https://frosthead.com

Kuidas teadlased kujundasid Cassini lõpliku kaotuse

USA läänerannikul polnud veel koitu, kui Cassini kosmoselaev Maale oma lõpliku sõnumi saatis ja Saturnisse enesetapu süütama hakkas. Californias Pasadenas asuvas NASA reaktiivmootorite laboratooriumis tungisid teadlased ja insenerid pakitud missiooni juhtimisruumi, teised aga jälgisid, kuidas signaal California tehnoloogiainstituudi ülikoolilinnakus maanteel kulgeks. Täpselt pärast kohaliku aja järgi kella 15.55 paiku, 15. septembril 2017, lõpetas pisike orbiidil oma 20-aastane missioon.

Seotud sisu

  • Mida Cassini julgeid sukeldumisi on meile Saturnist õpetanud
  • Tähistage Cassini ajaloolist reisi kaheksa uskumatu pildi abil

"Ma võrdlen seda võitmatu poksija või pesapallimängijaga, kes läheb hooaja lõpus pensionile, " ütles JPLi kosmosetehnika insener Brent Buffington, kes aitas Cassini teed kujundada viimase kuue ja poole aasta jooksul. "Nad läksid välja oma tingimustel."

Sellegipoolest õnnestus Cassinil teaduse viimane tilk välja väänata, kuna see jõudis Saturni tihedate pilvede alla. Isegi kui see unustuse poole kaldus, uuris see ka esimest korda planeedi atmosfääri. See oli iseloomulik orbiidile, kes on avastanud uskumatuid teadmisi Saturni ja selle kuude kohta alates selle saabumisest rõngastatud planeedile 2004. aastal. Missiooni eluiga pikendati mitte üks kord, vaid kaks korda, et anda veesõidukile rohkem aega Saturni müsteeriumide uurimiseks. .

Ka Cassini ei peatunud Saturnil: kosmoseaparaat läbistas Saturni suurima kuu Titani paksu sudu, et avastada metaani ja etaani järved, mis on ainus vedelik, mis teadaolevalt eksisteerib muul planeedil kui Maa. See paljastas kummalised pinnavormid luidetest labürintideni võimalike jää vulkaanideni. Cassini jäädvustas ka uskumatuid pilte jäise Kuu Enceladusu lõunapoolusest voolanud geisritest ja paljastas Kuu jäise kooriku alla peidetud vedela ookeani.

Need ja muud tähelepanekud on aidanud mõista, et meie päikesesüsteem on täidetud ookeanimaailmadega ning elu võib olla võimeline arenema ja isegi õitsema päikesest kaugel.

Saturni põhjapoolkera 2017. aasta mais, seda jälgis Cassini missioon. Saturni põhjapoolkera 2017. aasta mais, seda jälgis Cassini missioon. (NASA / JPL)

Lõppkokkuvõttes andis Cassini surma NASA mure Enceladuse ja Titani pärast. Mõlemad maailmad on küps, et elu saaks iseseisvalt areneda, ja teadlased loodavad tulevaste missioonide jaoks võimalike märkide jahtimist. Üks väga tõsine mure on võimalus nakatada sedalaadi maailmu oma mikroobidega (niipalju, et meil on terve planeedikaitse amet, mis on pühendatud selle toimumise ärahoidmisele).

"Viimane asi, mida me teha tahame, on reostatud kehade reostamine Maa mikroobidega, mis võivad olla meie kosmoselaevadel, " ütles Buffington. Nii istusid ta koos navigatsioonimeeskonnaga, et välja mõelda, kuidas maksimeerida seda, kui palju teadust nad Cassinist välja saaksid, hoides need potentsiaalselt elatavad maailmad saastumisest eemal.

Navigatsioonimeeskond jälgis Cassini jaoks mitmeid võimalikke orbiite, kui selle kütusepaak oli tühi, ütles Buffington. Nad võiksid parkida kosmoseaparaadi Saturni ümber püsivale orbiidile, saates süsteemi kohta aastaid tagasi teavet. Nad võisid selle rõngastesse puruks lüüa, et näha, kuidas nad reageerivad - kokkupõrge, mis võib anda ka teadmisi. Nad võisid selle ühte Saturnuse kuukokku põrutada. Või võib see süsteemist täielikult lahkuda, reisides teisele hiiglaslikule planeedile või välise Päikesesüsteemi kummalistele asteroididele.

Iga võimalus esitati teadustiimile, kes otsis parimat viisi, kuidas kosmoselaevade viimast päeva maksimaalselt ära kasutada. Buffingtoni sõnul oli valikuprotsess "darvinism oma parimal tasemel."

Sõrmustesse löömine oli kiiresti välistatud. Proovida tõestada, et ükski neist tükkidest ei satu lõpuks Titanile või Enceladusse ja see võib saastada, oli kõike muud kui võimatu. Samuti lükati tagasi teise maailma uurimine, arvestades, kui palju lahendamata küsimusi Saturnist alles oli.

Ja kuigi igavene orbiit Saturni ümber kõlas hästi, oli üks suur probleem: Titanil, ühel maailmast, mida nad lootsid säilitada, oli potentsiaal tekitada kaos ja ta võis ühel päeval saata Cassini spiraalselt ühte elamiskõlbulikku kuusse.

Nii otsustaski meeskond panna Titani jõu heaks tööks. Buffington, kes lahkus missioonilt 2012. aastal, kuid naasis JPL-i Cassini suurejoonelise finaali tunnistajaks, ütles, et üks suuremaid läbimurdeid oli arusaam, et massiivset kuud saab kasutada tööhobuna. See tähendab, et insenerid võiksid ära kasutada asjaolu, et kui väike kere möödub suuremast liikuvast kehast, muudetakse väikese keha rada viisil, mida teadlased saavad arvutada ja ennustada.

