Cassini-Huygens

Cassini-Huygens
Cliente NASA / ESA / IKA
Operador NASA , Agencia Espacial Europea y Agencia Espacial Italiana
Tareas estudio de Saturno y sus satélites, aterrizando en Titán
lapso Venus , Júpiter , Saturno ,
lunas de Saturno
plataforma de lanzamiento cabo Cañaveral
vehículo de lanzamiento Titán IV -B Centauri
lanzar 15 de octubre de 1997 08:43:00 UTC
Entrando en órbita 1 de julio de 2004
Duracion del vuelo 19 años 335 días
Desorbitar 15 de septiembre de 2017
ID COSPAR 1997-061A
SCN 25008
Especificaciones
Peso total: 5600 kg
estación: 2150 kg
sonda: 350 kg
Dimensiones alto: 6,7 m, ancho: 4 m
Energía ~880 vatios (1997) [1]
~670 vatios (2010) [1]
Fuentes de alimentación 3 generadores termoeléctricos de plutonio
agente de mudanzas R-4D
Elementos orbitales
Aterrizando en un cuerpo celeste 14 de enero de 2005
saturn.jpl.nasa.gov
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Cassini-Huygens [2] ( Ing.  Cassini-Huygens ) es una estación interplanetaria automática (AMS), creada conjuntamente por la NASA , la Agencia Espacial Europea y la Agencia Espacial Italiana para estudiar el planeta Saturno , sus anillos y satélites . El complejo estaba formado por la estación orbital Cassini y el vehículo de descenso con la estación automática Huygens , diseñados para aterrizar en Titán .

Cassini-Huygens se lanzó el 15 de octubre de 1997 . El 1 de julio de 2004, tras frenar, entró en la órbita del satélite de Saturno. El 25 de diciembre del mismo año, el vehículo de descenso se separó de la estación orbital y el 14 de enero de 2005 entró en la atmósfera de Titán, proporcionando un aterrizaje suave de la estación automática en su superficie. La misión estaba originalmente programada hasta 2008 , pero posteriormente se extendió hasta el verano de 2010 [3] . El 3 de febrero de 2010, se anunció una nueva extensión del programa hasta 2017 [4] .

El 4 de abril de 2017, el Laboratorio de Propulsión a Chorro anunció la finalización inminente de la misión Cassini el 15 de septiembre de 2017. La etapa final del programa comenzó el 26 de abril. La nave espacial realizó varias correcciones de su órbita alrededor de Saturno y entró en su atmósfera el 15 de septiembre de 2017 [5] .

La estación orbital Cassini es el primer satélite artificial de Saturno. Huygens es la primera nave espacial en realizar un aterrizaje suave en el sistema solar exterior .

Como resultado del proyecto, se transfirieron a la Tierra 635 GB de datos, 453 048 imágenes, se completaron 162 sobrevuelos alrededor de las lunas de Saturno y se publicaron 3948 publicaciones científicas [6] .

Tareas

Los principales objetivos de la misión eran:

  1. Determinación de la estructura y comportamiento de los anillos de Saturno ;
  2. Determinación de la estructura geológica e historia de la superficie de los satélites;
  3. Determinación de la naturaleza y origen del material oscuro en uno de los hemisferios de Iapetus ;
  4. Estudio de la estructura y comportamiento de la magnetosfera ;
  5. Estudio del comportamiento de la atmósfera de Saturno y la estructura de la capa de nubes;
  6. Exploración de nubes y niebla en la atmósfera de Titán ;
  7. Determinación de la naturaleza de la superficie de Titán.

Historial de creación

La sonda espacial fue el resultado de una colaboración entre tres organizaciones; 17 estados participaron en el proceso de creación del aparato. La estación Cassini fue construida por la NASA . La sonda Huygens fue creada por la Agencia Espacial Europea . La agencia espacial italiana ha construido una antena de largo alcance y un radar altímetro (RADAR).

El costo total de la misión supera los 3260 millones de dólares , que incluyen 1400 millones de dólares para el prelanzamiento, 704 millones de dólares para el mantenimiento, 54 millones de dólares para las comunicaciones con el vehículo y 422 millones de dólares para el vehículo de lanzamiento Titan-401B/Centaurus . El gobierno de EE. UU. contribuyó con 2600 millones de dólares, la Agencia Espacial Europea con 500 millones de dólares y la Agencia Espacial Italiana con 160 millones de dólares.

