tilstedeværelsen av et underjordisk hav ble bekreftet i 2015 ved målinger av tyngdefeltet og månens librasjonsbevegelser i bane. Dataene som er samlet inn gjør det mulig å anslå at et hav ti kilometer dypt strekker seg til nivået av Sydpolen, begravet under et lag på 30 til 40 kilometer tykt is . Overraskende nok i så stor avstand fra solen, bringer Enceladus sammen alle forholdene for utseendet på en livsform: varme, rikelig med flytende vann og organiske forbindelser. Men Cassini har ikke et instrument for å tillate etterforskning på dette området. En studie fra 2018 om dataene fra Cosmic Dust Analyzer og ion- og nøytrale massespektrometerinstrumenter , etablerte imidlertid tilstedeværelsen av organiske makromolekyler med en masse på noen hundre enhetlige atommasseenheter i geysirene til 'Enceladus.
Diagram som viser den interne strukturen til Enceladus under sørpolen, i henhold til det vanligste scenariet.
Nordpolens overflate er eldre, men også krysset av sprekker.
Aktiviteten til geysirene er synlig på dette bildet.
Temperaturen over tigerstripene er omtrent 20 Kelvin høyere.
Phoebe er den fjerneste av månene av betydelig størrelse: den er fire ganger lenger ( 13 millioner kilometer) fra overflaten til Saturn enn månen etter Iapetus . Den sirkulerer i en retrograd bane med en kvasipolær tilbøyelighet (173 °). Uregelmessig sfærisk i form, den har en diameter på ca 220 kilometer og er veldig mørk. De eneste bildene før Cassini- oppdraget er tatt av Voyager 2 i 1981; de gir liten informasjon, gitt avstanden (mer enn to millioner kilometer eller fem jord-måne-avstander) de blir tatt fra. Cassini flyr over månen bare en gang, 16 dager før den settes inn i bane rundt Saturn, siden den befinner seg utenfor romsondens bane. 11. juni 2004 passerte Cassini 2068 kilometer fra Phoebe, og klarte å fotografere praktisk talt hele overflaten, takket være månens rotasjonshastighet. Dette har en veldig mørk overflate ( albedo på 0,06), dekket av kratere hvorav noen er 80 kilometer i diameter, med vegger opp til 16 kilometer høye. Hypotesen om en asteroide fanget av Saturn knuses ved observasjon av mye klarere materiale inne i kratere, og signaliserer tilstedeværelsen av vannis gjemt under et støvlag, som kan nå en diameter på 300 til 500 . Vannis representerer 30% av massen til Phoebe (mot 50% for de viktigste isete månene til Saturn). Phoebe er utvilsomt en protoplanet , med egenskaper som ligner på Pluto, som dannes i Kuiper-beltet helt i begynnelsen av solsystemets historie . Den gjennomgår en prosess med planetarisk differensiering i begynnelsen av sin eksistens. Etter avkjøling blir overflaten hamret av støtene, og gir den sin nåværende uregelmessige form. Den blir senere fanget opp av planeten Saturn.
JapetIapetus er, etter sin størrelse, den tredje månen til Saturn. Dens rotasjon er synkron med den gigantiske planeten, det vil si at ansiktet vendt det er alltid den samme. Den presenterer en spektakulær fargeforskjell mellom halvkulen plassert i retning av dens forskyvning på sin bane, veldig mørk ( albedo mellom 0,03 og 0,05), og motsatt halvkule, tvert imot lys (albedo på 0, 5 til 0,6). Den Cassini romsonde gir et svar på dette århundregamle gåte. Instrumentene hans som arbeider i det infrarøde, oppdager at Phoebe er i utgangspunktet for en ring , dannet av rusk som er revet fra månen av virkningen av meteoritter. Veldig tynn, denne ringen blir ikke oppdaget av astronomer som gjør sine observasjoner fra jorden. Iapetus, som sirkulerer i regionen av denne ringen, akkumuleres på forsiden (vendt i retning av bevegelsen) materialer fra Phoebe, som gir den sin mørke farge.
HyperionCassini gir de første detaljerte observasjonene av Hyperion , den største av solsystemets uregelmessige (ikke-sfæriske) satellitter . Voyager 2 , som fløy over den i 1981 på lang avstand, gjorde det imidlertid mulig å tegne et første portrett av denne potetformede månen (410 × 260 × 220 kilometer), dekket med dype kratere og presenterte en kaotisk rotasjonsakse, trolig som følge av ødeleggelsen av et større himmellegeme. De spektakulære bildene tatt av Cassini viser en verden som minner om en svamp. De veldig dype kratere, som skjermer overflaten med praktisk talt ingen spor av utkast, er utvilsomt knyttet til den svært høye porøsiteten og den lave tettheten til månen: bombardementet av meteoritter kastet ikke ut materialene, men komprimerte dem. Veggene på kratere er skinnende og forråder tilstedeværelsen av vannis. På den annen side er kraterbunnen mørk og rødaktig fordi den svært lave temperaturen ( -180 ° C ) forårsaker sublimering av flyktige materialer og akkumulering av mørkere materialer. I følge en kontroversiell hypotese, skyldes kraterenes eksepsjonelle dybde konsentrasjonen av solstrålene av det mørke materialet, noe som igjen vil føre til sublimering av vannisen. Eksentrisiteten til månens bane vil opprettholdes ved nærheten av Titan (260 000 kilometer fra hverandre mellom de gjennomsnittlige banene til de to månene), som Hyperion er i orbital resonans med . Hyperions lave albedo (0,3) antas å skyldes tilstedeværelsen av karbondioksid og andre hydrokarboner , inkludert metan som rømte fra Titan. Gitt Hyperions lave målte tetthet (litt over 0,5), består den uten tvil av en stabel med mindre kropper, som den relativt lave tyngdekraften ikke komprimerte.
