Cassini on kõige keerukam kosmosesond, mis eales ehitatud. 1997. aastal NASA ja Euroopa Kosmoseagentuuri ühise missioonina käivitatud reis Saturnini kulus seitse aastat. Sellest ajast alates on see päikese ümber tiirutanud kuuendat planeeti, saates tagasi tohutu teadusliku väärtusega andmeid ja suurepärase ilu pilte.
Seotud sisu
- Kuidas ja millal Saturn need suurepärased rõngad sai?
Cassini alustab nüüd viimast kampaaniat. Grand Finale'iks dubleerituna lõpeb see 15. septembril 2017 Saturni atmosfääri sukelduva sondiga, kus see põleb. Ehkki Saturnit külastas 1970. ja 1980. aastatel kolm kosmoselaeva, ei osanud ma koos oma teadlastega ette kujutada, mida Cassini kosmosesond 20 aastat tagasi kosmoses viibides avastab.
Üle Saturni näo kloppis tohutu torm. Selle pildi tegemise ajal, 12 nädalat pärast tormi algust, oli see planeedil täielikult ümber käinud. (NASA / JPL-Caltech / SSI, CC BY) Dünaamiliste muutuste planeet
Maalähedaste teleskoopide abil on Saturni pilvepealsetes perioodiliselt ilmnevad massiivsed tormid, mida tuntakse suurte valgete laikudena. Cassinil on neil üritustel eesrind. Oleme avastanud, et nii nagu Maa äikesed, sisaldavad ka need tormid välku ja rahet.
Cassini on tiirutanud Saturni ümber piisavalt kaua, et jälgida hooajalisi muutusi, mis põhjustavad ilmastiku muutusi, erinevalt aastaaegadest Maal. Perioodilised tormid ilmuvad Saturni põhjapoolkeral sageli suve lõpus.
2010. aastal, põhjapoolsetel kevadel, ilmus Saturni pilvede tippudes ebatavaliselt varajane ja intensiivne torm. See oli nii tohutu torm, et see ümbritses kogu planeeti ja kestis peaaegu aasta. Alles torm sõi oma saba, kuid lõpuks see pritsis ja tuhmus. Selliste tormide uurimine ja nende võrdlemine teiste planeetide sarnaste sündmustega (arvake Jupiteri Suur Punane Spot) aitab teadlastel paremini mõista ilmastikuolusid kogu Päikesesüsteemis, isegi siin Maa peal.
Olles teinud sadu orbiite Saturni ümber, suutis Cassini põhjalikult uurida ka muid funktsioone, mida on vaid maapinnast või varasematest sondidest pilguga vaadeldud. Tihedad kohtumised Saturni suurima kuuga Titan on võimaldanud navigaatoritel kasutada Kuu gravitatsiooni sondi orbiidi ümberorienteerimiseks nii, et see saaks liikuda üle Saturni pooluste. Saturni tugeva magnetvälja tõttu on postid koduks kaunitele auroraedele, täpselt nagu Maa ja Jupiteri omadele.
Saturni kuuepoolne keeris Saturni põhjapoolusel, mida tuntakse kui 'kuusnurka'. See on erinevate filtritega tehtud piltide superpositsioon, millel on erineva valguse lainepikkusega värvid. (NASA / JPL-Caltech / SSI / Hamptoni ülikool, CC BY) Cassini on kinnitanud ka veidra kuusnurkse kujuga polaarset keerist, mille algselt vaatas läbi Voyageri missioon 1981. Vorteks - keeriseva gaasi mass, mis sarnaneb orkaaniga, on suurem kui Maa ja tuule tippkiirus on 220 miili tunnis.
Kodu kümnetele erinevatele maailmadele
Cassini avastas, et Saturnis on 45 kuud rohkem kui varem teada olnud 17 - see tähendab nüüd 62-le.
Suurim, Titan, on suurem kui planeet Merkuur. Sellel on tihe lämmastikurikas atmosfäär, mille pinna rõhk on poolteist korda suurem kui Maa oma. Cassini suutis selle kuu pilvekatte all sondeerida, avastas järvedesse ja meredesse voolavad jõed, mida täiendas vihm. Kuid sel juhul pole vedelik vesi, vaid pigem vedel metaan ja etaan.
