Le projet Titanic Cassini-Huygens. Il y a quelque chose à retenir...

Dans quelques heures seulement, la sonde Cassini, en orbite autour de Saturne depuis 2004, photographiera notre planète. Bien entendu, la Terre n’est pas la seule et même pas objectif principal recherche d'aujourd'hui, mais je pense que beaucoup seraient intéressés par un petit point bleuà une distance de 1,44 milliard de kilomètres. Fait intéressant, presque simultanément avec Cassini, les 19 et 20 juillet, la Terre sera photographiée par l'appareil MESSENGER situé sur l'orbite de Mercure.

Peut-être que quelqu'un voudra même sortir dans la rue ce soir (le tournage débutera à 21h27 GMT) et saluer Cassini. En attendant, nous pouvons nous souvenir meilleures photos cette mission qui dure depuis plus de 15 ans.

Avant Saturne, Cassini a visité Jupiter et a pris une série d'images la plus grande planète Système solaire. La photo montre l'un des satellites les plus célèbres géante gazeuse Io, célèbre pour son activité volcanique.

Deux Titans. Le plus grand satellite de Saturne sur fond de planète.

Rayures de tigre d'Encelade - l'un des corps les plus géologiquement actifs et inhabituels du système solaire.

Une immense ombre de la planète tombe sur les anneaux de Saturne.

Un éclair de soleil réfléchi par un lac de méthane sur Titan.

Prométhée, la lune de Saturne, photographiée à une distance d'environ 34 000 kilomètres. Prométhée est également appelé le « berger » de l’anneau F. Le champ gravitationnel de Prométhée crée des plis et des boucles dans les anneaux et le satellite, pour ainsi dire, leur « vole » du matériel.

Prométhée crée une perturbation dans l'anneau F.

Equinoxe sur Saturne.

Éruption de glace sur Endelada. On pense que le matériau éjecté du satellite est la source qui alimente l’anneau extérieur de Saturne, connu sous le nom d’« anneau F ».

Mimas, la lune de Saturne. L'immense cratère Herschel, héritage d'une ancienne collision cataclysmique qui a presque divisé la lune en deux, le rend quelque peu similaire à l'étoile de la mort.

Hyperion, la lune de Saturne. Inhabituel apparence causée par les conséquences de plusieurs collisions catastrophiques en stade précoce formation du système solaire. La densité d'Hypérion est si faible qu'elle est probablement constituée à 60 % de glace d'eau ordinaire avec un petit mélange de roches et de métaux, et la majeure partie de son volume interne est constituée de vides.

L'ombre des anneaux de Saturne à la surface de la planète.

Tempête sur Saturne.

Mimas avec les anneaux de Saturne en arrière-plan.

L'ombre de Titan à la surface de Saturne.

Quatre satellites de Saturne et ses anneaux sur une seule photo.

Titane. Avant la mission Cassini-Huygens, nous ne savions pas grand-chose de ce qui se passait sur sa surface couverte de nuages.

Saturne et ses anneaux.

Au cours de sa mission, l'appareil a effectué 293 tours autour de Saturne, parmi lesquels il a effectué 162 passages à proximité de ses lunes et en a découvert 7 nouvelles, a transmis 453 048 photographies à la Terre dans le cadre de 635 Go de données scientifiques et est devenu la source de 3 948 publications scientifiques. Il découvrit un océan sur Encelade, ainsi qu'un océan, 3 mers et des centaines de petits lacs sur Titan. DANS ce projet Environ 5 000 personnes de 27 pays y ont participé, et le coût total s'est élevé à 3,9 milliards de dollars, dont les parts initiales ont été réparties comme suit : 2,6 milliards de dollars de l'agence américaine NASA, 500 millions de dollars de l'ESA européenne et 160 millions de dollars de l'ASI italienne.

Conception Cassini

L'appareil Cassini-Huygens est en cours de test. La partie ronde orange au premier plan représente l'atterrissage de Huygens sur Titan, partie blanche- Antenne/radar Cassini de 4 mètres

Schéma de l'appareil sous différents angles :

Capteurs de portée optique :

1) Spectromètre infrarouge composite, comprenant des caméras de 3 gammes (CIRS) ; 2) caméras grand angle et étroit (33 cm de diamètre) dans le domaine visible avec un ensemble de plusieurs filtres pour différentes couleurs et matrices CCD avec une résolution de 1024x1024 pixels. (ISS); 3) spectromètre ultraviolet, comprenant 4 télescopes (UVIS) ; 4) un spectromètre cartographique du visible et de l'infrarouge, divisant la lumière qui lui est visible en 352 région spectrale(VIMS);

Capteurs de champs magnétiques et de particules chargées :

Capteurs d'ondes radio :

11) un radar de 4 mètres de diamètre conçu pour cartographier les satellites de Saturne (Radar) ; 12) sous-système radio scientifique, qui consiste à utiliser l'antenne principale de 4 mètres pour observer Saturne, ses anneaux et ses satellites par ondes radio (RSS). Le retard du signal de Saturne est de 68 à 84 minutes dans un sens.

