Cassini-Huygens

Cassini-Huygens

Operador	NASA / ESA / ASI
Tipo de missão	Sobrevôo, que orbita, lander
Demonstração aérea de	Vênus , Lua , Terra , Masursky, Jupiter , Luas de Saturno
Satélite de	Saturno
Data de inserção orbital	01 de julho de 2004 02:48:00 UTC
Data de lançamento	15 de outubro de 1997 08:43:00 UTC (15 anos, 5 meses, e 7 dias atrás)
Veículo de lançamento	Titan IV-B / Centauro
Local de lançamento	Complexo de Lançamento Espacial 40 Estação da Força Aérea de Cabo Canaveral
Duração da missão	In Progress (Solstice) (8 anos, 8 meses e 21 dias decorrido)   Venus primeiro sobrevôo   (Concluído 1998/04/26)   Venus segundo sobrevôo   (Concluído 1999/06/24)   Lua sobrevôo   (Concluído 1999/08/18)   Terra sobrevôo   (Concluído 1999/08/18)   Masursky sobrevôo   (Concluído 2000/01/23)   Jupiter sobrevôo   (Concluído 2000/12/30)   Huygens (nave espacial)   (Concluído 2005-01-14)   A principal missão   (Concluído 2008-06-3-30)   Missão Equinox   (Concluído 2010-09-27) Missão Solstice   (Em curso, para terminar 2017)
COSPAR ID	1997-061A
Pagina Inicial	www.esa.int (ESA) saturn.jpl.nasa.gov (NASA) www.asi.it (ASI)
Massa	2.523 kg (5.560 £) (Orbiter unfueled sozinho)
Poder	3 RTGs ( GPHS-RTG) ~ 880 Watts (em 1997) ~ 670 Watts (em 2010) 30 Volts DC

Cassini-Huygens é um Classe Flagship NASA - ESA - ASI robótica sonda enviada para o Saturn sistema. Ele estudou o planeta e seus muitos satélites naturais desde que chegou lá em 2004, também observando Júpiter , o Heliosfera, e testar a teoria da relatividade . Lançado em 1997, depois de quase duas décadas de gestação, inclui um orbitador Saturno e uma sonda atmosférica / lander para a lua Titan chamado Huygens, que entrou e pousou em Titã em 2005. Cassini é a quarta sonda espacial para visitar Saturno e os primeiros a entrar em órbita, e sua missão está em curso a partir de 2013.

É lançado em 15 de Outubro de 1997, sobre um Titan IVB / Centaur e entrou em órbita de Saturno em 1 de julho de 2004, depois de uma viagem interplanetária que incluiu sobrevôos da Terra, Vênus e Júpiter. Em 25 de dezembro de 2004, Huygens separada da que orbita a cerca de 2:00 UTC. Chegou a lua de Saturno Titan em 14 de janeiro de 2005, quando entrou na atmosfera de Titã e desceu para a superfície. Ele retornou com êxito dados para a Terra, usando a sonda como um relé. Esta foi a primeira desembarque já realizado no Sistema Solar exterior .

Dezesseis países europeus e os Estados Unidos constituem a equipa responsável pela concepção, construção, voando e coletando dados da sonda Cassini e sonda Huygens. A missão é gerida pela NASA Jet Propulsion Laboratory, nos Estados Unidos, onde o orbitador foi montado. Huygens foi desenvolvido pela Pesquisa Espacial Europeia e do Centro de Tecnologia, cujo contratante principal era Alcatel da França. Equipamentos e instrumentos para a sonda foram fornecidos por muitos países. O Agência Espacial Italiana (ASI), desde de alto ganho de rádio da sonda Cassini antena, e um radar compacta e leve, que serve como um radar de abertura sintética, um altímetro de radar e um radiômetro.

Em 16 de abril de 2008, a NASA anunciou uma extensão do financiamento para operações em terra de missão, em que ponto ela foi renomeada para a Missão Cassini Equinox de dois anos. Esta foi novamente prorrogada em fevereiro de 2010 com a Missão Cassini solstício continuando até 2017. O fim da atual plano de missão é um 2017 queda controlada na atmosfera de Saturno. Nesse mesmo ano, 2017, Juno vai ser de-orbitado por um acidente em Júpiter.

Nomeando

Modelo 3D animado da nave espacial

Saturno em 2008

Ele consiste em dois elementos principais: o orbitador ASI / NASA Cassini, nomeado para o astrônomo italiano-francês Giovanni Domenico Cassini, (também conhecido depois como Jean-Dominique Cassini quando ele se tornou um cidadão da França), e o desenvolvido pela AEE Huygens sonda, nomeado para o astrónomo holandês, matemático e físico Christiaan Huygens. Huygens descobriu Titan, e Cassini descobriu um pouco mais das luas de Saturno. A missão era comumente chamado de Saturno Titã Orbiter Probe (SOTP) durante a gestação, tanto como Missão Mariner Mark II e genericamente.

Cassini-Huygens é uma missão de classe carro-chefe para os planetas exteriores. As outras iniciativas emblemáticas planetários incluem Galileo, Voyager, e Viking.

Objetivos

Cassini tem sete objetivos principais:

1. Determinar a estrutura tridimensional e do comportamento dinâmico anéis de Saturno
2. Determinar a composição do superfícies de satélite e da história geológica de cada objeto
3. Determinar a natureza e origem do material escuro em Hemisfério dianteiro de Iapetus
4. Medir a estrutura tridimensional e do comportamento dinâmico magnetosfera
5. Estudar o comportamento dinâmico de Saturno atmosfera a nível nuvem
6. Estudar a variabilidade do tempo de nuvens de Titã e hazes
7. Caracterizar a superfície de Titã em escala regional

Cassini-Huygens lançada em 15 de outubro de 1997, a partir de Cape Canaveral Air Station Força de Espaço Complexo de Lançamento 40 usando um Força Aérea dos EUA Titan IVB / Foguete Centaur. O lançador completa foi composta de uma fase-dois Titan IV foguete, dois strap-on sólida motores de foguetes, o estágio Centaur superior, e um gabinete de carga útil, ou carenagem.

