Зонд Кассини за время своей работы (запущен он в 1997 году) предоставил ученым огромное количество данных о планетах Солнечной системы и их спутниках. Например, с его помощью удалось обнаружить океан на Энцеладе и моря из жидкого метана на Титане. Сейчас специалисты готовят аппарат к одной из последних миссий — изучению колец Сатурна. Начиная с 30 ноября, Кассини отправится в свое «кольцевое путешествие».
С 30 ноября этого года по 22 апреля следующего года аппарат будет перемещаться от полюса к полюсу газового гиганта, проходя по пути, каждые семь дней, через внешнюю область основных колец планеты. Всего он совершит 20 таких «челночных» проходов. Зонд оснащен несколькими научными инструментами, которые будут использоваться для отбора частиц вещества и газов из различных районов колец Сатурна с последующим анализом полученных образцов.
Первые два «нырка» Кассини осуществит через одно из самых тонких и слабых колец Сатурна, образованное крошечными метеорами, поражающими две луны планеты — Янус и Эпиметей. В марте и апреле зонд будет изучать внешние регионы кольца F, характеризующегося большим количеством пыли.
«Несмотря на то, что мы приблизимся к кольцу F ближе, чем когда-либо, это все равно больше, чем 7800 километров. Здесь практически нет пылевой угрозы», — заявил Эрл Мэйз, руководитель проекта Cassini в Лаборатории реактивного движения НАСА.
По словам специалистов, это кольцо является внешней границей главной системы колец. Кроме них, у Сатурна есть еще несколько более слабых колец, которые находятся от планеты дальше. Кольцо F, ширина которого составляет около 800 километров, постоянно меняется. Наиболее плотной является центральная его часть, ширина которой составляет около 50 километров. Фотографии с Кассини показывают различные структуры внутри кольца, конфигурация которых изменяется в течение часа.
Зачем Кассини отправили в кольца Сатурна?
Дело в том, что сейчас зонд имеет беспрецедентную возможность подробно изучить строение колец планеты газового гиганта. Кроме того, аппарат «увидит» и мелкие луны, находящиеся близко к краям колец, включая такие спутники Сатурна, как Пандора, Атлас, Пан и Дафнис.
Кроме кольца F Кассини сможет изучить еще и кольца А и В. Ученые рассчитывают на то, что снимки Кассини, присланные им в скором времени, покажут нам все это в максимальном качестве со времени прибытия зонда к Сатурну в 2004 году. Разрешение снимков составит 1 километров на пиксель. Специалисты надеются на получение большого количества фотографий, которые позволят полностью увидеть структуру всех колец.
В частности, астрономы планируют рассмотреть поближе небольшие элементы кольца А, которые получили название «пропеллеры» из-за своей формы, похожей на пропеллеры летательного аппарата. Фотографии и дополнительные данные научных инструментов Кассини помогут понять или хотя бы прояснить происхождение и структуру колец. В марте, находясь в тени Сатурна, Кассини будет изучать кольца, когда те будут освещаться солнечными лучами. Возможно, удастся увидеть облака пыли — следствие пролета метеоров через кольца или ударения их о мелкие луны Сатурна.
Кольца газового гиганта называли по мере их открытия. Они размещаются вовсе не по порядку. Источник: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute
А что потом?
Во время своей миссии Кассини сблизится с верхней границей облаков Сатурна на минимальное расстояние — около 90000 километров. В апреле 2017 года Кассини начнет выполнять финальный этап своей миссии.
После почти 20 лет, проведенных в космосе, зонд потратил почти все свое топливо. Команда проекта тщательно подготовилась к этому моменту, разработав сценарий, который поможет Кассини получить ценную для науки информацию прежде, чем зонд скроется в плотной атмосфере Сатурна. В сентябре аппарат пройдет на расстоянии всего в 1600 километров от верхней границы облаков, после чего нырнет а атмосферу планеты. Это случится 15 сентября. Сейчас ученые готовятся к финалу.
4 декабря аппарат включит основной двигатель для выхода на расчетную траекторию. Этот маневр поможет уточнить движение зонда и установить правильный курс, по которому Кассини и будет двигаться до самого конца. «Это будет 183-е по счету включение главного двигателя. У нас еще будет возможность включить двигатель снова, но по плану мы должны завершить все маневры после этого включения», — заявили сотрудники НАСА.
После получения всех данных, отправленных зондом на Землю, специалисты смогут понять, где именно находится внешняя граница атмосферы Сатурна.
В прошлом году Кассини пролетел мимо Энцелада в последний раз, причем до поверхности спутника газового гиганта тогда оставалось всего 49 километров. Кроме того, Кассини пролетел через материал, выбрасываемый из-под поверхности Энцелада, и это позволило получить подтверждение существования воды под толстым ледяным покровом.