Construcción del complejo

La estación Cassini, junto con la sonda Huygens, se convirtió en el mayor complejo interplanetario en funcionamiento, así como en el vehículo interplanetario más pesado que jamás haya salido con éxito de la órbita terrestre. El orbitador sin sonda tenía una masa de 2150 kilogramos [6] . Junto con Huygens, que tenía una masa de 350 kilogramos, 3132 kilogramos de combustible y una etapa superior , el aparato tenía una masa de 5600 kg (solo tres estaciones en toda la historia de la investigación espacial tenían una gran masa: Phobos-1 , Las sondas Phobos-2 lanzadas por la URSS y el AMS ruso " Mars-96 "; sin embargo, todas no cumplieron con las tareas que se les asignaron).

La unidad orbital Cassini llevaba 12 instrumentos científicos [6] : un radar para construir mapas detallados de la superficie de Titán y sus satélites con una antena altamente direccional de 4 metros y un par de antenas ampliamente direccionales, un espectrómetro para estudiar partículas de plasma espacial , un espectrómetro de infrarrojos para medidas remotas de temperatura, un espectrómetro de masas para el estudio de la composición de micropartículas, espectrómetros de radiación visible e infrarroja, espectrómetro de radiación ultravioleta, analizador de polvo cósmico, cámara magnetosférica, magnetómetro, etc.

El sistema de propulsión constaba de los motores principal y de respaldo de dos componentes R-4D con un empuje de 490  N , que funcionaban con metilhidrazina y tetróxido de dinitrógeno . El sistema de orientación utilizó 16 propulsores de hidracina de un solo componente con un empuje de 1 N [6] [7] .

La estación estaba alimentada por 3 generadores termoeléctricos de radioisótopos , que juntos generaron 885 vatios en el lanzamiento en 1997 y 633 vatios al final de la misión en 2017. [1] [8] .

La sonda Huygens llevaba 6 instrumentos científicos: determinación de la estructura atmosférica, medidor de velocidad y deriva Doppler, radiómetro espectral, cromatógrafo de gases/espectrómetro de masas, colector de aerosoles y pirolizador, paquete científico de superficie.

Crónica de vuelo

Trayectoria 1997 15 de octubre  - Lanzamiento del dispositivo (08:43 UTC ), desde Cabo Cañaveral (Florida, EE. UU.) por un vehículo de lanzamiento Titan 4B / Centaur . 1998 26 de abril  - Primera maniobra en el campo gravitatorio de Venus , para ganar la velocidad requerida. 1999 2000 2001 2004 2005 El 14 de enero, la sonda Huygens entró con éxito en la atmósfera de Titán y aterrizó suavemente en su superficie. 2017

El 22 de abril, la estación espacial dio la vuelta a Titán por última vez e inició su aproximación a Saturno, de modo que, habiendo realizado 22 revoluciones en espiral entre el planeta y sus anillos, entraría en la atmósfera el 15 de septiembre y completaría su misión . 12] . La última señal de Cassini en la Tierra se recibió el 15 de septiembre a las 14:55:46 hora de Moscú (11:55:46 UTC ) [13] . De hecho, la entrada en las capas densas de la atmósfera y la destrucción del dispositivo se produjo 83 minutos antes, a las 13:31:46 hora de Moscú (10:31:46 UTC), de acuerdo con la distancia entre Saturno y la Tierra. en ese momento [14] .

Encuentros cercanos con las lunas de Saturno

Direcciones de vuelo
Titanio ñandú japeto dione Tetis Encelado
mimas Hiperión Phoebe Jano Epimeteo Prometeo Pandora
elena Atlas Sartén telesto Calipso metona

Cuerpo principal

Hasta el 31 de julio de 2008, se planificaron 45 aproximaciones a Titán , 4 aproximaciones a Encelado , 2 aproximaciones a Iapetus , Tethys y Rhea , así como una aproximación a Phoebe , Dione , Hyperion y Mimas .

Plan de vuelo extendido

Como parte de la misión extendida, extendida hasta el 10 de julio de 2010, se previeron 21 sobrevuelos de Titán , 8 sobrevuelos de Tetis , 7 sobrevuelos de Encelado , 6 sobrevuelos de Mimas , 5 sobrevuelos de Rea y 3 sobrevuelos de Dione . También se previeron varios encuentros cercanos con pequeños satélites, incluido uno con Elena .

Extensión de la misión

Primera renovación

El 15 de abril de 2008, la NASA anunció una extensión de la misión de 2 años [16] (hasta julio de 2010 ). El lanzamiento de la nueva misión, llamada Cassini  Equinox Mission , estaba previsto para el 1 de julio de 2008. [17] Esta misión incluyó 60 sobrevuelos adicionales de Saturno, 26 encuentros con Titán, 7 con Encelado y uno con Dione, Rhea y Helena. Desde un punto de vista científico, Cassini también tuvo que estudiar los anillos de Saturno, su magnetosfera y el propio planeta.

