Ringe afsløret: Hvordan Cassinis Saturn Odyssey overgår forventninger

Saturn og brede ringe

Dette billede er et af Cassinis sidste visninger af Saturn på afstand, taget 28. oktober 2016, før det gik mod en række tætte kredsløb. Her er sonden 1,4 millioner km fra den ringede planet. (Billedkredit: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute)



Efter 14 års udforskning forbereder Cassini -rumfartøjet sig på at skrive sit sidste kapitel om Saturn -systemet.



Intet andet rumfartøj i historien har lært et enkelt planetsystem at kende så nært som Cassini kender Saturn: Cassini er det første rumfartøj, der besøgte Saturn tæt på, siden Voyager-sonderne fløj forbi i 1980 og 1981, og missionen har givet forskere deres bedste- nogensinde udsigt over gasgiganten.

Sonden har brugt mere end et årti på at observere Saturn, studere storme i dens skyer, lære om dens mærkelige, stribede atmosfære, undersøge dens indhyllede indre og zippe gennem sine mere end 60 måner og et ringsystem, der strækker sig mere end otte gange planetens radius .



'Missionen har overgået alle vores forventninger, klaret sig bedre end vi nogensinde kunne have drømt om,' sagde Curt Niebur, Cassinis programforsker fra NASAs hovedkvarter i Houston, under en pressetelekonference i august. 'Saturn-systemet er fuldstændig fyldt med fantastiske verdener i alle størrelser, og Cassini har undersøgt dem i de sidste 13 år. [Saturn's In Photos: The Strangest Moons of Saturn Set by Casssini]

'Siden vores ankomst i 2004 har vi set årstiderne skifte på Saturn, hvilket bare er en utrolig mulighed, i betragtning af at et år på Saturn varer 29 jordår,' tilføjede han. 'Vi har set partiklerne og ringene omkring Saturn støder sammen og glider under deres gravitationsdans, og vi har bekræftet ting, som vi formodede, kunne eksistere i Saturn -systemet, men endnu mere behageligt er vi blevet chokeret over ting, der vi havde aldrig forudsagt, at vi ville finde . '

Cassinis forskere har set en Saturn -storm bryde ud og køre over sin egen hale efter at have kredset hele planeten. De har undersøgt mysterierne om jordstørrelsen, sekskantet jetstrøm på planetens pol, der vedvarer i alle årstider, men skifter farve over tid. Forskere har sendt en sonde ned til Saturns største måne, Titan, for at se søer, have og floder af metan på overfladen og har fløjet Cassini igennem gejserstrålerne af den lille måne Enceladus for at undersøge sit nyfundne isdækkede hav.



'Disse to nye verdener, Titan og Enceladus, som blev så fuldstændigt afsløret for os af Cassini, har ændret tanken om, at havverdener som Jorden og [Jupiters måne] Europa er sjældne i universet, 'sagde Niebur. 'Og det ændrer igen vores syn på at finde [beboelige verdener] og om, hvor udbredte og fælles beboelige miljøer og endda liv ud over Jorden virkelig kan være.'

Missionen har løbende tilpasset sig de mysterier, den afslørede i Saturns system. Sonden brugte flybys af Titan til at justere sin bane og udføre 162 målrettede flybys af Saturns mange måner, herunder 127 af Titan selv. [ Ingen vej tilbage: Titan Flyby sikrer Cassinis nedbrud i Saturn ]

Saturn



Saturns måner Enceladus og Tethys stiller sig op over Saturns ringe på dette foto fra 2015 fra Cassini -rumfartøjet, som har udforsket Saturns system siden 2004.(Billedkredit: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute)

'Cassini havde en langdistance, kan man sige, et langsigtet forhold til Titan,' sagde Earl Maize, Cassinis projektleder ved NASAs Jet Propulsion Laboratory i Californien, under telekonferencen. '[Under] hver af disse flybys har Titan delt nogle af sine hemmeligheder med os og samtidig formet Cassinis bane.'

Via et internationalt samarbejde bragte Cassini Europas Huygens -lander til Saturn -systemet og faldt det ned på Titan, hvilket gav jordboere en fantastisk udsigt over månens flydende oceaner og kompleks organisk atmosfære. Majs sagde, at dette øjeblik er hans valg til den mest fantastiske del af Cassini -missionen.

'Samarbejdet ... mellem tre rumagenturer og alle disse tusinder af mennesker på jorden ... [for at] sætte en sonde på Titan, fange signal på vej ned, lande det blødt på overfladen og afspille disse billeder - jeg giver mig selv stadig gåsehud bare ved at se det første billede, 'sagde Majs. Cassini -missionen er et samarbejdsprojekt mellem NASA, European Space Agency (ESA) og den italienske rumorganisation.

For Linda Spilker, en Cassini -projektforsker ved JPL, var sondens undersøgelse af den lille måne Enceladus den mest spændende del af missionen.