À travers les épines jusqu'à Saturne

Une photographie de la Lune prise par la caméra à angle étroit de l'appareil dans le proche ultraviolet, à une distance d'environ 377 000 km et à une vitesse d'obturation de 80 μs.

En survolant la ceinture d'astéroïdes, l'appareil a rencontré le 23 janvier l'astéroïde Mazursky : malheureusement, la distance était de 1,6 million de km et l'astéroïde lui-même ne mesurait que 15 x 20 km, la photo mesurait donc moins de 10 x 10 pixels. Le 30 décembre 2000, Cassini-Huygens rencontre Jupiter et son frère Galilée, dont la mission touche déjà à sa fin (il a accompli sa mission il y a près de 14 ans avec le même exploit altruiste que Cassini va maintenant accomplir). Cette 4ème manœuvre d'assistance gravitationnelle a finalement donné aux deux véhicules suffisamment de vitesse pour rejoindre Saturne le 1er juillet 2004, date à laquelle ils avaient déjà parcouru 3,4 milliards de km.

Afin de ne pas perdre de temps, l’équipe de la mission a utilisé les antennes radio de l’appareil pour clarifier l’effet Shapiro (ralentissement de la propagation d’un signal radio lorsqu’il se déplace dans le champ gravitationnel d’un objet lourd). La précision des mesures a été augmentée par rapport aux résultats précédents de 1/1000 pour les Vikings et les Voyagers à 1/51000. Les résultats, publiés le 10 octobre 2003, étaient tout à fait conformes aux prévisions. théorie générale relativité.

Le graphique montre clairement des pics de rencontres avec des planètes (après quoi la vitesse du véhicule augmente), une longue descente avec une légère pause près de Jupiter (lorsque le véhicule s'est envolé vers Saturne, échangeant progressivement énergie cinétique au potentiel, sortant du « puits gravitationnel » du Soleil), et une série d'ondes à la fin (lorsque l'appareil est entré sur l'orbite de Saturne et a commencé à tourner sur son orbite).

La rencontre tant attendue et la mission principale

Le 1er juillet, le moteur principal de l'appareil a été rallumé (pendant 96 minutes) pour réduire la vitesse à 626 m/s et entrer sur l'orbite de Saturne. Le même jour, Méthone a été découverte et Pallene a été redécouverte, qui a été découverte dans l'une des images de Voyager 2, mais comme elle n'était pas dans les autres images, l'orbite corps céleste n'a pas pu être établi et pendant 25 ans il a reçu la désignation S/1981 S 14. Dès le lendemain, Cassini effectuait son premier survol de Titan, le 24 octobre un autre satellite (Polydeuces) était découvert et le 24 décembre la sonde d'atterrissage Huygens a été abandonné.

Le 14 janvier 2005, Cassini joue le rôle de relais pour sonde d'atterrissage(nous en reparlerons ci-dessous), et le lendemain l'appareil s'est approché le plus près possible de Titan et, grâce à son radar, a découvert un cratère de 440 kilomètres à sa surface. Le 6 mai a été découvert le satellite Daphnis, qui vit au bord de la brèche de Keeler :

Aux bords de la brèche de 42 kilomètres, des vagues provoquées par de très faible attraction Daphnis (dont le poids n'est que de 77 milliards de tonnes, ce qui crée une attraction 25 à 100 000 fois inférieure à celle de la Terre) :

L'équateur de Saturne et le plan de ses anneaux sont inclinés de 27° par rapport à l'écliptique, nous pouvons donc observer les deux pôles de Saturne ainsi que ses anneaux depuis les côtés supérieur et inférieur. Mais comme ils sont observés sous grand angle et à des distances énormes (1,2 à 1,66 milliards de km selon position mutuelle Terre et Saturne) - il était tout simplement impossible d'y voir quoi que ce soit, disons l'hexagone de Saturne - n'a été découvert que par les Voyagers survolés.

Une photographie en couleurs naturelles de Saturne, composée de 36 images Cassini prises le 19 janvier 2007, en utilisant trois filtres (rouge, vert et bleu). L'exposition des images a été prise dans l'attente d'une visibilité des zones sombres des anneaux, de sorte que la surface de Saturne s'est avérée fortement surexposée.

En 2005, il a été constaté qu'environ 250 kg de vapeur d'eau s'en échappent chaque seconde à travers les geysers d'Encelade à une vitesse pouvant atteindre 600 m/s. En 2006, les scientifiques ont pu établir qu'ils étaient à l'origine du matériau de l'avant-dernier et le plus large anneau, l'anneau E.

Le 22 juillet 2006, l'appareil a survolé latitudes septentrionales Titan et sur la carte radar réalisée par l'appareil, des zones sombres ont été découvertes pour la première fois, indiquant qu'à ces endroits il y a des lacs de méthane à la surface. Au cours des 127 vols de ce satellite, de nombreuses zones de sa surface ont été étudiées en détail, dont certaines ont montré des changements dynamiques. Parmi ceux-ci se trouvait la mer de Ligeia, mesurant 420 x 350 km et profondeur moyenne environ 50 m avec un maximum de plus de 200 m ( profondeur maximale enregistré par radar) :

La plupart cause probable Ces mesures incluent les ondes, les solides sous ou au-dessus d'une surface ou les bulles dans un liquide (qui affectent la réflectivité de la surface).