O custo total desta missão de exploração científica é de cerca de US $ 3,26 bilhões, incluindo 1,4 bilhões dólares para o desenvolvimento pré-lançamento, 704 dólares milhões de euros para operações de missão, 54 milhões dólares para o rastreamento e 422 milhões dólares americanos para o veículo de lançamento. Os Estados Unidos contribuíram com 2,6 bilhões dólares americanos (80%), a ESA $ 500 milhões (15%), ea ASI 160 milhões dólar (5%).

A principal missão de Cassini foi concluída em 30 de julho de 2008. A missão foi prorrogado até Junho de 2010 (Missão Cassini Equinox). Este estudou o sistema de Saturno em pormenor durante Equinox, que aconteceu em agosto de 2009. Em 3 de fevereiro de 2010, a NASA anunciou outra extensão para Cassini, este para 6 ½ anos, até 2017, o tempo de Solstício de verão no hemisfério norte de Saturno (Missão Cassini Solstice ). A extensão permite que mais de 155 voltas ao redor do planeta, 54 sobrevôos de Titã e 11 voos rasantes de Enceladus. Em 2017, um encontro com Titan vai mudar sua órbita de tal maneira que, em maior aproximação a Saturno, será apenas 3.000 km acima topo das nuvens do planeta, abaixo da borda interna do anel D. Esta seqüência de "órbitas proximais" vai acabar quando um outro encontro com Titan envia a sonda na atmosfera de Saturno.

Excursão

Dados selecionados (dimensionado solicitados, mas não à escala)
Titã	Terra Lua	Rhea	Iapetus	Dione	Tethys	Plumas de Encelado
Mimas	Hyperion	Febe	Jano	Epimeteu	Prometeu	Pandora
Helene	Atlas	Telesto	Methone

História

Cassini-Huygens na plataforma de lançamento

'S Cassini-Huygens data origens a 1982, quando o Fundação Europeia da Ciência e da American National Academy of Sciences formado um grupo de trabalho para investigar futuras missões cooperativas. Dois cientistas europeus sugere uma emparelhado Saturno e Titan Orbiter Probe como uma possível missão conjunta. Em 1983, a NASA de Comitê de Exploração do Sistema Solar recomendado o mesmo par Orbiter e Probe como um projeto da NASA núcleo. NASA ea Agência Espacial Europeia (ESA) realizaram um estudo conjunto do potencial missão de 1984 a 1985. ESA continuou com seu próprio estudo em 1986, enquanto o astronauta americano Sally Ride, em seu influente relatório de 1987 " NASA Liderança e Futuro da América in Space ", também analisou e aprovou a missão Cassini.

Enquanto o relatório do passeio descreveu o orbiter ea sonda Saturno como uma missão de solo NASA, em 1988, o Administrador Associado para Ciência Espacial e Aplicações da NASA Len Fisk voltou para a idéia de uma missão conjunta da NASA e da ESA. Ele escreveu ao seu homólogo na ESA, Roger Bonnet, sugerindo fortemente que a ESA escolher a missão Cassini a partir dos três candidatos à mão e prometendo que a NASA iria comprometer com a missão assim que a ESA fez.

Na época, a NASA estava a tornar-se mais sensível à tensão que se desenvolveu entre os programas espaciais americanos e europeus como resultado de percepções europeus que a NASA não tivesse tratados-lo como um igual durante colaborações anteriores. Funcionários e consultores envolvidos na promoção e planejamento de Cassini-Huygens da NASA tentou corrigir esta tendência, enfatizando seu desejo de compartilhar uniformemente quaisquer benefícios científicos e tecnológicos resultantes da missão. Em parte, esse espírito recém-descoberta de cooperação com a Europa foi impulsionada por um senso de competição com a União Soviética , que tinha começado a cooperar mais estreitamente com a Europa como a ESA atraiu mais longe da NASA.

A colaboração não só melhorou as relações entre os dois programas espaciais, mas também ajudou a Cassini-Huygens sobreviver cortes de orçamento do Congresso dos Estados Unidos. Cassini-Huygens veio sob o fogo politicamente em 1992 e 1994, mas a NASA conseguiu persuadir o Congresso dos Estados Unidos que seria desaconselhável a suspender o projeto após a ESA já tinha derramado fundos em desenvolvimento, porque frustração em promessas quebradas exploração do espaço pode se espalhar para outras áreas de relações exteriores. O projeto passou politicamente sem problemas depois de 1994, embora grupos de cidadãos preocupados com seu potencial impacto ambiental tentou inviabilizar-lo através de protestos e ações judiciais até seu lançamento e passados de 1997.

Projeto da nave espacial

Montagem Cassini-Huygens

A nave espacial foi originalmente planejado para ser o segundo três eixos estabilizado, RTG-powered Mariner Mark II, uma classe de nave espacial desenvolvido para missões além da órbita de Marte .

Cassini foi desenvolvido simultaneamente com a Comet Rendezvous Asteroid Flyby (CRAF) aparelhos espaciais, mas vários cortes no orçamento e rescopings do projeto forçado NASA para terminar desenvolvimento CRAF a fim de salvar Cassini. Como resultado, a sonda Cassini se tornou um design mais especializado, o cancelamento da execução da série Mariner Mark II.

A nave espacial, incluindo o orbiter ea sonda, é o maior e mais complexo não tripulado interplanetária nave espacial construído até à data. O módulo tem uma massa de 2.150 kg (4.700 £), a sonda de 350 kg (770 libras). Com o adaptador de veículo de lançamento e 3,132 kg (6.900 £) de propulsores no lançamento, a nave tinha uma massa de cerca de 5.600 kg (£ 12.000) nesse momento. Apenas os dois Phobos espaçonaves enviadas para Marte pela União Soviética foram mais pesados até aquele momento.

