Кассини — Гюйгенс | это... Что такое Кассини — Гюйгенс? (original) (raw)
Кассини — Гюйгенс
Кассини-Гюйгенс
У этого термина существуют и другие значения, см. Кассини.
Кассини-Гюйгенс (англ. Cassini-Huygens) — автоматический космический аппарат, созданный совместно НАСА, Европейским космическим агентством и Итальянским космическим агентством, в настоящее время исследующий планету Сатурн, кольца и спутники. Аппарат состоит из двух основных элементов: непосредственно станции Кассини (англ. Cassini orbiter) и спускаемого зонда Гюйгенс (англ. Huygens probe), предназначенного для посадки на Титан. Кассини-Гюйгенс был запущен 15 октября 1997 и достиг системы Сатурна 1 июля 2004. 25 декабря 2004 зонд _Гюйген_с отделился от главного аппарата. Зонд достиг Титана 14 января 2005 и выполнил успешный спуск в атмосфере спутника. Это первый искусственный спутник Сатурна.
Содержание
- 1 Краткий обзор
- 2 История
- 3 Устройство аппарата
- 4 Хроника полёта
- 5 Результаты миссии
- 6 Траектория
- 7 Запланированные сближения со спутниками Сатурна
- 8 Продление миссии
- 9 См. также
- 10 Примечания
- 11 Ссылки
Краткий обзор
Старт Кассини-Гюйгенс
Основными целями миссии являются:
- Определение структуры и поведения колец;
- Определение геологической структуры и истории поверхности спутников;
- Определение природы и происхождения тёмного материала на одном из полушарий Япета;
- Исследование структуры и поведения магнитосферы;
- Исследование поведения атмосферы Сатурна и структуры облачного покрова;
- Исследование облаков и тумана в атмосфере Титана;
- Определение характера поверхности Титана.
Планируется использование аппарата для изучения системы Сатурна в течение как минимум пяти лет.
Кассини-Гюйгенс — это результат сотрудничества трёх организаций, в процессе создания аппарата принимали участие 17 государств. Станция Кассини была построена усилиями НАСА. Зонд Гюйгенс был создан Европейским космическим агентством. Итальянское космическое агентство сконструировало антенну дальней связи и радарный высотометр (RADAR).
Общие затраты на миссию превышают 3.26 млрд долларов США, что включает в себя 1.4 млрд на предстартовую подготовку, 704 млн на обслуживание, 54 млн на поддержку связи с аппаратом и 422 млн на маршевый двигатель. Правительство США выделило 2.6 млрд долларов, Европейское космическое агентство 500 млн и Итальянское космическое агентство 160 млн.
Первоначально миссия была запланирована до 2008, однако впоследствии продлена до лета 2010. 3 февраля 2010 года было объявлено о дальнейшем продлении программы до 2017 года. Продленная миссия включает в себя 155 дополнительных витков вокруг Сатурна, 54 сближения с Титаном и 11 с Энцеладом.
История
Устройство аппарата
Станция Кассини вместе с зондом Гюйгенс в настоящее время являются самым большим функционирующим межпланетным комплексом. Орбитальный аппарат без зонда имеет массу 2150 килограммов. Вместе с Гюйгенсом, имеющим массу 350 килограммов, 3132 килограммами топлива и разгонным блоком, аппарат имеет массу 5600 килограммов. Только две станции Фобос, запущенные Советским Союзом к Марсу, имеют большую массу.
Инструментарий аппарата
Спектрометр для получения карт в видимом диапазоне
Система получения изображений
RADAR
Инструмент для Радио-Обнаружения (англ. The Radio Detection and Ranging Instrument, RADAR) — инструмент для построения подробных карт поверхности Титана и спутников, а также для измерения высоты различных объектов на поверхности. Инструмент использует радиосигналы, отражённые поверхностью спутника. Также инструмент используется для прослушивания радиосигналов, испускаемых Сатурном и его спутниками[1].
Масс-спектрометр ионов и нейтральных частиц
Спектрометр плазмы и радиоволн
Плазменный спектрометр
Ультрафиолетовый спектрометр-камера
Магнитосферная камера
Двойной магнетометр
Подсистема RF
Инфракрасный спектрометр
Ядерный термоэлектрический генератор
Предстартовая подготовка РТГ
Из-за большого расстояния Сатурна от Солнца невозможно использовать солнечный свет как источник энергии для аппарата. Поэтому «Кассини» получает энергию от радиоизотопного термоэлектрического генератора (РТГ), который использует для получения электричества плутоний (в данном случае — оксид плутония). Такие генераторы уже применялись для энергообеспечения других аппаратов, в частности «Галилео» и «Улисс», и рассчитаны на очень долгий срок работы. В конце 11-го года использования установленный на «Кассини» РТГ будет способен вырабатывать 628 ватт. Аппарат использует 32.8 килограммов плутония.