Le 30 mai 2007, le satellite Anfa de 2 kilomètres a été découvert et le 10 septembre, l'appareil est passé à seulement 1 600 km de Iapetus, mais déjà lors de la transmission des images, une particule de rayons cosmiques a frappé l'ordinateur de l'appareil, ce qui l'a amené à passer en mode sans échec. Heureusement, aucune photo n'a été perdue. Peu avant cet événement, la vidéo de félicitations d'Arthur C. Clarke pour cet événement est arrivée (selon l'un de ses romans célèbres- "2001 : L'Odyssée de l'espace" - l'un des monolithes était situé à la surface de Iapetus).

Salutation vidéo et sa traduction

Je suis heureux de participer à cet événement avec le survol de Iapetus par le vaisseau spatial Cassini.

J'adresse mes salutations à tous les amis - connus et inconnus - réunis à cette occasion importante.

Je suis désolé de ne pas pouvoir être avec vous car je suis en fauteuil roulant à cause de la polio et je n'ai pas l'intention de quitter le Sri Lanka à nouveau.

Grâce à World Wide Web J'ai pu suivre l'évolution de la mission Cassini-Huygens depuis son lancement il y a plusieurs années. Comme vous le savez, je ne m’intéresse pas seulement à Saturne.

Et j'ai eu très peur début 2005 lorsque la sonde Huygens a transmis des enregistrements sonores depuis la surface de Titan. C'est exactement ce que j'ai décrit dans mon roman Earth Empire de 1975, où mon personnage écoute les vents qui soufflent sur les plaines désertiques.

C'était peut-être un avant-goût des choses à venir ! Le 10 septembre, si tout se passe comme prévu, Cassini examinera de plus près Iapetus - l'un des plus beaux compagnons intéressants Saturne.

La moitié de Japet est aussi sombre que l'asphalte, tandis que l'autre moitié est aussi claire que la neige. Lorsque Giovanni Cassini découvre Japet en 1671, il ne voit que le bon côté des choses. Nous avons eu notre meilleur aperçu lorsque Voyager 2 l'a survolé en août 1981 - mais c'était à près d'un million de kilomètres.

En revanche, Cassini va passer à un peu plus de mille kilomètres de Iapetus.

Il s’agit d’un moment particulièrement excitant pour les fans de 2001 : L’Odyssée de l’espace, car le monolithe de Saturne découvert par l’astronaute solitaire David Bowman est devenu une porte d’entrée vers les étoiles.

Le 35e chapitre du roman, intitulé « L'Œil de Japet », contient le fragment suivant :

"Découverte" s'est approchée de Iapetus si lentement que le mouvement n'était presque pas ressenti et qu'il était impossible de remarquer le moment où un changement insaisissable s'est produit et corps cosmique tout à coup, ce fut un paysage à quatre-vingts kilomètres au-dessous du navire. Les verniers fiables ont donné leurs dernières poussées correctives et sont restés silencieux pour toujours. Le navire est entré sur sa dernière orbite : le temps d'exécution était de trois heures, la vitesse n'était que de mille trois cents kilomètres par heure. Une plus grande vitesse n’était pas nécessaire dans ce faible champ gravitationnel. Discovery est devenu un satellite de Spoutnik.

Mon Dieu, il y a beaucoup de satellites là-bas !

Cependant, dans le film, Stanley Kubrick a décidé de placer toute l'action dans le système de Jupiter plutôt que dans celui de Saturne. Pourquoi ce changement ? Eh bien, d’une part, cela a rendu l’intrigue plus simple. Plus important encore, le département des effets spéciaux n'a pas été en mesure de produire un modèle de Saturne que Stanley trouvait convaincant.

Cela a été fait correctement, car sinon le film serait devenu obsolète avec le survol de la mission Voyager, qui présentait les anneaux de Saturne d'une manière que personne ne pouvait même imaginer.

J'ai vu de nombreux exemples de Neptune représenté dans l'art, donc je croiserai les doigts lorsque Cassini survolera Iapetus.

Je tiens à remercier toutes les personnes associées à la mission et à l'ensemble du projet. Il lui manque peut-être le glamour des vols spatiaux habités, mais projet scientifique extrêmement important pour notre compréhension du système solaire. Et qui sait, peut-être qu’un jour notre survie sur Terre dépendra de ce que nous y découvrirons.

Ici Arthur Clarke, je vous souhaite un vol réussi.

Environ 40 % de la surface de ce satellite est occupée par des zones sombres avec un albédo 10 fois inférieur à celui des zones claires. Maintenant, la source est telle grande différence L'effet de séparation de la poussière et de la glace est pris en compte lorsque la glace s'évapore des zones sombres et se dépose sur les zones claires, de sorte que les zones claires deviennent encore plus claires et les zones sombres deviennent plus sombres. La raison pour laquelle les satellites restants se comportent « normalement » est qu’ils ont une durée de jour plus courte, pendant laquelle la surface n’a pas le temps de se réchauffer suffisamment.