A sonda Cassini é mais de 6,8 metros (22 pés) de altura e mais de 4 metros (13 pés) de largura. A complexidade da nave espacial é necessária tanto pela sua trajetória (trajeto de vôo) para Saturno, e pelo ambicioso programa de observações científicas uma vez que a espaçonave chega ao seu destino. Cassini tem pelo menos 1.630 interconectado componentes eletrônicos, 22 mil ligações de fios, e mais de 14 km (8,7 mi) de cabeamento. A CPU do computador de controle do núcleo foi um redundante MIL-STD-1750A sistema de controle.

Cassini é alimentado por 32,7 kg de plutónio 238-o calor do decaimento radioativo do material é transformado em energia elétrica. Huygens foi apoiada pela Cassini durante o cruzeiro, mas usou baterias químicas quando independente.

Agora que a sonda Cassini está orbitando Saturno, é entre 8,2 e 10,2 unidades astronômicas do Terra . Devido a isso, leva-se entre 68-84 minutos para que os sinais de rádio para viajar da Terra à nave espacial, e vice-versa. Assim, os controladores de terra não pode dar "em tempo real" instruções para a nave espacial, tanto para as operações do dia-a-dia, ou em caso de acontecimentos inesperados. Mesmo se eles responderam imediatamente após tomar conhecimento de um problema, pelo menos três horas terá passado entre a ocorrência do problema em si ea recepção da resposta dos engenheiros pelo satélite.

Instruments

Superfície de Titã revelado por VIMS

Rhea na frente de Saturno

Hexágono polar norte de Saturno

Seção da superfície da Phobe

Instrumentação Cassini 's é composto por: um abertura radar mapeador sintética, um sistema de imagem charge-coupled device, uma visível / mapeamento infravermelho espectrómetro, num espectrómetro de infravermelhos composto, um cósmico analisador de poeira, um rádio e plasma experimento onda, um espectrômetro de plasma, um ultravioleta imagem espectrógrafo, um instrumento de imagem magnetospheric, um magnetômetro e um íon / neutro espectrômetro de massa . Telemetria das comunicações antena e outros transmissores especiais (um Transmissor S-band e uma dupla frequência K _um sistema -band) também será usado para fazer observações das atmosferas de Titan e Saturno e para medir os gravidade campos do planeta e seus satélites.

Espectrômetro de Plasma Cassini (CAPS)

O CAPS é um instrumento de detecção directa que mede a energia e carga eléctrica das partículas que os encontros instrumento, (o número de electrões e protões na partícula). CAPS vai medir as moléculas provenientes da ionosfera de Saturno e também determinar a configuração do campo magnético de Saturno. CAPS também vai investigar plasma nessas áreas, bem como o vento solar dentro da magnetosfera de Saturno.

Analisador de Poeira Cósmica (CDA)

O CDA é um instrumento de detecção direta que mede o tamanho, velocidade e direção de minúsculos grãos de poeira perto de Saturno. Algumas dessas partículas são órbita de Saturno, enquanto outros podem vir de outros sistemas estelares. O CDA no orbitador é projetado para aprender mais sobre estas partículas misteriosas, os materiais em outros corpos celestes e, potencialmente, sobre as origens do universo.

Composto Espectrómetro infravermelho (CIRS)

O CIRS é um instrumento de sensoriamento remoto que mede a ondas infravermelhas vindo de objetos para aprender sobre suas temperaturas, propriedades térmicas, e composições. Durante a missão Cassini-Huygens, o CIRS vai medir emissões de infravermelho de atmosferas, anéis e superfícies no vasto sistema de Saturno. Ele vai mapear a atmosfera de Saturn em três dimensões para determinar os perfis de temperatura e de pressão com a altitude, a composição do gás, e a distribuição de aerossóis e nuvens. Ele também irá medir características térmicas ea composição de superfícies de satélites e anéis.

Ion e Espectrômetro de Massa Neutra (INMS)

O INMS é um instrumento direto de detecção que analisa partículas carregadas (como prótons e íons pesados) e partículas neutras (como átomos) perto de Titan e Saturno para aprender mais sobre suas atmosferas. INMS destina-se também para medir o íon positivo e ambientes neutros de satélites e anéis gelados de Saturno.

Imaging Science Subsystem (ISS)

A ISS é um instrumento de sensoriamento remoto que capta a maioria das imagens em luz visível , e também algumas imagens infravermelhas e ultravioletas imagens. A ISS tem levado centenas de milhares de imagens de Saturno, seus anéis e suas luas, para o retorno à Terra por rádio telemetria. A ISS tem uma câmera de grande angular (WAC), que tira fotos de grandes áreas, e uma câmera de ângulo estreito (NAC), que tira fotos de pequenas áreas em detalhes finos. Cada uma destas câmaras utiliza um dispositivo de acoplamento de carga sensível (CCD) como a onda electromagnética detector. Cada CCD possui uma matriz quadrada de 1024 pixels, 12 uM num lado. Ambas as câmeras permitem muitas modos de recolha de dados, incluindo compressão de dados on-chip. Ambas as câmeras são equipadas com filtros espectrais que rodam em uma roda-para ver bandas diferentes dentro do espectro eletromagnético que varia 0,2-1,1 mm.

Dupla Técnica Magnetometer (MAG)

O MAG é um instrumento de detecção direta que mede a força ea direção do campo magnético em torno de Saturno. Os campos magnéticos são gerados em parte pelo núcleo fundido extremamente quente no centro de Saturno. Medição do campo magnético é uma das maneiras para sondar o núcleo, apesar de ser muito quente e profunda para visitar. MAG tem como objetivo desenvolver um modelo tridimensional da magnetosfera de Saturno, e determinar o estado magnético de Titã e sua atmosfera, e os satélites gelados e seu papel na magnetosfera de Saturno.