Хроника полёта
1997
- 15 октября — старт аппарата (8:43 UTC).
1998
1999
- 24 июня — второй гравитационный манёвр в гравитационном поле Венеры.
- 18 августа — (03:28 UTC) гравитационный манёвр в гравитационном поле Земли. За час и 20 минут до наибольшего приближения, Кассини приблизился на минимальное расстояние к Луне (377000 км.) и сделал серию снимков.
2000
- 23 января — пролёт мимо астероида 2685 Масурски (10:00 UTC). Кассини сфотографировал астероид[2] с расстояния 1,6 миллионов км. и оценил его диаметр как 15—20 км.
- 30 декабря — гравитационный манёвр в гравитационном поле Юпитера. В этот день Кассини приблизился к планете на минимальное расстояние и провёл ряд научных измерений. Также зонд сделал множество цветных изображений Юпитера, наименьшие видимые детали поверхности имеют размер примерно 60 километров в поперечнике.
Юпитер
2001
- 30 мая — во время перелёта от Юпитера к Сатурну, была замечена «дымка» в изображениях узкоугольной камеры Кассини. Это впервые было отмечено на фотографиях звезды Майа из созвездия Плеяд.
2004
- 8 октября при близком прохождении возле Титана с помощью инфракрасной камеры был получен снимок образования на Титане, которое по всей видимости является криовулканом. С помощью спектрометра было установлено, что в истекающих потоках не преобладает водяной лёд. По некоторым версиям купол образован прорывом азотного льда на поверхность.
- В ночь с 24 на 25 декабря зонд Гюйгенс отделился и начал своё движение к Титану.
2005
- 14 января года зонд Гюйгенс успешно вошёл в атмосферу Титана и совершил посадку на его поверхность.
Результаты миссии
Проверка Общей теории относительности
10 октября 2003 были объявлены результаты эксперимента по проверке общей теории относительности, проведённые с помощью аппарата Кассини. Наблюдался частотный сдвиг и задержка сигнала, приходящего от аппарата, в то время находящегося по другую сторону от Солнца.
«Спицы» в кольцах Сатурна
Изображения, полученные 5 сентября 2005, изображали «спицы» в кольцах, впервые обнаруженные в 1977 при помощи наземных наблюдений и затем подтверждённые аппаратами Вояджер в 1980-x годах. Механизм образования «спиц» ещё не ясен. Некоторые модели предполагают следующее появление «спиц» в 2007.
Новые спутники
Дафнис
В 2004 на изображениях, полученных Кассини, были найдены новые спутники. Они очень малы и получили временные названия S/2004 S 1, S/2004 S 2 и S/2004 S 5. В начале 2005 им присвоили названия Метоне (англ. Methone), Палене (англ. Pallene) и Полидесис (англ. Polydeuces).
1 мая 2005 в щели Килера был обнаружен спутник S/2005 S1, впоследствии получивший название Дафнис (англ. Daphnis). Это второй спутник Сатурна (после Пана), орбита которого лежит внутри колец.
Пролёт около Фебы
Изображение Фебы
11 июня 2004 Кассини пролетел мимо спутника Фебы. Это была первая возможность изучить спутник с такого близкого расстояния после пролёта Вояджера-2. Из-за особенностей движения Фебы вокруг Сатурна данное сближение является для Кассини единственным возможным.
Первые изображения спутника, полученые 12 июня 2004, показали, что спутник мало похож на обычный астероид. Некоторые участки сильно кратерированной поверхности были очень светлыми, предполагается, что под поверхностью находится водяной лёд.
Озёра на Титане
Озёра Титана
На радарных изображениях, полученных 21 июля 2006 были обнаружены «водоёмы», заполненные жидкими углеводородами (метаном или этаном), расположенные в северном полушарии Титана. Это первый случай обнаружения существующих в настоящее время озёр вне Земли. Размеры озёр изменяются от километра до сотен километров.
13 марта 2007 руководство миссии объявило об обнаружении большого скопления «морей» в северном полушарии Титана. Один из водоёмов по размерам больше, чем любое из Великих Озёр Северной Америки.
Шестиугольный шторм
В ноябре 2006 на северном полюсе Сатурна была открыта атмосферная структура, представляющая из себя шестиугольный шторм. Эта структура расположена на северном полюсе Сатурна и имеет в поперечнике более 25 тыс. километров.
Траектория
Траектория аппарата после выхода на орбиту Сатурна
Скорость аппарата относительно Солнца.