Siden 2004 har Cassini -rumsonde kredset om Saturn og indsamlet fotos og data, der har revolutioneret vores forståelse af planeten og dens måner.

Siden 2004 har Cassini -rumsonde kredset om Saturn og indsamlet fotos og data, der har revolutioneret vores forståelse af planeten og dens måner.(Billedkredit: af Karl Tate, Infographics Artist)

'At faktisk se denne vanddamp og vandede partikler komme ud af sydpolen på en måne, der kun er 480 kilometer på tværs, var helt forbløffende,' sagde Spilker ved telekonferencen. 'Og så for at tage instrumenter bygget til andre formål og vende dem mod prøveudtagning og flyve gennem fjer og faktisk måle bestanddelene - finde et salt globalt hav indeholdende organiske stoffer, muligheden for hydrotermiske ventilationsåbninger og blot afslører en verden, som vi troede var fuldstændig frossen fast, da vi først kom til Saturn. '

'Enceladus har ingen forretninger,' tilføjede Niebur, 'og alligevel er det der - næsten skrigende til os,' Se på mig! Jeg ugyldiggør fuldstændigt alle dine antagelser om solsystemet! ''

For at beskytte dem Enceladus og Titan mod forurening med jordens liv, vil Cassini dykke ned i Saturns atmosfære, før sonden løber tør for brændstof, hvilket kunne have ladet det drive på et kollisionskurs med planetens måner. Selvom Huygens-missionen opfyldte planetariske beskyttelseskrav tilbage i 2005, da den landede på Titan, har forskernes nye oplysninger om månens potentielle beboelighed gjort forskere ivrige efter at beskytte den mod yderligere eksponering, har Cassini-forskere har sagt . Saturns 'Grand Finale' dyk er primært rettet mod at beskytte Enceladus, som har en højere planetarisk beskyttelsesstandard-Titan er bare en bonus, sagde forskerne.

Til det sidste dyk vil forskere vende deres fokus tilbage til selve planeten og dens ringe for et dramatisk, faktaundersøgende atmosfærisk styrt.

'Missionen har været sindssygt, vildt, smukt vellykket,' sagde Niebur. 'Men Cassini vil ikke gå stille og roligt.'

Rumfartøjets Grand Finale -baner har bragt det tættere på gasgiganten, end noget rumfartøj har rejst, og krydser kløften mellem planeten og dens ringe og dykker ned i det ukendte for at lære så meget som muligt om planeten.

'Nogle af vores vigtigste videnskabelige mål under Grand Finale forsøger at forstå Saturn indefra og ud, finde længden af ​​en Saturn -dag og bestemme ringenes masse og sammensætningen af ​​Saturns atmosfære,' sagde Spilker. 'Vores forståelse af disse fascinerende nye data udvikler sig stadig for mig og videnskabsteamet. Der er så mange gåder ved Saturn.

'Forskere elsker mysterier, og Grand Finale giver mysterier til alle,' tilføjede hun. Og det vil helt sikkert fortsætte med det sidste dyk, sagde hun.

Ved briefingen beskrev forskere, hvordan sonden i sidste ende ville stoppe med at sende fotos, men ville sende data indsamlet med dens instrumenter tilbage indtil slutningen. Sondens første beskyttende tæpper brænder først af, da den gennemborede planetens øvre atmosfære-'ligesom du ser, når du kommer ind i atmosfæren på jorden igen,' sagde Julie Webster, en Cassini operations manager på JPL, på konferencen-og derefter båden vil nå aluminiumets smeltepunkt inden for cirka 20 sekunder. Sondens iridium vil være den sidste, der smelter, og forekommer cirka 30 sekunder efter aluminiumet; alt vil blive smeltet væk inden for et minut.

Mens jordbaserede observatører vil se rumfartøjets død, sagde forskerne, at det vil forekomme på planetens dagtid i løbet af lokal middag, så det er usandsynligt, at det vil forårsage nogen synlig forstyrrelse. På trods af dette vil de sidste data, Cassini sender, give forskere et hidtil uset syn på planetens sammensætning, sagde forskerne.

'Jeg føler en enorm stolthed over alt det, Cassini har udrettet,' sagde Spilker. 'På så mange måder har vi virkelig omskrevet lærebøgerne om Saturn -systemet - bogstaveligt talt. Vi har fået nye bøger om Saturn, ringene, magnetosfæren, så mange nye ting Cassini har opdaget.

'Det er på tide at tage vores viden og information og derefter flytte det ud i fremtidige missioner, til de ydre planeter og videre,' tilføjede hun.

Send en e -mail til Sarah Lewin på slewin@demokratija.eu eller følg hende @SarahExplains . Følg os @Spacedotcom , Facebook og Google+ . Original artikel om demokratija.eu .