Instrumento de Imagem Magnetosférica (MIMI)

O MIMI é tanto um instrumento direto e sensoriamento remoto que produz imagens e outros dados sobre as partículas presas no campo magnético enorme de Saturno, ou magnetosfera. Esta informação será usada para estudar a configuração global e dinâmica da magnetosfera e suas interações com o vento solar, a atmosfera de Saturno, Titã, anéis e satélites gelados. MIMI inclui o Ion e Neutral Camera (INCA), que captura e medidas Os átomos neutros energéticos (ENAs).

Radar

O radar de bordo é um instrumento de sensoriamento remoto ativa e passiva remoto que irá produzir mapas da superfície de Titã. Ele mede a altura de objetos de superfície (como montanhas e canyons) através do envio de sinais de rádio que saltam fora da superfície de Titã e cronometrando o seu regresso. As ondas de rádio podem penetrar o espesso véu de neblina em torno Titan. O radar vai ouvir as ondas de rádio que Saturno ou suas luas podem ser produtores.

Rádio e instrumento Plasma Onda Science (RPWS)

O RPWS é um instrumento direto e sensoriamento remoto que recebe e mede sinais de rádio vindos de Saturno, incluindo as ondas de rádio emitidas pela interação do vento solar com Saturno e Titã. RPWS é medir os campos elétricos e magnéticos onda nos magnetosferas médio e planetários interplanetárias. Ele também irá determinar a densidade de elétrons e temperatura perto Titan e em algumas regiões da magnetosfera de Saturno. RPWS estuda a configuração do campo magnético de Saturno e sua relação com Saturno Radiação Quilométrica (SKR), bem como o monitoramento e mapeamento ionosfera de Saturno, plasma, e relâmpagos a partir de (e, possivelmente, da Titan) atmosfera de Saturno.

Radio Science Subsystem (RSS)

O RSS é um instrumento de sensoriamento remoto que usa antenas de rádio na Terra para observar os sinais de rádio de maneira a mudança nave espacial à medida que são enviados através de objetos, tais como a atmosfera de Titã ou anéis de Saturno, ou mesmo por trás do Sol . O RSS também estuda as composições, pressões e temperaturas de atmosferas e ionosferas, estrutura radial e distribuição de tamanho de partícula dentro de anéis, do corpo e do sistema massas e ondas gravitacionais. O instrumento usa a nave espacial ligação X-band comunicação, bem como S-banda downlink e uplink K _um -band e downlink.

Ultraviolet imagem Espectrógrafo (UVIS)

O UVIS é um instrumento de sensoriamento remoto que capta imagens da luz ultravioleta refletida por um objeto, como as nuvens de Saturno e / ou seus anéis, para saber mais sobre a sua estrutura e composição. Projetado para medir comprimentos de onda de luz ultravioleta sobre 55,8-190 nm, este instrumento é também uma ferramenta valiosa para ajudar a determinar a composição, distribuição, teor de partículas de aerossol e temperaturas de suas atmosferas. Ao contrário de outros tipos de espectrômetro, este instrumento sensível pode ter duas leituras espectrais e espaciais. É particularmente adepto de determinar a composição dos gases. Observações espaciais ter uma visão ampla-by-estreito, apenas um pixels de altura e 64 pixels de largura. A dimensão espectral é 1.024 pixels por pixel espacial. Além disso, ele pode assumir muitas imagens que criam filmes de maneiras em que este material é movimentados por outras forças.

Visível e Infravermelho Mapping Spectrometer (VIMS)

O VIMS é um instrumento de sensoriamento remoto que capta imagens utilizando luz visível e infravermelha para saber mais sobre a composição da superfície da lua, os anéis e as atmosferas de Saturno e Titã. Ele é constituído por duas câmaras em um: um utilizado para medir a luz visível, o outro de infravermelhos. Medidas VIMS refletida e emitida radiação de atmosferas, anéis e superfícies sobre comprimentos de onda 350-5100 nm, para ajudar a determinar as suas composições, temperaturas e estruturas. Ele também observa a luz do sol e luz das estrelas que passa através dos anéis para saber mais sobre a sua estrutura. Os cientistas planejam usar VIMS para estudos de longo prazo do movimento da nuvem e morfologia do sistema de Saturno, para determinar os padrões climáticos de Saturno.

Telemetria

A nave Cassini é capaz de transmitir vários formatos diferentes de telemetria. O subsistema de telemetria é talvez o subsistema mais importante, pois sem ele não pode haver retorno de dados.

Cassini telemetria foi desenvolvido a partir de zero, devido ao ofício usando um conjunto mais moderno de computadores.

Cassini foi a primeira embarcação para adoptar mini-pacotes para reduzir a complexidade do dicionário de telemetria, e o processo de desenvolvimento de software, levou à criação de um gestor de telemetria.

Existem actualmente cerca de 1.088 canais (em 67 mini-pacotes) montadas na telemetria Dicionário Cassini. Fora destes 67 mini-pacotes de menor complexidade

• Alguns 6 mini-pacotes continham a covariância subsistema e elementos de ganho de Kalman (161 medidas), não é usado durante as operações normais de missão.
• Isto deixou 947 medições em 61 mini-pacotes.

Um total de sete mapas de telemetria correspondentes a 7 modos de telemetria AACS foram construídos. Estes modos são: (1) Registro; (2) Cruise nominal; (3) Cruise Lento Médio; (4) Cruzeiro lenta; (5) Orbital Ops; (6) Av; (7) ATE (atitude Estimador) Calibração. Estas 7 mapas cobrem todos os modos nave espacial de telemetria.