"Terve põhirõngasüsteemi hüppamiseks võiks kasutada ühte Titani gravitatsiooniabi, " võimaldas kosmoselaev varjata ohutsooni ning liikuda planeedi ja selle rõngaste vahel, ütles ta.

Pärast seda, kui navigatsioonimeeskond kaardistas Cassini lõplikud orbiidid pool kümme aastat enne selle lõppemist, saatsid nad need plaanid Cassini lennujuhtidele. Iga 10 nädala tagant saatsid nad kosmoselaevale paketi navigeerimiskäsklusi. Nad ei joonistanud rada, kuid just nemad hoolitsevad selle eest, et Cassini selle kätte saaks.

"Nad annavad meile võrdlustrajektoori ja siis me lendame selle mööda, " ütles JPL reaalajas lendude osakonna juhataja David Doody. Doody ja tema seitsmest ässast koosnev meeskond (mis on ametlik nimi inseneridele, kes räägivad kosmoselaevaga reaalajas) sisestavad väikesed manöövrid, mis panevad kosmoselaeva sinna, kus see olema peab. Kuid kuigi nad aitasid Cassini õigele teele suruda, oli raske tõstmine Titan ja selle tohutu grad.

"Titan on meie suur mootor, " ütles Doody. Kui Cassini sõidaks kiirteelt alla, jätkaks ta, vastutavad ässad selle õigel sõidurajal hoidmise eest. Kuid kõige suurem kontroll on massiivsel kuul. "Titan on meie tagasilöök, " ütles ta.

.....

Aprillis sai Saturni surm vältimatuks. Siis viis Titani lendorava gravitatsiooniline efekt muudatuste rea viimase niheni, mis osutas Cassinile otse Saturnis, ilma et oleks võimalik põgeneda. Isegi kui missiooniplaneerijad oleksid kuidagi meelt muutnud, poleks väikesteks vahetusteks tehtud pisikesed süütevõimendid piisavalt võimsad, et satelliit satelliidi alt Titanile sisse seada.

13. septembril kella 3.53 ajal laadis Cassini missioonioperatsioonide insener Michael Staab kosmoselaevale viimase näpuga. Staab oli kaks nädalat enne Grand Finale konsooli juures, et saata viimane pakk, mille Cassini kunagi saab - viimane tõuge tõukejõudel, mis pani selle täpsele teele tema hukkumise suunas. Ehkki kosmoselaeva kurss oli juba paika pandud, pitsitas see viimane käskude seeria saatust.

Kas ta tundis kahetsust?

"Ma olen südametu insener, " naeris ta, istudes Ace'i konsoolis tund enne kosmoselaeva saatuse kohtumist. Erinevalt paljudest teadlastest, kes nimetavad Cassini nimega "ta", tuletas Staab meile meelde, et Cassini on robot, mis teeb seda, mis on ette nähtud.

Doody jaoks polnud see tema esimene kord, kui armastatud satelliidil surmkindel kõlas. 1994. aastal saatis ta lõpliku käsu NASA kosmoselaevale Magellan, kes käskis tal sukelduda Veenuse pilvedesse. Kuid kuigi Magellan nõudis oma surma lahendamiseks ühte konkreetset käsku, nõudis Cassini viimane tee järkjärgulisi muudatusi, mille saavutamiseks kulus pool kümme aastat. "Seekord on see nii elegantne, " sõnas Doody.

Kui Cassini tungis Saturni atmosfääri, oli Doody Californias reaktiivmootorite laboratooriumi missiooni kontrolli all. Austraalias, Hispaanias ja Californias asuva Deep Space Network teleskoopide teleskoobid ühendavad missiooni juhtimise kosmosesügavuselt sukelduvate satelliitidega. Cassini Ace konsooli kõrval põrandal olev tahvel tähistab missiooni juhtimist "universumi keskpunktiks".

Pärast missioonil töötamist algusest peale on Doody sõnul järeldus nii ülendav kui ka lõplik. "See on 20-aastase kohustuse lõpp, " ütles ta. "See on olnud kogu aeg verd, higi ja pisaraid ning nüüd, kui see on möödas, on see nagu kalju alt hüppamine."

Staab seisis ka missioonide juhtimises, töötas 27 tundi sirgelt ja oli Grand Finale tagavara äss. "Mul on kurb seda näha, " ütles ta. "Kuid olen väga uhke selle üle, mille saavutasime."

Buffington oli ka JPL-is, ehkki mitte missiooni kontrolli all. Nagu Staab, väidab ta, et ta ei muutunud kosmoselaeva suhtes liiga emotsionaalseks, selle asemel et imetleda teadlasi ja insenere, kes selle missiooni võimalikuks tegid.

"Kui seal on mingeid emotsioone, tuleb lihtsalt tänada inimesi hämmastava töö eest, mille nad inseneridena ehitasid ja kosmoselaeva ehitasid, enne kui olin isegi oma nime kirjutamiseks piisavalt vana, " ütles ta.

Cassini kohtus oma tulise saatusega lennujuhtide, inseneride ja Titani abiga, kuid selle pärand jätkub ka järgnevatel aastatel. Selle Saturni süsteemi kohta esitatud teave, sealhulgas planeedi atmosfääri lõplikud mõõtmised, kannustab rohkem kui kümme aastat kestnud uurimistööd.

"Cassini inspireerib meid kõiki, nii noori kui vanu, otsima ja mõtlema, mis seal ikka, " sõnas Buffington.

Kuidas teadlased kujundasid Cassini lõpliku kaotuse