Extension et mission Cassini Equinox

Le 15 août 2008 a été découvert Aegeon qui, bien qu'il porte le nom d'un monstre avec 100 bras et 50 têtes, était un « caillou » presque inoffensif de 500 m de diamètre (il était si petit qu'il fallait déterminer ses dimensions par luminosité, de sorte que nous ne connaissons pas exactement la forme de ce satellite). Et le 9 octobre, Cassini effectuait sa manœuvre la plus dangereuse : un survol à seulement 25 km d'Encelade (et ce à une vitesse de 17,7 km/s !). Pour tant geste risqué L'équipe de la mission a procédé à une analyse directe de la composition de la vapeur d'eau de ses geysers.

Au cours de ses 23 survols d'Encelade pendant toute la mission (dont 10 l'appareil s'est approché à une distance inférieure à 100 km), il a été constaté que l'océan souterrain était de 11 à 12 unités (ce qui ne convient pas aux formes de vie terrestres), mais de l'azote a également été trouvé dans les sécrétions de geyser (4 ± 1 %), dioxyde de carbone(3,2 ± 0,6 %), du méthane (1,6 ± 0,6 %) ainsi que des traces d'ammoniac, d'acétylène, d'acide cyanhydrique et de propane (ce qui indique une formation active sous la surface d'Encelade matière organique). Malheureusement, l'appareil ne contient pas d'instruments spéciaux pour enregistrer des matières organiques complexes (puisqu'ils ne pouvaient même pas imaginer que l'appareil en trouverait lors de la planification de la mission), donc la réponse à la question « est-il possible que la vie existe sous la surface d'Encelade ? ?" Cassini l'a laissé à ses partisans.

Le 26 juillet 2009, le dernier des satellites découverts par Cassini a été découvert - le S/2009 S 1 de 300 mètres, découvert grâce à l'ombre de 36 kilomètres qu'il projette sur le bord éloigné de l'anneau B le long duquel son l'orbite se situe :

Deuxième extension et mission Cassini Solstice

Les efforts de Cassini et de son équipe, qui ont réussi à obtenir l'allocation de 400 millions de dollars supplémentaires pour les 7 prochaines années de la mission (portant le coût du programme à près de 4 milliards de dollars), n'ont pas été vains : déjà en décembre 2010, lors du survol d'Encelade, l'appareil a établi la présence d'un océan en dessous. pôle Nord(plus tard, il a été découvert que l'océan n'est pas limité uniquement région polaire). La même année, la Grande Tache Blanche est réapparue à la surface de Saturne - une énorme tempête qui apparaît dans l'atmosphère de Saturne environ tous les 30 ans (Cassini a eu beaucoup de chance avec cela et a réussi à enregistrer de telles tempêtes deux fois - en 2006. et 2010). Le 25 octobre 2012, l'appareil a enregistré une puissante décharge à l'intérieur, qui a élevé la température des couches stratosphériques de l'atmosphère de 83°C au-dessus de la normale. Ainsi, ce vortex est devenu la tempête la plus chaude du système solaire, dépassant même la Grande Tache Rouge de Jupiter.

"Le jour où la Terre a souri"- un projet organisé le 19 juillet 2013 par le chef de l'équipe d'imagerie Cassini, au cours duquel Cassini a pris une photo de l'ensemble du système Saturne, qui comprenait également la Terre, la Lune, Vénus et Mars. Au total, 323 photographies ont été prises, dont 141 ont ensuite été utilisées pour constituer la mosaïque :

Le sol est dans le coin inférieur droit, et l'original sans signatures est (4,77 Mo).

Parallèlement, la NASA a lancé une campagne "Vague vers Saturne" au cours de laquelle 1 600 photographies ont été collectées, à partir desquelles a été assemblée le 12 novembre une mosaïque qui a fait la couverture du New York Times le même jour (attention, l'original pèse 25,6 Mo) :

De 2012 à 2016, l’appareil a enregistré des changements dans la couleur de l’hexagone de Saturne (photos de 2013 et 2017, originales 6 Mo) :

"Huygens"

1) un émetteur à fréquence constante conçu pour mesurer la vitesse du vent par effet Doppler (Doppler Wind Experiment - DWE) ;
2) capteurs pour les propriétés physiques de l'atmosphère mesurant la densité, la pression et résistance électrique atmosphère, ainsi que des capteurs d'accélération sur les trois axes, qui, avec le dispositif précédent, permettent de régler la densité de l'atmosphère (Huygens Atmospheric Structure Instrument - HASI) ;
3) caméras des spectres visible et infrarouge, parallèlement à l'obtention d'images, mesurant le spectre et l'éclairement à l'altitude actuelle de l'appareil (Descent Imager / Spectral Radiometer - DISR) ;
4) pyrolyseur particules d'aérosol effectuer le chauffage d'échantillons prélevés sur deux différentes hauteurs, et les a redirigés vers l'appareil suivant (Aerosol Collector and Pyrolyser - ACP) ;
5) un spectromètre de masse par chromatographie en phase gazeuse mesurant la composition et la concentration des composants individuels de l’atmosphère de Titan, et sur dernière étape- également la couche supérieure de sol évaporée par le réchauffeur (Gas Chromatographe Mass Spectrometer - GCMS) ;
6) un ensemble d'instruments pour mesurer les propriétés de la surface, qui comprend un capteur acoustique qui mesure la densité/température de l'atmosphère au cours des 100 derniers mètres de descente en fonction des propriétés du son réfléchi par la surface (Surface-Science Package - SSP) .