Sonda Huygens

Huygens vista da superfície de Titã		Mesmo com o processamento de dados diferente

A sonda Huygens, fornecida pela Agência Espacial Europeia (ESA) e nomeado após o século 17 astrônomo holandês que primeiro descobriu Titan, Christiaan Huygens, examinava a nuvens, atmosfera e da superfície da lua de Saturno Titã em sua descida em 15 de janeiro de 2005. Ele foi projetado para entrar e freio na atmosfera de Titã e pára-quedas de um laboratório robótico totalmente instrumentada até a superfície.

O sistema de sonda consistiu na própria sonda que desceu à Titan, e equipamento de suporte da sonda (PSE), que permanece ligado à nave espacial em órbita. O PSE inclui eletrônicos que controlam a sonda, recuperar os dados recolhidos durante a sua descida, e processo e entregar os dados para o orbitador que transmite para a Terra. A CPU do computador de controle do núcleo foi um redundante MIL-STD-1750A sistema de controle.

Os dados foram transmitidos através de uma ligação rádio entre Huygens e Cassini fornecidos por Probe Dados de Relé Subsystem (PDRS). Como a missão da sonda não pôde ser telecommanded da Terra por causa da grande distância, ele foi gerido automaticamente pelo Subsistema de Gestão de Dados Command (CDMS). Os PDRS e CDMS foram fornecidos pelo Agência Espacial Italiana (ASI).

Eventos selecionados e descobertas

Vênus e Terra voar-bys e o cruzeiro a Júpiter

Imagem da Lua durante sobrevôo

A sonda espacial Cassini realizados dois gravitacional auxiliar de fly-bys de Vênus em 26 de abril de 1998, e 24 de junho de 1999. Estas áreas de estacionamento mosca desde que a sonda espacial com impulso suficiente para viajar todo o caminho para a cinturão de asteróides. Nesse ponto, a gravidade do Sol puxado a sonda espacial de volta para o Sistema Solar interior, onde fez um fly-by-gravitacional auxiliar da Terra.

Em 18 de agosto de 1999, às 03:28 UTC, o ofício Cassini fez um sobrevôo gravitacional auxiliar da Terra. Uma hora e 20 minutos antes da maior aproximação, Cassini fez sua maior aproximação da Lua da Terra em 377 mil quilômetros, e tomou uma série de fotos de calibração.

Em 23 de janeiro de 2000, a sonda espacial Cassini realizou um fly-by do asteróide 2685 masursky em torno 10:00 UTC. A nave Cassini tirou fotos no período de cinco a sete horas antes de o fly-by, a uma distância de 1,6 milhões de quilómetros, e um diâmetro de 15 ao 20 km foi estimado para o asteróide.

Jupiter sobrevôo

A Jupiter imagem sobrevôo

Cassini fez sua maior aproximação a Júpiter em 30 de dezembro de 2000, e fez muitas medições científicas. Cerca de 26.000 imagens de Júpiter foram tiradas durante o sobrevôo de meses de duração. Ele produziu o retrato da cor global mais detalhadas de Júpiter ainda (ver imagem à direita), em que os menores características visíveis são aproximadamente 60 km (37 mi) de diâmetro.

O New Horizons a Plutão missão imagens capturadas mais recentes de Júpiter, com uma abordagem mais próxima em 28 de Fevereiro, 2007.

A principal conclusão do sobrevôo, anunciou em 6 de março de 2003, foi da circulação atmosférica de Júpiter. "Cintos" Dark alternam com "zonas" de luz na atmosfera, e os cientistas tinham considerado longo das zonas, com suas nuvens pálidas, a ser áreas de ressurgência do ar, em parte porque muitas nuvens em forma da Terra, onde o ar está subindo. Mas a análise de imagens da Cassini mostrou que as células de tempestade individuais de ressurgência nuvens brilhantes-white, pequeno demais para ver da Terra, pop-up quase sem exceção, nos cinturões escuros. De acordo com Anthony Del Genio da NASA Instituto Goddard de Estudos Espaciais, "os cintos devem ser as áreas de movimento atmosférico nascente do líquido em Júpiter, [por isso] o movimento líquido nas zonas tem de estar afundando."

Outras observações atmosféricas incluiu um oval escuro roda de alta atmosférico-haze, sobre o tamanho da Grande Mancha Vermelha , perto do pólo norte de Júpiter. Imagens de infravermelho revelaram aspectos da circulação perto dos pólos, com bandas de ventos de abrangência globo, com faixas adjacentes que se deslocam em sentidos opostos.

O mesmo anúncio também discutiu a natureza de Júpiter anéis. Espalhamento de luz por partículas dos anéis mostraram as partículas foram de forma irregular (em vez de esférica) e provavelmente se originam como material ejetado de impactos de micrometeoritos sobre as luas de Júpiter, provavelmente Metis e Adrástea.

Testes da Relatividade Geral

Em 10 de outubro de 2003, a equipe de cientistas da Cassini anunciou os resultados de testes de Einstein Teoria da Relatividade Geral , que foram feitas usando ondas de rádio que foram transmitidos a partir da sonda espacial Cassini. Esta é atualmente a melhor medida de γ parâmetro de pós-newtoniana; o resultado γ = 1 + (2,1 ± 2.3) × 10 ^-5 concorda com as previsões da Relatividade Geral padrão.

Os cientistas mediram uma rádio mudança de freqüência nas ondas de rádio de e para a nave espacial, enquanto esses sinais viajou perto da Sun. De acordo com a Teoria da Relatividade Geral, um objeto de grande massa como o Sol faz com que o espaço-tempo de curva, e um feixe de ondas de rádio (ou luz, ou qualquer forma de radiação eletromagnética ) que passa pela Sun tem de viajar mais longe por causa da curvatura.