Nymåner av SaturnCassini-Huygens- oppdraget gjorde det mulig å oppdage, på slutten av 2012, ti nye små måner (mindre enn ti kilometer i diameter), som ble lagt til de rundt femti månene som er kjent eller oppdaget de siste årene ved hjelp av teleskoper. basert. Flere av dem har bare et foreløpig serienummer på den datoen, i påvente av ytterligere observasjoner som bekrefter deres eksistens. I 2004 ble det oppdaget Méthone (diameter på 1,6 kilometer ) og Pallene (tre kilometer i diameter), som ligger mellom Mimas og Enceladus og danner undergruppen til Alcyonides , samt Pollux (tre kilometer i diameter), som deler Dione- bane rundt Saturns bakre Lagrange-punkt L 5 . Daphnis (åtte kilometer i diameter), oppdaget i 2005, er etter Pan ( 26 kilometer ) den nest største satellitten som sirkulerer i ringene til Saturn . Det er opphavsmannen til Keelers divisjon ( 42 kilometer bred) som deler Saturns A-ring veldig nær periferien, og utenfor Enckes divisjon . Passasjen fjerner delingen, men tyngdefeltet genererer også bølger inne i A-ringen, flere hundre kilometer dyp, som vist på bildene tatt av Cassini . I 2007 oppdaget Cassini- bildebehandlingen Anthée , en måne på to kilometer i diameter som Méthone og Pallène mellom Mimas og Enceladus. Aegon , oppdaget i 2008 og med en diameter på 500 meter , sirkulerer i G-ringen , utvilsomt dannet av rusk som kastes ut av kollisjoner som påvirker denne månen.
Tethys (stor) og Enceladus (liten).
Kvasi-innretting av fire måner av Saturn.
Dione fargelagt.
Mimas .
10. oktober 2003 presenterte den italienske astrofysikeren Bruno Bertotti fra Universitetet i Pavia og hans kolleger Luciano Less fra Universitetet i Roma "La Sapienza" og Paolo Tortora fra Universitetet i Bologna resultatene av teoriprøven. Einsteins relativitetsteori Cassini- sonde ble utført året før. Sommeren 2002 er Jorden, Solen og Cassini-Huygens- sonden nøyaktig justert, og solen er mellom jorden og sonden. Under kommunikasjon med sonden og takket være antennen på fire meter i diameter, samt til den nye bakkestasjonen til NASA Deep Space Network i Goldstone i California , observerer teamet av italienske astrofysikere et frekvensskifte i radiobølgene som mottas av og slippes ut fra Cassini-Huygens når disse reiser nær solen. I følge teorien om generell relativitet antas en massiv gjenstand som solen å bøye romtid rundt den. Dermed må en lysstråle eller en radiobølge som passerer nær stjernen gå større avstand på grunn av denne krumningen . Dette overskudd avstanden som de bølger som sendes ut av sonden for å nå jord forsinker deres mottak, en forsinkelse som blir målt og kvantifisert og gjør det mulig å bekrefte teorien med en presisjon femti ganger større enn for tidligere eksperimenter utført med Viking prober .
Selv om avvik fra generell relativitet er spådd av noen kosmologiske modeller, blir det ikke observert noen i dette eksperimentet. Målingene som er utført er i samsvar med teorien med en nøyaktighet i størrelsesorden 1 av 50.000.
Utforskning med en romføler av en planet så langt unna som Saturn er kostbar, særlig på grunn av hastigheten som romfartøyet må nå for å nå sitt mål, oppdragets varighet og behovet for å bruke energikilder som kan erstatte solstråling , 100 ganger svakere på denne avstanden fra solen: veldig store solcellepaneler eller en radioisotop termoelektrisk generator . Til tross for den åpenbare vitenskapelige interessen til Saturn, månene (spesielt Titan og Enceladus ) og ringene, gjorde ikke Cassini detseptember 2017 ingen etterfølger i utvikling.
I 2008 studerte NASA og European Space Agency i fellesskap Titan Saturn System Mission (TSSM), bestående av en bane i tillegg til en lander og en luftballong som skulle studere Titan , men dette prosjektet ble forlatt året etter. TSSM er et dyrt oppdrag fra Cassini- klassen, og deretter blir mindre ambisiøse oppdrag evaluert av NASA som en del av Discovery- programmet (lavprisoppdrag): disse er Titan Mare Explorer (2011) og Enceladus Life Finder (2015), som er heller ikke beholdt.
I 2017 tilbys ikke mindre enn fem oppdrag som en del av New Frontiers- programmet (NASA mellomstore oppdrag): et romfartøy som utfører en undersøkelse ved å dykke ned i Saturns atmosfære (SPRITE), to oppdrag som analyserer nøyaktig materialene som kastes ut av geysirer av Enceladus ved å fly over denne månen flere ganger og bestemme den mulige tilstedeværelsen av tegn på livsformer (ELSAH og ELF), og til slutt to oppdrag ment å studere Titan i dybden, den første fra bane ( Oceanus ) og den andre, spesielt dristig på det tekniske nivået, ved hjelp av en drone som utfører flyreiser på noen titalls kilometer ved å utnytte atmosfærens høye tetthet og den lave tyngdekraften til denne månen ( Dragonfly ). Dragonfly- oppdraget ble valgt i 2019 for en planlagt avgang i 2026 og en ankomst til Titan i 2034.
Prosjekthistorie
NASA pressesett
Teknisk beskrivelse
Instrumenter
Resultater
Populariseringsbøker
Filmografi
Infografikk og filer