Huygens s'est séparé de Cassini le 24 décembre 2004 et a atteint l'atmosphère de Titan le 14 janvier. La descente dans l'atmosphère a duré 2 heures et 27 minutes, pendant lesquelles la protection thermique de l'appareil et de ses trois parachutes est entrée en action séquentiellement, et après l'atterrissage, il a transmis des données depuis la surface pendant encore 72 minutes (jusqu'à ce que la sonde Cassini, qui a agi comme relais de signal, allait au-delà de l'horizon).

Coopération internationale de la sonde Huygens

"Grande Finale"

Depuis, elle a effectué 21 orbites à une distance de seulement 1 600 à 4 000 km des nuages ​​saturiens, tout en se rapprochant de l'atmosphère de Saturne, et se trouve actuellement sur sa dernière 22 orbite. L'appareil prendra ses dernières photos avant d'entrer dans l'atmosphère, après quoi il déploiera son antenne de 4 mètres vers la Terre, et transmettra des données sur la composition de l'atmosphère saturienne depuis ses spectromètres jusqu'à pouvoir repousser les perturbations atmosphériques. Peu de temps après avoir perdu le contact avec lui, il s’effondrera et brûlera dans les couches denses de l’atmosphère de Saturne – quelque part là-bas, dans la constellation d’Ophiuchus, à 1,4 milliard de kilomètres de nous.

L’humanité s’est toujours efforcée de découvrir ce qui existe, au-delà de l’inconnu. Pour étudier Saturne et ses lunes, il a été construit et lancé vaisseau spatial Cassini le 15 octobre 1997, emportant à son bord la sonde Huygens Huygens). Il s’agit d’une idée commune de la NASA, de l’Agence spatiale européenne et italienne. La mission principale de l'appareil était : atteindre le système Saturne, entrer en orbite et calculer la trajectoire optimale pour approcher Titan. Ensuite, la sonde d'atterrissage Huygens a dû faire atterrissage en douceurà Titan.

Cassini a accompli sa mission avec succès, en arrivant dans le système de Saturne le 1er juillet 2004, et le 25 décembre de la même année, il a tiré sur Huygens, qui a traversé l'atmosphère de Titan, transmettant de nombreuses données scientifiques intéressantes en cours de route, et a atterri sur la surface du satellite. Depuis la surface de Titan, Huygens a transmis grand nombre des données scientifiques intéressantes, des photographies dans différentes gammes, ont permis de réaliser une analyse de la substance du satellite.

(Image de Cassini : Titan, la grande lune de Saturne, sur fond de planète, les anneaux de la planète géante sont particulièrement clairement visibles)

L'appareil lui-même est utilisé par les scientifiques pour étudier Saturne, sa magnétosphère, ses anneaux et la répartition de la matière à l'intérieur de ceux-ci. Initialement, l'appareil devait être utilisé pendant environ quatre ans, puis sa durée de vie a été prolongée de deux fois. Selon la décision de la NASA, les travaux sonde spatiale prolongé jusqu'en 2017, période pendant laquelle il étudiera à la fois Saturne et Titan lui-même avec ses capteurs et capteurs, et passera près d'Encelade, célèbre pour ses étonnants geysers de glace.

(Cassini a filmé le transit de la lune de Saturne, Encelade, avant d'en savoir plus. grand satellite Dioné, tandis qu'au premier plan on peut voir l'étonnante beauté de la partie extérieure de l'anneau de Saturne)

Les travaux de la sonde nous permettront d'examiner les anneaux de la planète sous différents angles, de déterminer plus précisément leur masse et d'étudier en profondeur la structure de la géante gazeuse et de sa magnétosphère. Selon Jim Green, Cassini a transmis tellement d'informations à la Terre qu'elle a révolutionné la compréhension humaine de Saturne, de ses lunes et des géantes gazeuses en général.

(Une vidéo unique transmise par Cassini : capturant un orage à la surface de la planète Saturne, on entend également des bruits d'éclairs transmis par radiofréquences. Contrairement aux orages terrestres, sur Saturne ils ne se produisent pas simultanément et seulement une fois par an, tandis que leur force est bien plus grande que sur Terre, et dure jusqu'à plusieurs mois)

L'exploitation de la sonde jusqu'en 2017 permettra aux scientifiques d'avoir une image globale changements saisonniers structures de la planète. La sonde s'autodétruira ensuite et plongera dans l'atmosphère dense de Saturne d'ici septembre 2017.