A distância extra que as ondas de rádio viajou do ofício Cassini, passado o Sol, a Terra atrasa sua chegada. O montante deste intervalo de tempo fornece um teste sensível das previsões calculadas de Teoria da Relatividade de Einstein.

Embora alguns desvios mensuráveis a partir dos valores que são calculadas usando a Teoria da Relatividade Geral está previsto por alguns modelos cosmológicos incomuns, sem desvios foram encontrados por essa experiência. Testes anteriores usando ondas de rádio que foram transmitidos pelas sondas espaciais Viking e Voyager estavam de acordo com os valores calculados a partir da Relatividade Geral dentro de uma precisão de uma parte em mil. As medições mais refinadas do experimento sonda espacial Cassini melhorou esta precisão para cerca de uma parte em 51.000, com os dados medidos firmemente apoiando Teoria Geral da Relatividade de Einstein.

Novas luas de Saturno

Fotografia descoberta da lua Daphnis

Usando imagens obtidas pela sonda Cassini, três novas luas de Saturno foram descobertos em 2004. Eles são muito pequenos e foram dados os nomes provisórios S / 2004 S 1, S / 2004 S 2 e S / 2004 S 5 antes de ser nomeado Methone, Pallene e Polydeuces no início de 2005.

Em 1 de maio de 2005, uma nova lua foi descoberta pela Cassini no Divisão de Keeler. Foi dada a designação S / 2005 S 1 antes de ser nomeado Daphnis. A outra única lua conhecida dentro do sistema de anéis de Saturno é Pan.

A quinta lua nova foi descoberta pela Cassini em 30 de maio de 2007, e foi marcado provisoriamente S / 2007 S 4. É agora conhecido como Anthe.

Um comunicado de imprensa em 03 de fevereiro de 2009 mostrou uma lua nova sexto encontrado por Cassini. A lua é de aproximadamente 1/3 de uma milha de diâmetro dentro do G-anel do sistema de anéis de Saturno, e agora é nomeado Aegaeon (anteriormente S / 2008 S 1).

Um comunicado de imprensa em 02 de novembro de 2009 menciona a sétima lua nova encontrado por Cassini em 26 de julho de 2009. Ele está atualmente marcado S / 2009 S 1 e é de aproximadamente 300 m (984 pés) de diâmetro no sistema B-ring.

Phoebe sobrevôo

Phoebe em 2004 por Cassini

Em 11 de junho de 2004, Cassini voou pela lua Phoebe. Esta foi a primeira oportunidade para os estudos de grande plano de esta lua desde a Voyager 2. Ele também só foi possível sobrevôo Cassini 's para Phoebe devido à mecânica das órbitas disponíveis em torno de Saturno.

Primeiras imagens em close-up foram recebidas em 12 de junho de 2004, e os cientistas da missão imediatamente percebeu que a superfície de Phoebe parece diferente de asteróides visitados por naves espaciais. Partes das superfícies com muitas crateras parecem muito brilhante nessas imagens, e acredita-se atualmente que uma grande quantidade de gelo de água existe sob sua superfície imediato.

Rotação de Saturno

Em um anúncio em 28 de junho de 2004, os cientistas da Cassini programa descrito a medição do período de rotação de Saturno. Dado que não existem recursos fixos na superfície que podem ser usados para obter este período, foi usada a repetição das emissões de rádio. Estes novos dados estão de acordo com os últimos valores medidos a partir da Terra, e constituem um enigma para os cientistas. Acontece que o período de rotação de rádio foi alterado desde que foi medido pela primeira vez em 1980 por Voyager, e que é agora mais 6 minutos. Isto não indica uma mudança na rotação global do planeta, mas pensa-se ser devido ao movimento da fonte de emissões de rádio para uma latitude diferente, em que a velocidade de rotação é diferente.

Órbita de Saturno

Saturno em Julho de 2004 por Cassini-WAC

Em 1 de julho de 2004, a nave espacial voou através do espaço entre o F e G e anéis alcançado órbita, depois de uma viagem de sete anos. É a primeira nave espacial a orbitar Saturno nunca.

A manobra de inserção orbital Saturn (SOI), realizado pela Cassini foi complexa, exigindo o ofício para orientar o seu Alto Ganho Antena de distância da Terra e ao longo da sua trajectória de voo, para proteger os seus instrumentos a partir de partículas nos anéis de Saturno. Uma vez que a nave atravessou o plano dos anéis, teve que girar novamente para apontar o seu motor ao longo da sua trajectória de voo, e, em seguida, o motor acionado para desacelerar a nave por 622 metros por segundo para permitir Saturn para capturá-lo. Cassini foi capturado pela gravidade de Saturno em em torno de 20:54 Pacific Daylight Time em 30 de junho de 2004. Durante a manobra Cassini passou dentro de 20,000 km (12.000 mi) do topo das nuvens de Saturno.

Embora esteja em órbita de Saturno, saída do sistema de Saturno foi avaliada em 2008 durante a final de planejamento de missão.

Titan flybys

Superfície de Titã em 2004, fotografada por olhar através da atmosfera (algumas nuvens são visíveis), mas com a borda cortada

Cassini teve seu primeiro sobrevôo distante de Saturno maior lua, Titan, em 2 de julho de 2004, apenas um dia depois de inserção em órbita, quando se aproximou para dentro de 339,000 km (211,000 mi) de Titan e forneceu o melhor olhar para a superfície da lua até à data . Imagens tiradas através de filtros especiais (capazes de ver através de neblina global da lua) apresentou ao sul nuvens polares pensado para ser composta de metano e de superfície características com brilho muito divergente. Em 27 de outubro de 2004, a nave espacial executado o primeiro dos 45 voos rasantes perto planejados de Titan quando voou uns meros 1.200 quilômetros acima da Lua. Quase quatro gigabits de dados foram recolhidos e transmitidos para a Terra, incluindo as primeiras imagens de radar de superfície-enshrouded névoa da lua. Revelou-se a superfície de Titan (pelo menos a área coberta pelo radar) ser relativamente plana, com topografia atingindo não mais do que cerca de 50 metros de altura. O sobrevôo proporcionou um aumento notável na resolução de imagem sobre a cobertura anterior. Foram tomadas imagens com até 100 vezes melhor resolução e são típicos das resoluções planejadas para posterior Titan flybys.