Segunda extensión

El 3 de febrero de 2010, se anunció una nueva extensión del programa hasta septiembre de 2017 [4] [18] . El nombre original de la misión extendida era "Extended-extended mission" ( eng.  extended-extended mission ), pero luego se cambió a "Cassini Solstice" ( eng.  Cassini Solstice Mission ). La misión extendida incluyó 155 órbitas adicionales alrededor de Saturno, 54 encuentros con Titán y 11 con Encelado.

Inicialmente, se propusieron varias opciones sobre qué hacer con el dispositivo después del final de la misión principal:

Resultados de la misión

Probando la relatividad general

El 10 de octubre de 2003 se anunciaron los resultados de un experimento para probar la teoría general de la relatividad realizado con la ayuda de Cassini. Hubo un cambio de frecuencia y un retraso en la señal proveniente del aparato, que en ese momento estaba al otro lado del Sol , de acuerdo con las predicciones de la teoría.

"Radios" en los anillos de Saturno

Las imágenes tomadas el 5 de septiembre de 2005 mostraban "rayos" en anillos, descubiertos por primera vez en 1977 mediante observaciones desde tierra y luego confirmados por Voyagers en la década de 1980. El mecanismo para la formación de "radios" aún no está claro.

Nuevos satélites

En 2004, se encontraron nuevos satélites en las imágenes de Cassini. Son muy pequeños y han sido nombrados provisionalmente S/2004 S 1, S/2004 S 2 y S/2004 S 5. A principios de 2005 , se les dio los nombres Methone , Pallene  y Polydeuces ( polideuces ) .   

El 1 de mayo de 2005, el satélite S/2005 S 1 , más tarde llamado Daphnis , fue descubierto en Keeler Gap . Es el segundo satélite de Saturno (después de Pan ) cuya órbita se encuentra dentro de los anillos.  

Cassini también descubrió los satélites Anfa , Egeon y S/2009 S 1 [19 ] .

Sobrevuelo cerca de Phoebe

El 11 de junio de 2004, Cassini sobrevoló la luna Febe . Esta fue la primera oportunidad de estudiar el satélite a tan corta distancia desde el sobrevuelo de la Voyager 2 . Debido a las peculiaridades del movimiento de Febe alrededor de Saturno, este enfoque es el único posible para Cassini.

Las primeras imágenes del satélite, tomadas el 12 de junio de 2004, mostraron que el satélite se parecía poco a un asteroide ordinario . Algunas áreas de la superficie llena de cráteres eran muy claras, lo que sugiere que hay hielo de agua debajo de la superficie .

Lagos en Titán

Las imágenes de radar tomadas el 21 de julio de 2006 revelaron "piscinas" llenas de hidrocarburos líquidos ( metano o etano ) ubicadas en el hemisferio norte de Titán. Esta es la primera vez que se descubren lagos actualmente existentes fuera de la Tierra. El tamaño de los lagos es de un kilómetro a cientos de kilómetros de diámetro.

El 13 de marzo de 2007, el liderazgo de la misión anunció el descubrimiento de un gran grupo de "mares" en el hemisferio norte de Titán. Uno de los mares es algo más grande que el Mar Caspio terrestre [19] .

Tormenta Hexadecimal

En noviembre de 2006, se descubrió una estructura atmosférica en el polo norte de Saturno, que es una tormenta hexagonal. Esta estructura está ubicada en el polo norte de Saturno y tiene un diámetro de más de 25 mil kilómetros [19] .

Vida en Titán

Cassini-Huygens descubrió varias anomalías químicas en la superficie de Titán.

Bajo la influencia de la luz solar en la atmósfera, se forman constantemente hidrógeno y acetileno , lo que debería haberse observado, incluso en la superficie de Titán. Sin embargo, no se encontraron rastros de acetileno en la superficie y la cantidad de hidrógeno cerca de la superficie disminuye, lo que algunos expertos interpretan como signos indirectos de la presencia de vida. Según sus suposiciones, puede haber formas de vida en Titán que difieran de las de la Tierra, basadas en metano (en lugar de agua), respirando hidrógeno y alimentándose de acetileno [20] . Los supuestos se presentaron ya en 2005 [21] .

Sin embargo, otros especialistas tienden a considerar en último lugar las causas biológicas de la pérdida de hidrógeno y acetileno, y en primer lugar buscarán posibles explicaciones no biológicas al fenómeno observado. El propio Chris McKay afirmó que los resultados de la investigación revelan "una química muy inusual y actualmente inexplicable... Quizás no señales de vida, pero sí muy interesantes".