Запланированные сближения со спутниками Сатурна
Основная часть
До 31 июля 2008 запланировано 45 сближений с Титаном, 4 сближения с Энцеладом, по 2 сближения с Япетом, Тефией и Реей, а также по одному сближению с Фебой, Дионой, Гиперионом и Мимасом.
№ | Спутник | Дата пролёта | Расстояние, км |
---|---|---|---|
1. | Феба | 11 июня 2004 | 1997 |
2. | Титан | 26 октября 2004 | 1200 |
3. | Титан | 13 декабря 2004 | 2358 |
4. | Япет | 1 января 2005 | 65000 |
5. | Титан | 14 января 2005 | 60000 |
6. | Титан | 15 февраля 2005 | 950 |
7. | Энцелад | 17 февраля 2005 | 1179 |
8. | Энцелад | 9 марта 2005 | 500 |
9. | Титан | 31 марта 2005 | 2523 |
10. | Титан | 16 апреля 2005 | 950 |
11. | Энцелад | 14 июля 2005 | 1000 |
12. | Мимас | 2 августа 2005 | 45100 |
13. | Титан | 22 августа 2005 | 4015 |
14. | Титан | 7 сентября 2005 | 950 |
15. | Тефия | 24 сентября 2005 | 33000 |
16. | Гиперион | 26 сентября 2005 | 990 |
17. | Диона | 11 октября 2005 | 500 |
18. | Титан | 28 октября 2005 | 1446 |
19. | Рея | 26 ноября 2005 | 500 |
20. | Титан | 26 декабря 2005 | 10429 |
21. | Титан | 15 января 2006 | 2042 |
22. | Титан | 27 февраля 2006 | 1812 |
23. | Титан | 18 марта 2006 | 1947 |
24. | Титан | 30 апреля 2006 | 1853 |
25. | Титан | 20 мая 2006 | 1879 |
26. | Титан | 2 июля 2006 | 1911 |
27. | Титан | 22 июля 2006 | 950 |
28. | Титан | 7 сентября 2006 | 950 |
29. | Титан | 23 сентября 2006 | 950 |
30. | Титан | 9 октября 2006 | 950 |
31. | Титан | 25 октября 2006 | 950 |
32. | Титан | 12 декабря 2006 | 950 |
33. | Титан | 28 декабря 2006 | 1500 |
34. | Титан | 13 января 2007 | 950 |
35. | Титан | 29 января 2007 | 2776 |
36. | Титан | 22 февраля 2007 | 953 |
36. | Титан | 10 марта 2007 | 956 |
37. | Титан | 26 марта 2007 | 953 |
38. | Титан | 10 апреля 2007 | 951 |
39. | Титан | 26 апреля 2007 | 951 |
40. | Титан | 12 мая 2007 | 950 |
41. | Титан | 28 мая 2007 | 2425 |
42. | Титан | 13 июня 2007 | 950 |
43. | Тефия | 27 июня 2007 | 16200 |
44. | Титан | 29 июня 2007 | 1942 |
45. | Титан | 19 июля 2007 | 1302 |
46. | Рея | 30 августа 2007 | 5100 |
47. | Титан | 31 августа 2007 | 3227 |
48. | Япет | 10 сентября 2007 | 1000 |
49. | Титан | 2 октября 2007 | 950 |
50. | Титан | 19 ноября 2007 | 950 |
51. | Титан | 5 декабря 2007 | 1300 |
52. | Титан | 20 декабря 2007 | 953 |
53. | Титан | 5 января 2008 | 949 |
53. | Титан | 22 февраля 2008 | 959 |
54. | Энцелад | 12 марта 2008 | 995 |
55. | Титан | 25 марта 2008 | 959 |
56. | Титан | 12 мая 2008 | 959 |
57. | Титан | 28 мая 2008 | 959 |
58. | Энцелад | 30 июня 2008 | 101317 |
59. | Титан | 31 июля 2008 | 3980 |
Продлённый план пролётов
В рамках расширенной миссии, которая продлится до 10 июля 2010, предполагается 21 пролёт Титана, 8 пролётов Тефии, 7 пролётов Энцелада, 6 пролётов Мимаса, 5 пролётов Реи и 3 пролёта Дионы. Также предполагается несколько сближений с малыми спутниками, среди которых одно с Еленой.