Huygensem Titã terras

Cassini lançou a Huygens sonda em 25 de dezembro de 2004, por meio de uma mola em espiral e trilhos destinados para girar a sonda para uma maior estabilidade. Ele entrou na atmosfera de Titan em 14 de janeiro de 2005, e após uma descida de dois-e-um-meia hora desembarcou em terra firme. Embora Cassini transmitiu com sucesso 350 das fotos que recebeu de Huygens de seu local de descida e aterragem, um erro de software não conseguiu virar em um dos receptores da Cassini e causou a perda de outros 350 quadros.

Enceladus flybys

Enceladus backdropped por sombras de anéis de Saturno em 2007

Durante as duas primeiras passagens nas proximidades perto da lua Encélado em 2005, Cassini descobriu uma "deformação" no campo magnético local que é característico para a existência de uma atmosfera fina, mas significativa. Outras medidas obtidas naquele ponto de tempo ao vapor de água ionizado como sendo seu principal constituinte. Cassini também observou gêiseres de gelo de água em erupção a partir do pólo sul de Enceladus, o que dá mais credibilidade à ideia de que Enceladus está fornecendo as partículas do anel E de Saturno. Os cientistas da missão hipótese de que pode haver bolsões de água líquida perto da superfície da lua que alimentam as erupções, tornando Enceladus um dos poucos corpos do Sistema Solar para conter água líquida.

Em 12 de março de 2008, Cassini fez uma estreita fly-by de Enceladus, ficando a 50 km da superfície da lua. A nave espacial passou pelas plumas que se estendem de seus gêiseres do sul, detectar água, dióxido de carbono e vários hidrocarbonetos com seu espectrômetro de massa, ao mesmo tempo, o mapeamento características de superfície que são em muito maior temperatura do que os seus arredores com o espectrômetro infravermelho. Cassini foi incapaz de recolher dados com o seu analisador de poeira cósmica, devido a um mau funcionamento do software desconhecido.

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Em 21 de novembro de 2009, Cassini novamente fez uma mosca por de Enceladus, desta vez com uma geometria muito diferente, aproximando-se dentro de 1,6 mil km (990 mi) de superfície. O Composit Infrared Spectrograph (CIRS) instrumento era esperado para fazer um mapa das emissões térmicas da listra do tigre Bagdá Sulcus. Este foi o oitavo sobrevôo de Enceladus e é também por vezes referido como "E-8." Os dados e imagens devolvidos eram esperados para ajudar a criar a imagem mais detalhada-ainda mosaico da parte sul do hemisfério voltado para o Saturn da lua e um mapa térmico contígua de uma das características intrigantes "listras de tigre", com a maior resolução até à data.

Ocultações de rádio dos anéis de Saturno

Em maio de 2005, Cassini começou uma série de experimentos de ocultações, para medir o tamanho-distribuição de partículas em anéis de Saturno, e medir a atmosfera de Saturno em si. Por mais de quatro meses, a Cassini completou órbitas projetadas para este fim. Durante essas experiências, Cassini voou por trás do plano dos anéis de Saturno, como pode ser visto a partir da Terra, e as ondas de rádio transmitidas através das partículas. Os sinais de rádio foram recebidas em terra, em que se analisou a frequência, a fase, e potência do sinal para ajudar a determinar a estrutura dos anéis.

Imagem superior: mosaico cor visível dos anéis de Saturno tiradas em 12 de dezembro de 2004. Lower imagem: vista simulada construída a partir de umaobservação rádio ocultação em 3 de maio de 2005. Cor na imagem inferior representa tamanhos de partículas do anel.

Spoke fenômeno verificado

Em imagens capturadas 05 de setembro de 2005,Cassinidetectou raios em anéis de Saturno, anteriormente visto apenas pelo observador visuais Stephen James O'Meara em 1977 e, em seguida, confirmada pelas Voyagersondas espaciais no início de 1980.

Lagos de Titã

Lagos de Titã

As imagens de radar obtidas em 21 de julho de 2006 parecem mostrar lagos de hidrocarboneto líquido (tais como metano e etano ) em latitudes do norte de Titã. Esta é a primeira descoberta de lagos atualmente existentes em qualquer lugar além da Terra. Os lagos variam em tamanho de um a uma centena de quilómetros de diâmetro.

Titan "mar" (à esquerda) em comparação à escala deLake Superior(à direita)

Em 13 de março de 2007, o Jet Propulsion Laboratory anunciou que encontrou fortes indícios de mares de metano e etano no hemisfério norte de Titã. Pelo menos um deles é maior do que qualquer um dos Grandes Lagos da América do Norte.

Saturno furacão

Em novembro de 2006, os cientistas descobriram uma tempestade no pólo sul de Saturno com uma distinta da parede do olho . Esta é uma característica de um furacão na Terra e nunca tinha sido visto antes em outro planeta. Ao contrário de um furacão terrestre, a tempestade parece estar parada no pólo. A tempestade é de 8.000 km (5.000 mi) em frente, e 70 quilômetros (43 milhas) de altura, com ventos de 560 quilômetros por hora (350 mph).

Iapetus sobrevôo

Em 10 de setembro de 2007, Cassini completou sua demonstração aérea do estranho, de dois tons, lua em forma de noz, Iapetus. As imagens foram tiradas a partir de 1.000 milhas (1.600 km) acima da superfície. Como era enviar as imagens para a Terra, ele foi atingido por um raio cósmico que a obrigou a entrar temporariamente o modo de segurança. Todos os dados da passagem foi recuperado.