О том, что «видит» Кассини, находясь рядом с Сатурном, поможет получить представление видео, собранное из тысяч фотографий. Качество видео — 4К.
Жаль, что вскоре все прекратится, когда Кассини будет раздавлен плотной атмосферой Сатурна во время последнего своего путешествия.
Комментарии (31)
SilverHorse
23.11.2016 20:59+3Почему-то читать такие новости всегда очень грустно… Ощущение, как будто тебя покидает навсегда давний друг.
Неужели в системе Сатурна нельзя найти орбиту захоронения, на которую можно отправить Кассини, чтобы он прожил подольше? Хотя бы чтобы он упал на Сатурн не сейчас, а еще через несколько лет, ведь РИТЭГа на борту хватает? Но упал гарантированно, раз команда опасается биологического заражения спутника или превращения в космический мусор при столкновении с чем-нибудь в неконтролируемом полете. Или топлива не хватит на нужный маневр?
sumanai
23.11.2016 23:05+3Так научные данные ценнее, чем висящий спутник на орбите дальней планеты.
SilverHorse
24.11.2016 17:24Так живой же и исправный, РИТЭГ работает и не собирается помирать ближайшее время вроде как. Можно было бы перевести его на низкую орбиту, чтобы он подошел близко к Сатурну и изучал атмосферу, а впоследствии, «чиркнув» по ней, погрузился в нее. Но если топлива на торможение для такого маневра нет, то тут понятно, что говорить не о чем.
SilverHorse
24.11.2016 17:31Упс… посмотрел это видео и понял, что они практически именно это и собираются сделать, а затормозить сильнее на той орбите, на которой Кассини сейчас — надо прорву топлива, мягко говоря. Все, вопрос снят.
evilrussian
24.11.2016 09:57Говорится, что топливо уже почти иссякло, а это чревато тем, что нечем будет поддерживать стабильную ориентацию аппарата. Ну и он станет бесполезным. Потому, видимо, решили сделать «последний крутой прощальный прыжок».
NeoCode
23.11.2016 21:51Интересно насколько глубоко он сможет погрузиться в атмосферу Сатурна прежде чем потеряет возможность передавать данные.
А вообще конечно напрашивается мысль о необходимости создания постоянных ретрансляторов на орбитах всех планет, чтобы исследовательские аппараты могли передавать больше информации.
И еще интересно, можно ли разработать «твердотельный» зонд, который мог бы передавать информацию (и в частности видео) при погружении в планеты-гиганты максимально долго.
jar_ohty
23.11.2016 22:33+1Скорее всего, в тот момент, когда под напором атмосферы начнут деформироваться и обгорать выступающие детали зонда, включая антенны. На Земле это 85-100 км, давление там составляет 0,1-0,01 мм рт.ст. На Юпитере это где-то +200 км от уровня облаков.
black_semargl
24.11.2016 17:11Скорей — когда из-за аэродинамических воздействий потеряет возможность поддерживать ориентацию антенны.
jar_ohty
23.11.2016 23:26А что касается зонда — зонд с Галилео продержался до 20 атмосфер и где-то минус 140 км, а опыт у нас есть на 92 атмосферы. Правда, возможно, что будет сложность с "доставкой" радиосигнала с такой глубины.
inoyakaigor
23.11.2016 23:42+1Можно. На Венеру вон Советский союз отправил же аппарат и снимки с поверхности получил. А там, между прочим, 100 атмосфер давление у поверхности и атмосфера кислотная
Anarions
24.11.2016 15:41Но Кассини под такие задачи не проектировали.
inoyakaigor
24.11.2016 15:47+1Кассини — да, не разрабатывался, но вопрос не про Кассини, а про «вообще»
Eeegrek
24.11.2016 17:16Тот аппарат был предназначен для работы в условиях Венеры, а тут довольно хрупкая конструкция, не предназначенная для попадания в атмосферу.
sim31r
24.11.2016 02:20Может годами передавать, пока энергия не закончится. Зонд называется дирижабль. Летать будет на любой высоте в разумных пределах.
Ретрансляторы идея, но нужно посчитать затухание сигнала, возможно, радиотелескопы Земли будут принимать сигнал лучше, чем промежуточные «базовые станции» с весьма скромными антеннами.
DrZlodberg
24.11.2016 09:03Промежуточные станции могут буферизовать данные и гарантированно пересылать их, в то время как сам Кассини при погружении этого может сделать и не успеть. Да и запросить данные с него повторно в случае проблем с приёмом с ретранслятора в таких условиях как-то сильно быстрее, чем делать это с Земли.