La sonde américaine Cassini, lancée en octobre 1997, est destinée à étudier Saturne et sa lune Titan. La station est également passée par Jupiter et est arrivée à Saturne le 30 juin 2004. et devenir le premier satellite artificiel de cette planète.

Cassini embarque à bord de la sonde européenne Huygens, en janvier 2005. pour la première fois devrait atterrir sur Titan - le seul satellite du système solaire avec atmosphère dense. Au cours de sa mission, Cassini effectuera au moins 76 orbites autour de la planète géante et 45 approches vers Titan.

Le développement et l'assemblage de Cassini ont été réalisés en laboratoire propulsion à réaction NASA (Laboratoire de propulsion à réaction, JPL). La sonde Huygens a été créée par l'Union européenne agence spatiale. L'ensemble du projet a coûté plus de 3,4 milliards de dollars, dont 75 % ont été alloués par les États-Unis. Il convient de noter qu'à l'heure actuelle, seule la NASA fabrique des radio-isotopes générateurs électriques, étant ainsi un monopole dans la production d'appareils destinés à l'étude planètes lointaines. Cassini doit passer au moins 4 ans sur l'orbite de Saturne, effectuant 76 orbites autour de la planète, dont 45 approches de Titan, 3 d'Encelade et une de Phoebe, Hyperion, Dione et Rhéa.

Il est possible que la mission soit prolongée pour une période plus longue. Auparavant, Pioneer 11 et Voyagers survolaient Saturne. La mission de Cassini comprend l'étude : de l'atmosphère de Saturne, y compris sa dynamique, sa structure, ses nuages, ses vents, ses éclairs, sa température et sa composition chimique ; ionosphère et champ magnétique de la planète ; Les anneaux de Saturne, y compris la cartographie composition chimique et la taille des particules annulaires ; interactions des anneaux avec les satellites, l'ionosphère et champ magnétique Saturne; la composition chimique et la structure de l'atmosphère de Titan ; surface de Titan, y compris condition physique(liquide/solide), composition chimique, relief et géologie ; autres satellites de Saturne. Il est notamment prévu d'obtenir des images de la surface de Titan à partir de la carte Huygens, ainsi que de dresser une carte de Titan à l'aide du radar Cassini. La trajectoire de vol de Cassini a été calculée pour minimiser les coûts de carburant. En conséquence, l’appareil est passé deux fois par Vénus (en 1998 et 1999), une fois devant la Terre et également devant Jupiter. Ainsi, la mission de la station comprenait des tâches d'étude de Vénus et Jupiter (y compris des expériences conjointes avec Galilée).

Le poids de Cassini au lancement était de 5710 kg, dont le Huygens de 320 kg, 336 kg instruments scientifiques et 3130 kg de carburant. Les dimensions de la station sont de 6,7 m de hauteur et 4 m de largeur. Le magnétomètre est monté sur un mât de 11 mètres ; il existe également trois structures distantes de 10 mètres qui font office d'antennes pour enregistrer les ondes dans le plasma. L'appareil contient 14 km de fils et câbles. Le module orbital Cassini transporte 12 instruments scientifiques, Huygens - 6 autres, ce qui permet 27 instruments différents expériences scientifiques. L'appareil contient un matériel informatique impressionnant.

En effet, chaque instrument scientifique est équipé de son propre micro-ordinateur, et tous les systèmes d'ingénierie en sont équipés de deux (afin d'augmenter la fiabilité). L'ordinateur principal fabriqué par IBM possède une mémoire de deux « mégamots ». L'ordinateur est conçu pour une utilisation aéronautique et a déjà prouvé sa grande fiabilité dans conditions extrêmes opération. Système informatique dispose d'un système de protection à plusieurs niveaux contre les erreurs et les pannes. Stockage des données scientifiques et informations officielles est effectué par un appareil spécial qui ne comporte pas de pièces mobiles (les appareils précédents utilisaient une bande magnétique). L'électricité est produite par trois générateurs thermoélectriques à radio-isotopes. Cassini transporte à son bord plus de 30 kg de plutonium 238 qui, en se désintégrant, libère de la chaleur qui est transformée en électricité.

L'appareil a deux principaux moteurs à réaction puissance de 445 Newtons (le moteur est dupliqué en cas de panne). Cassini est également équipé de 16 propulseurs, utilisés pour stabiliser le véhicule et lors de petites manœuvres orbitales.

Cassini est stabilisé sur trois plans grâce au fonctionnement de moteurs, ainsi que de dispositifs à disques spéciaux (la stabilisation précisément dirigée de l'appareil est obtenue par des disques rotatifs effectués par des moteurs électriques) et de gyroscopes. La navigation s'effectue par les étoiles ; les coordonnées de 5000 étoiles sont stockées dans l'ordinateur.