№ | Название спутника | Дата | Расстояние |
---|---|---|---|
1. | Титан | 31 июля 2008 02:13 | 1,613 |
2. | Энцелад | 11 августа 2008 21:06 | 54 |
3. | Энцелад | 9 октября 2008 19:07 | 25 |
4. | Энцелад | 31 октября 2008 17:15 | 197 |
5. | Титан | 3 ноября 2008 17:35 | 1 100 |
6. | Титан | 19 ноября 2008 15:56 | 1 023 |
7. | Титан | 5 декабря 2008 14:26 | 960 |
8. | Титан | 21 декабря 2008 13:00 | 970 |
9. | Титан | 7 февраля 2009 08:51 | 960 |
10. | Титан | 27 марта 2009 04:44 | 960 |
11. | Титан | 4 апреля 2009 01:48 | 4 150 |
12. | Титан | 20 апреля 2009 00:21 | 3,600 |
13. | Титан | 5 мая 2009 22:54 | 3 244 |
14. | Титан | 21 мая 2009 21:27 | 965 |
15. | Титан | 6 июня 2009 20:00 | 965 |
16. | Титан | 22 июня 2009 18:33 | 955 |
17. | Титан | 8 июля 2009 17:04 | 965 |
18. | Титан | 24 июля 2009 15:34 | 955 |
19. | Титан | 9 августа 2009 9 14:04 | 970 |
20. | Титан | 25 августа 2009 12:52 | 970 |
21. | Титан | 12 октября 2009 08:36 | 1 300 |
22. | Энцелад | 2 ноября 2009 07:42 | 103 |
23. | Энцелад | 21 ноября 2009 02:10 | 1 607 |
24. | Титан | 12 декабря 2009 01:03 | 4 850 |
25. | Титан | 28 декабря 2009 00:17 | 955 |
26. | Титан | 12 января 2010 23:11 | 1 073 |
27. | Рея | 2 марта 2010 17:41 | 100 |
28. | Елена | 3 марта 2010 13:41 | 1,803 |
29. | Диона | 7 апреля 2010 05:16 | 504 |
30. | Энцелад | 28 апреля 2010 00:11 | 103 |
31. | Энцелад | 28 апреля 2010 00:11 | 201 |
32. | Титан | 28 апреля 2010 00:11 | 1 400 |
33. | Титан | 5 июня 2010 02:26 | 2,044 |
34. | Титан | 21 июня 2010 01:27 | 955 |
Продление миссии
Первоначально предлагалось несколько вариантов того, что делать с аппаратом после окончания основной миссии:
- перевод аппарата на вытянутую орбиту, где аппарат не столкнётся ни с одним из спутников Сатурна (этот вариант сейчас является наиболее приоритетным);
- направить аппарат в атмосферу Сатурна (как это было сделано с зондом «Галилео»). Однако, для выполнения этого манёвра аппарату придётся пройти сквозь кольца планеты, что грозит потерей контроля над ним;
- аппарат можно увести с орбиты Сатурна и направить в другие области Солнечной системы (аппарат предлагают использовать для исследований Урана, Нептуна или каких-либо объектов пояса Койпера);
- также рассматривался вариант вывода аппарата на траекторию столкновения с Меркурием. В этом варианте было бы использовано гравитационное поле Юпитера. Это гипотетическое столкновение произошло бы примерно в 2021 на относительной скорости 20 км/с, что позволило бы изучить состав пород этой планеты.
В начале февраля 2010 было решено оставить аппарат на орбите Сатурна как минимум до 2017 года[3].
См. также
Примечания
- ↑ Cassini Equinox Mission: Overview
- ↑ http://ciclops.lpl.arizona.edu/PR/2000B11/PR2000B11A.html
- ↑ Миссию зонда "Кассини" по исследованию Сатурна продлят до 2017 года, РИА Новости (4 февраля 2010). Проверено 4 февраля 2010.
Ссылки
- Кассини-Гюйгенс на сайте НАСА (англ.)(англ.)
- Кассини-Гюйгенс на сайте ЕКА (англ.)(англ.)
- Путешествие Кассини(англ.)
- Страничка об аппарате на русском
- «Визит к Властелину колец» — статья в журнале «Вокруг света»
- «Сатурн — повелитель колец» (фильм Би-би-си, 2005)
Исследование Сатурна космическими аппаратами | |
---|---|
Пролётные | Пионер-11 • Вояджер-1 • Вояджер-2 |
С орбиты | Кассини |
Курсивом выделены действующие АМС |
Исследование астероидов космическими аппаратами | ||
---|---|---|
Пролётные | Галилео • NEAR Shoemaker • Deep Space 1 • Стардаст • New Horizons • Розетта • Кассини — Гюйгенс | |
С орбиты | NEAR Shoemaker • Хаябуса • Dawn | |
Спускаемые | NEAR Shoemaker • Хаябуса | |
Неудачные | Хаябуса | |
Будущие | Osiris • Don Quijote • SIMONE | |
См. также | Гаспра • Ида • Матильда • Эрос • Брайль • Аннифранк • APL • Штейнс • Лютеция • Масурски • Итокава • Веста • Церера • 1999 RQ36 | |
Курсивом выделены действующие АМС |
Wikimedia Foundation.2010.