Extensão da missão

Tempestade no Norte em 2011

Em 15 de abril de 2008, Cassini recebeu financiamento para uma missão estendida de dois anos. Ela consistia de mais de 60 órbitas de Saturno , com 21 mais perto Titan flybys, sete de Encelado, seis de Mimas, oito de Tétis, e um sobrevôo alvejado cada um dos Dione, Rhea, e Helene. A missão prolongada começou em 1 de julho de 2008, e foi rebatizado de Missão Cassini Equinox como a missão coincidiu com Saturno equinócio.

A proposta foi submetida à NASA para uma segunda extensão da missão, nomeada provisoriamente a missão ou XXM prolongadas prorrogado. Este foi posteriormente aprovado e rebatizou a Missão Cassini solstício . Vai ver Cassini em órbita de Saturno 155 mais vezes, a realização de 54 voos rasantes adicionais de Titan e Enceladus mais de 11. O final da missão escolhido é uma série de Saturno passa perto, passando dentro dos anéis, em seguida, um mergulho na atmosfera de Saturno em torno do solstício de 2.017 norte de verão, para destruir a nave espacial.

Grande tempestade de 2010 e suas conseqüências

Em 25 de Outubro de 2012, Cassini testemunhou o rescaldo da enorme tempestade Grande Mancha Branca que se repete a cada cerca de 30 anos em Saturno. Os dados do instrumento composto da Cassini espectrômetro infravermelho (CIRS) indicou uma descarga poderosa da tempestade que causou um aumento de temperatura na estratosfera de Saturno 83 kelvin (150 graus Fahrenheit) acima do normal. Simultaneamente, um grande aumento em gás etileno foi detectada por pesquisadores da NASA no Centro de Investigação Goddard em Greenbelt, Maryland. O etileno é um gás incolor e inodoro que é altamente incomum em Saturno e é produzido naturalmente ou através de fontes criadas pelo homem na Terra. A tempestade que produziu esta alta foi observada pela primeira vez por Cassini em 05 de dezembro de 2010 no hemisfério norte de Saturno. A tempestade é o primeiro de seu tipo a ser observado por uma nave espacial em órbita ao redor de Saturno, bem como o primeiro a ser observada em comprimentos de onda infravermelho termal, permitindo aos cientistas observar a temperatura da atmosfera de Saturno e monitorar fenômenos que são invisíveis a olho nu . O pico de gás etileno, que foi produzido pela tempestade atingiu níveis que eram 100 vezes mais do que aqueles pensamento possíveis para Saturno. Os cientistas também determinaram que a tempestade testemunhou foi o maior, mais quente vortex estratosférico já detectado em nosso sistema solar, inicialmente sendo maior do que Grande Mancha Vermelha de Júpiter.

Trânsito de Vénus

Em 21 de dezembro de 2012, Cassini observou um trânsito de Vênus em frente ao Sol O instrumento VIMS analisados ​​luz solar que passa embora a atmosfera venusiana. VIMS observado anteriormente o trânsito de exoplaneta HD 189733 b.

Fim de planejamento de missão

Durante o planejamento para as suas missões prolongadas, vários planos futuros para a Cassini foram avaliadas principalmente com base no retorno ciência, custo e tempo. Algumas das opções examinadas incluem colisão com Saturno atmosfera, via satélite gelado, ou anéis; outra é a partida de Saturn órbita para Júpiter , Urano , Netuno , ou um centauro. Outras opções incluem a deixá-lo em certas órbitas estáveis ​​em torno de Saturno, ou de partida para uma órbita heliocêntrica. Cada plano requer uma certa quantidade de tempo e mudanças na velocidade. Outra possibilidade foi aerobraking em órbita em torno de Titan.

Esta tabela é baseada na página 19 deMissões Cassini prolongadas(NASA), a partir de 2008.

A escolha foi XXM (Missão Cassini solstício), a partir de 2010, vários anos de sobrevôos culminando em órbitas proximais e impacto Saturno em 2017. VejaCiência Planetária Decadal Inquérito para outros conceitos de missão Sistema Solar.

Trajetória

A trajetória gravitacional auxiliar inicial de Cassini-Huygens é o processo pelo qual uma massa insignificante se aproxima de uma massa significativa "por trás" e "rouba" um pouco de sua dinâmica orbital. A massa significativa, geralmente um planeta, perde uma proporção muito pequena de sua dinâmica orbital à massa insignificante, a sonda espacial neste caso. No entanto, devido à pequena massa da sonda espacial, esta transferência de momento dá-lhe um aumento relativamente grande velocidade na proporção de sua velocidade inicial, acelerando a sua viagem através do espaço.

ACassini-Huygenssonda espacial realizada duas gravitacionais ajudar fly-bys em Venus, mais uma fly-by na Terra, e um fly-by final em Júpiter.

A inicial gravitacional auxiliar trajetória daCassini-Huygens

Diagrama simplificado que mostra, em duas dimensões, o movimento orbital deCassini-Huygensem e depois da chegada em Saturno

A Cassini da embarcação velocidade relativa ao Sol Os vários estilingues gravitacionais formar picos visíveis na esquerda, enquanto que a variação periódica na direita é causada por a órbita da nave espacial em torno de Saturno. Os dados vieram do JPL efemérides Sistema Horizons em 2005. A velocidade acima é instantâneo de velocidade em quilômetros por segundo. A velocidade mínima atingida durante a sua órbita de Saturno é mais ou menos igual à própria velocidade orbital de Saturno, que é o ~ 5,0 km / s. velocidade que a Cassini ofício corresponde a entrar em órbita.

Glossário

Mapas de cor de cinco luas de Saturno