L'appareil est équipé d'une antenne principale et de deux antennes de faible puissance. L'antenne principale sert à communiquer avec la Terre à 8,4 GHz, à recevoir les données d'Huygens, et également comme radar. L'antenne est également utilisée lors de la réalisation d'expériences sur le passage de signaux radio (en différentes gammes) à travers les atmosphères de Saturne et Titan et des anneaux, ce qui permet de déterminer la pression dans les atmosphères, la granulométrie des anneaux et d'autres paramètres. Avant que Cassini ne vole à une distance considérable du Soleil, l'antenne parabolique de 4 mètres de l'antenne principale était utilisée pour protéger l'appareil des rayonnement solaire. L'antenne n'étant pas dirigée vers la Terre, deux antennes de faible puissance ont été utilisées pour la communication (en principe, une antenne de faible puissance suffit pour communiquer avec la Terre).

Cassini est équipé de deux caméras : pour les images d'ensemble et pour les images de petites zones avec haute résolution. Les caméras fonctionnent non seulement dans le domaine visible, mais capturent également une partie du spectre infrarouge et ultraviolet. Système électronique Les caméras vous permettent de compresser des images à la volée. La résolution de la caméra permet de voir une pièce d'un diamètre de 1,5 cm à une distance de 4 km. Il est prévu de recevoir des centaines de milliers d'images.

Le spectromètre infrarouge installé sur Cassini est conçu pour déterminer la température et la composition de l'atmosphère ou de la surface d'un objet. L'appareil permet notamment de déterminer la répartition de la température et de la pression au plus profond de l'atmosphère, la composition des gaz, ainsi que la structure des nuages ​​et des vapeurs. L'appareil fonctionne à proximité et région intermédiaire rayonnement infrarouge, sa sensibilité est 10 fois supérieure à celle des Voyagers. Un autre spectromètre infrarouge, fonctionnant dans les parties visible et infrarouge du spectre, effectue les mêmes tâches, vous permettant d'augmenter la quantité de données. De plus, un spectromètre supplémentaire est conçu pour détecter les substances organiques complexes (« prébiotiques »). Un spectromètre ultraviolet vous permet d'obtenir des images détaillées dans l'ultraviolet, ce qui aidera à déterminer la structure des atmosphères, la température et la structure des aérosols dans les atmosphères. Le radar de Cassini (utilisant l'antenne principale) lui permettra de cartographier la surface de Titan, ainsi que de détecter les émissions radio sur une large gamme de fréquences (y compris des fréquences non accessibles depuis la Terre).

De plus, la station dispose d'un dispositif d'enregistrement des ondes radio, ainsi que des ondes plasma. Cassini transporte des instruments pour étudier les champs magnétiques, la magnétosphère, enregistrer les particules chargées et enregistrer les particules de poussière.

L'atterrisseur Huygens a un diamètre de 2,7 m. Il se compose de deux parties : un module de protection et un module de descente. Le module de protection contient un équipement pour surveiller l'appareil après séparation de Cassini, ainsi qu'un puissant couche protectrice, empêchant la destruction de l'appareil par échauffement lors de son entrée dans l'atmosphère. Trois parachutes seront utilisés lors de la descente.

L'atterrisseur contient des instruments scientifiques, notamment : un analyseur de structure et caractéristiques physiques atmosphère (le même appareil enregistrera les « sons de Titan » après l'atterrissage), un radiomètre spectral (capable de fonctionner comme un appareil photo et de prendre des photos, ainsi que d'enregistrer la répartition de la température dans l'atmosphère et à la surface), un chromatographe en phase gazeuse et un capteur de masse. spectromètre pour analyser la composition chimique de l'atmosphère, analyseur de la structure et de la composition chimique des particules et suspensions nuageuses, analyseur des caractéristiques physiques de la surface. Il est prévu que Huygens atterrisse sur la surface solide ou liquide de Titan en janvier 2005. et fonctionnera pendant plusieurs dizaines de minutes (la durée de fonctionnement courte est due à la décharge de la batterie dans des conditions extrêmes basses températures, ainsi que l'agressivité de l'environnement).

Partie programme spatial Cassini-Huygens. Lancé le 15 octobre 1997.

Tâches

• Exploration de Saturne
• Explorer les anneaux de Saturne
• Etude des lunes de Saturne
• Livraison de l'atterrisseur Huygens à Titan

Conception

• Poids au lancement - 5 710 kg, dont 320 kg de sonde Huygens, 336 kg d'instruments scientifiques et 3 130 kg de carburant.
• Les dimensions de la station sont de 6,7 m de hauteur et 4 m de largeur.

L'appareil est équipé de deux réacteurs principaux d'une poussée de 445 Newtons (le moteur est dupliqué en cas de panne). Cassini est également équipé de 16 propulseurs, utilisés pour stabiliser le véhicule et lors de petites manœuvres orbitales.

Instrumentation de l'appareil

L'unité orbitale Cassini transporte 12 instruments scientifiques.