Но дирижабль да, был бы сильно интереснее. Хотя с «любой» высотой у него будут проблемы на сколько я понимаю. Слишком большой перепад давлений. Если оболочка будет мягкая, то чуть поднявшись она начнёт расширятся и может порваться если быстро не стравить давление (как у метеорологических зондов). При этом он может начать опускаться, и его наоборот сплющит, если быстро давление не восстановить. Причём и тот и другой процесс с положительной обратной связью вроде. Если жесткая — диапазон высот будет небольшой. Хотя в верхних слоях этих проблем быть не должно. На Земле аппараты легче воздуха имеют весьма скромный (по меркам газового гиганта) рабочий диапазон высот.dfgwer
24.11.2016 12:02+1Атмосфера в основном водород. Плотность маленькая, проблемы с плаванием
DrZlodberg
24.11.2016 12:41Плотность всегда можно сделать ещё меньше подогревом. Правда уже не бесплатно. Ну и есть же ещё тяжелые дерижабли, хотя там уже двигатели нужны.
simki28781
24.11.2016 13:01На Земле дирижабли летают в полном диапазоне высот, при давлениях от 1 до 0.01 атмосферы (на 40 км высоты). Положительной обратной связи нет, есть отрицательная обратная связь, при любом объеме газа зонд устанавливает некоторую высоту, ничего не сплющивает, и не порвет, если оставить возможность для расширения баллона в разумных пределах (самодельные зонды не стравливают давление, их изначально наполняют на 1/10 объема, так проще).
Подводные лодки тоже, в каком-то смысле дирижабли, только в очень плотной среде.
А вот низкая плотность водородной атмосферы и даже водородный океан — проблема, аппарат в общем случае будет плотнее.
Можно использовать восходящие потоки:
… Зоны — это области восходящих потоков, имеющих меньшую температуру нежели пояса — области нисходящих потоков…
Или, как и положено аппарату тяжелее «воздуха», летать своими силами, тем более, что можно найти зону с оптимальным давлением, использовать восходящие потоки. Нагревать газ может быть более энергозатратно, у водорода высокая тепловодность.DrZlodberg
24.11.2016 14:06На газовых гигантах верхний предел совсем не одна атмосфера, если не ошибаюсь. На счёт подводных лодок, кстати, там положительная вроде есть. По крайней мере у рыб, опять таки если не ошибаюсь, за пределами своего горизонта возникают большие проблемы с плавательный пузырём. Но у жидкости плотность немного по другому растёт, так что в газе м.б. и не так.
На счёт плотности уже ниже писали. Возможное решение — подогрев. Проблем с теплопроводностью быть не должно, т.к. тут значение имеет теплопроводность оболочки в первую очередь. Сделать слой оболочки из гидрогеля, например, у которого теплопроводность и масса никакая.
iBat
23.11.2016 22:03Любопытно — с какой скоростью примерно летит камера во втором ролике, если предположить что это реальное время? :)
Fil
23.11.2016 23:00+5На 50-й секунде Мимас занимает около 1/50 части экрана по горизонтали. Если принять угол обзора по горизонтали = 90°, то угловые размеры спутника = (PI/2)/50 = 0.0314 рад. Для такого маленького угла это почти тангенс, т. е. Диаметр_мимаса/расстояние = 400км / расстояние = 0.0314, значит расстояние = 12700 км. До него мы долетели примерно за 9 сек, значит скорость = 1400 км/с. Конечно, это грубая прикидка.
Eklykti
24.11.2016 02:241400 км/с
Значит, это не реальное время, так как у Сатурна скорость убегания всего около 35 км/с.
wxmaper
24.11.2016 04:28-6Вот так во имя науки мы раскидываем земные ресурсы по всему космосу, но до сих пор нет технологий, позволяющих взять что-то материально полезное и ценное оттуда. Знания — это, безусловно, хорошо, только вот они не материальны и благодаря одним лишь знаниям новый исследовательский аппарат не построишь.
Baimer
24.11.2016 07:48+4В том то и дело, что технологии есть, только это экономически не выгодно будет. Посмотрим, чем там хотя бы эпопея с астероидами на околоземной орбите закончится. Что то про них с год назад только ленивый не писал, а теперь молчание.
Arxitektor
24.11.2016 09:31Какие же наши аппараты маленькие и хрупкие.
Может когда нибудь на орбиту Санурна выйдет
космический корабль размером с Энтерпрайз и научным экипажем ))
dfgwer
Последнее фото с Кассини, мы увидим облака Сатурна ближе, чем когда-либо.