Notas

  1. ↑ 1 2 3 Todd J. Barber. Cassini de Insider: potencia, propulsión y Andrew Ging (enlace no disponible) . Saturn.jpl.nasa.gov (23 de agosto de 2010). Fecha de acceso: 20 de agosto de 2011. Archivado desde el original el 3 de febrero de 2012. 
  2. ↑ Cassini-Huygens  / S. B. Ogandzhanyan // Gran Enciclopedia Rusa  : [en 35 volúmenes]  / cap. edición Yu. S. Osipov . - M.  : Gran Enciclopedia Rusa, 2004-2017.
  3. ↑ La NASA extiende la vida de Cassini por dos años más . Izvestia (16 de abril de 2008). Consultado el 10 de junio de 2010. Archivado desde el original el 22 de agosto de 2011.
  4. ↑ 1 2 La misión de la sonda Cassini para explorar Saturno se extenderá hasta 2017 . RIA Novosti (4 de febrero de 2010). Fecha de acceso: 4 de febrero de 2010. Archivado desde el original el 22 de agosto de 2011.
  5. ↑ El gran final  . NASA. Consultado el 20 de julio de 2020. Archivado desde el original el 21 de julio de 2020.
  6. ↑ 1 2 3 4 Roman Fishman. Respuestas y recuerdos. La misión más grandiosa a Saturno - en citas, cifras y resultados  // Mecánica Popular . - 2017. - Nº 10 . - S. 38-43 .
  7. ↑ Michael W. Leeds, Ralf N. Eberhardt, Robert I. Berry. Desarrollo del subsistema de propulsión de Cassini  (inglés) (PDF). 32ª Conferencia Conjunta de Propulsión AIAA/ASME/SAE/ASEE 5-6 (24 de junio de 1996). Consultado el 20 de julio de 2020. Archivado desde el original el 18 de noviembre de 2020.
  8. ↑ Cassini–Huygens: Datos breves . NASA. Consultado el 20 de agosto de 2011. Archivado desde el original el 16 de mayo de 2016.
  9. ↑ Copia archivada (enlace no disponible) . Fecha de acceso: 14 de enero de 2006. Archivado desde el original el 14 de mayo de 2005. 
  10. ↑ NASA. Retrato de Cassini   Júpiter (7 de agosto de 2017). Consultado el 3 de junio de 2021. Archivado desde el original el 14 de mayo de 2021.
  11. ↑ Estado  de la misión Cassini . NASA (23 de julio de 2002). Consultado el 2 de julio de 2017. Archivado desde el original el 24 de febrero de 2021.
  12. ↑ La NASA destruirá la sonda de Saturno para salvar el mundo alienígena . hola-noticias.ru. Consultado el 27 de abril de 2017. Archivado desde el original el 28 de abril de 2017.
  13. ↑ ¡Adiós, Cassini!  (Inglés) . cielotierra.org. Consultado el 14 de septiembre de 2017. Archivado desde el original el 14 de septiembre de 2017.
  14. ↑ Cassini: The Grand Finale: ¿Dónde está Cassini ahora? . Consultado el 15 de septiembre de 2017. Archivado desde el original el 15 de septiembre de 2017.
  15. ↑ 12JPL , NASA . 2004 - 2006 Saturn Tour Highlights  (inglés)  (enlace no disponible) . Consultado el 21 de octubre de 2015. Archivado desde el original el 5 de septiembre de 2015.
  16. ↑ La NASA extiende el Gran Tour de  Saturno de Cassini . NASA (15 de abril de 2008). Consultado el 10 de junio de 2010. Archivado desde el original el 22 de agosto de 2011.
  17. ↑ Cassini To Earth: "¡Misión cumplida, pero nuevas preguntas aguardan!"  (Inglés) . ScienceDaily (29 de mayo de 2008). Consultado el 10 de junio de 2010. Archivado desde el original el 22 de agosto de 2011.
  18. ↑ Panin, Iván . Mission to Saturn Awaits Solstice  (ruso) , Infox.ru (28 de septiembre de 2010). Archivado desde el original el 1 de octubre de 2010. Consultado el 29 de septiembre de 2010.
  19. ↑ 1 2 3 Carolina Porco. "Cassini" en Saturno  // En el mundo de la ciencia . - 2017. - Nº 12 . - S. 118-127 .
  20. ↑ Indicios de vida encontrados en la luna de Saturno . Archivado el 16 de marzo de 2015 en Wayback Machine .
  21. ↑ ¿Huygens ha encontrado vida en Titán? . Consultado el 4 de octubre de 2017. Archivado desde el original el 27 de marzo de 2015.

Literatura

Enlaces

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