Générateur thermoélectrique nucléaire

À cause de longue distance Saturne du Soleil ne peut pas être utilisé soleil comme source d'énergie pour l'appareil. Par conséquent, Cassini reçoit de l'énergie d'un générateur thermoélectrique à radio-isotopes (RTG), qui utilise du plutonium (en dans ce cas- oxyde de plutonium), utilisant 11 kilogrammes de plutonium 238 chacun (32,8 kilogrammes de plutonium au total). De tels générateurs ont déjà été utilisés pour alimenter en énergie d'autres appareils, notamment Galilée et Ulysse, et sont conçus pour une très longue durée de vie.

Fin 2011, le RTG installé sur Cassini était capable de générer 628 watts.

Ordinateur

L'appareil contient un matériel informatique impressionnant. En effet, chaque instrument scientifique est équipé de son propre micro-ordinateur, et tous les systèmes d'ingénierie en sont équipés de deux (afin d'augmenter la fiabilité). L'ordinateur principal est le GVSC 1750A fabriqué par IBM. L'ordinateur est conçu pour une utilisation aéronautique et a déjà prouvé sa grande fiabilité dans des conditions de fonctionnement extrêmes. Le système informatique dispose d'un système de protection à plusieurs niveaux contre les erreurs et les pannes. Les informations scientifiques et de service sont stockées dans une mémoire flash sans pièces mobiles (les appareils précédents utilisaient une bande magnétique).

Vol

En 2008, la NASA a prolongé la mission Cassini jusqu'en 2010. Fin septembre 2010, Cassini a commencé nouvelle étape de sa mission, baptisée « Solstice » : le fonctionnement de l'appareil a été prolongé jusqu'en 2017, et la sonde elle-même donnera pour la première fois aux scientifiques l'occasion d'étudier en détail toute la période saisonnière de Saturne. L'appareil attend plusieurs approches supplémentaires avec Encelade, ainsi qu'avec d'autres satellites de la géante gazeuse.

La phase finale de la vie du vaisseau spatial (appelée « Grande Finale » en fonction du vote des visiteurs du site Web de la NASA) débutera fin 2016. Cassini effectuera une série de manœuvres potentiellement dangereuses qui permettront aux astronomes d'observer Saturne et ses lunes sous de nouveaux angles. En finale, il est prévu de faire entrer Cassini en collision avec Saturne et de collecter des données uniques sur la structure et propriétés physiques couches de son atmosphère.

Voir aussi

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Remarques

Links

• // "Autour du monde"
• d/f (BBC, 2005)

Extrait caractérisant Cassini (vaisseau spatial)

« Qui sont-ils ? Pourquoi le sont-ils ? De quoi ont-ils besoin ? Et quand est-ce que tout cela finira ? pensa Rostov en regardant les ombres changeantes devant lui. La douleur dans mon bras est devenue de plus en plus atroce. Le sommeil tombait irrésistiblement, des cernes rouges me sautaient aux yeux, et l'impression de ces voix et de ces visages et le sentiment de solitude se confondaient avec un sentiment de douleur. Ce sont eux, ces soldats, blessés et indemnes, ce sont eux qui ont pressé, alourdi, arraché les veines et brûlé la viande de son bras et de son épaule cassés. Pour s'en débarrasser, il ferma les yeux.
Il s'est oublié pendant une minute, mais pendant cette courte période d'oubli, il a vu d'innombrables objets dans ses rêves : il a vu sa mère et sa grande main blanche, il a vu les épaules fines de Sonya, les yeux et le rire de Natasha, et Denisov avec sa voix et moustache , et Telyanin , et toute son histoire avec Telyanin et Bogdanich. Toute cette histoire était une seule et même chose : ce soldat à la voix aiguë, et toute cette histoire et ce soldat si douloureusement, sans relâche, tenaient, pressaient et tiraient sa main dans une direction. Il essaya de s'éloigner d'eux, mais ils ne lâchèrent pas son épaule, pas même un cheveu, pas même une seconde. Cela ne ferait pas de mal, ce serait sain s’ils ne tiraient pas dessus ; mais il était impossible de s'en débarrasser.
Il ouvrit les yeux et leva les yeux. Le dais noir de la nuit pendait un archine au-dessus de la lueur des braises. Dans cette lumière, des particules de neige qui tombaient volaient. Tushin n'est pas revenu, le médecin n'est pas venu. Il était seul, seul un soldat était maintenant assis nu de l'autre côté du feu et réchauffait son corps mince et jaune.
« Personne n'a besoin de moi ! - pensa Rostov. - Il n'y a personne pour qui aider ou pour qui se sentir désolé. Mais j’étais autrefois chez moi, fort, joyeux, aimé. «Il a soupiré et a involontairement gémi avec un soupir.
- Oh, qu'est-ce qui fait mal ? - demanda le soldat en secouant sa chemise au-dessus du feu, et, sans attendre de réponse, il grogna et ajouta : - On ne sait jamais combien de personnes ont été gâtées en une journée - passion !
Rostov n'a pas écouté le soldat. Il regarda les flocons de neige flottant au-dessus du feu et se souvint de l'hiver russe avec une maison chaleureuse et lumineuse, un manteau de fourrure moelleux, des traîneaux rapides, corps sain et avec tout l'amour et les soins de la famille. "Et pourquoi suis-je venu ici !" pensa-t-il.