Valedavärviline pilt Ligeia Marest, mis on Saturni kuuse Titanil suuruselt teine teadaolev vedelikukogus. See on täidetud vedelate süsivesinikega. (NASA / JPL-Caltech / ASI / Cornell, CC BY) See ei tähenda, et vett pole seal küllaga, kuid Titanil (pinnatemperatuuriga -180 ℃) on nii külm, et vesi käitub nagu kivi ja liiv. Ehkki sellel on kõik eluks vajalikud koostisosad, on Titan sisuliselt "külmunud Maa", mis on sellel hetkel lõksus, enne kui elu võiks moodustuda.
Saturni suuruselt kuues kuu Enceladus on umbes 300 miili läbimõõduga jäine maailm. Ja minu jaoks on see missiooni kõige suurejoonelisem leid.
Avastus algas alandlikult, uudse pilguga magnetvälja näitudel Enceladusu esimese lendu ajal 2004. aastal. Kui Cassini möödus üle Kuu lõunapoolkera, tuvastas see Saturni magnetvälja imelikke kõikumisi. Sellest järeldas Cassini magnetomeetri meeskond, et Enceladus peab olema ioniseeritud gaasi allikas.
Intrigeerituna juhendasid nad Cassini-navigaatoreid 2005. aastal veelgi tihedamat lendoravat tegema. Meie hämmastuseks on kaks vahendit, mis on mõeldud kosmoselaeva lenduva gaasi koostise määramiseks, Cassini Plasma Spektromeeter (CAPS) ning ioon- ja neutraalmass. Spektromeeter (INMS) määras, et Cassini läbis ootamatult ioniseeritud vee pilve. Enceladus 'lõunapooluse jääl tekkinud pragude tagajärjel paiskuvad need veevoolud kosmosesse kiirusega kuni 800 km / h.
Olen meeskonnas, mis tegi vee positiivse identifitseerimise, ja pean ütlema, et see oli minu profikarjääri kõige põnevam hetk. Mis puutub Saturni kuudesse, siis arvasid kõik, et kogu tegevus toimub Titanil. Keegi ei osanud oodata üllatusi väikesest, vähenõudlikust Enceladusest.
Reaalajas toimuv geoloogiline tegevus on Päikesesüsteemis üsna haruldane. Enne Enceladust oli ainus teadaolev aktiivne maailm Maast kaugemal Jupiteri kuu Io, millel on purskavad vulkaanid. Saturni kuult oli midagi vanale ustavale sarnast leida praktiliselt kujuteldamatu. Fakt, et kõik sai alguse sellest, et keegi märkas magnetvälja andmete veidrat lugemist, on imeline näide avastuse serendipitaalsusest.
Enceladusu lõunapoolusel asuv geiserbassein, mille veetorusid valgustab hajutatud päikesevalgus. (NASA / JPL-Caltech / Kosmoseteaduse instituut, CC BY) Enceladuse lugu muutub ainult erakordsemaks. 2009. aastal tehti plummidele esmakordselt otse pilt. Nüüd teame, et Enceladusest pärinev vesi sisaldab Saturni magnetosfääri suurimat komponenti (Saturni magnetväljaga juhitav kosmose piirkond) ning plummid vastutavad Saturni tohutu E-rõnga, planeedi teise välimise rõnga olemasolu eest.
Veelgi hämmastavam on see, et nüüd teame, et Enceladuse maakoore all on vedel soolase veega ja orgaaniliste molekulidega globaalne ookean, mida kõik soojendavad hüdrotermilised õhuavad merepõhjas. Ploomide üksikasjalik analüüs näitab, et need sisaldavad süsivesinikke. Kõik see osutab võimalusele, et Enceladus on ookeanimaailm, mis hoiab elu siinsamas, meie päikesesüsteemis.
Kui Cassini sukeldub hiljem sel aastal Saturni pilve tippu, tähistab see inimkonna kõigi aegade ühe edukaima avastusmissiooni lõppu.
Teadlased kaaluvad nüüd sihipäraseid missioone Titanile, Enceladusse või võimaluse korral mõlemasse. Üks kõige väärtuslikumaid õppetunde, mida Cassinilt võib võtta, on vajadus uurimist jätkata. Nii palju kui me esimeselt Saturnini jõudnud kosmoselaevalt teada saime, ei valmistanud miski meid ette selleks, mida me Cassini abil leiame. Kes teab, mida järgmisena leiame?
See artikkel avaldati algselt lehel The Conversation.
Dan Reisenfeld, Montana ülikooli füüsika ja astronoomia professor
