От конце​**а до финала: вспоминая «Кассини»

топ 100 блогов kiri2ll19.09.2017
Моя статья для журнала «Мир фантастики», написанная по случаю завершения миссии «Кассини»

15 сентября 2017 года аппарат «Кассини» сгорел в атмосфере Сатурна. Это событие объединило любителей космоса по всей Земле. «Кассини» был не просто каким-то спутником. Он служил одним из главных символов космических исследований, да и науки в целом. Таким же символом, как телескоп «Хаббл» или Большой адронный коллайдер.
От конце​**а до финала: вспоминая «Кассини»
«Кассини» был запущен в далёком 1997 году. Просто представьте — это год выхода «Титаника», Quake 2 и первого Fallout. За время работы «Кассини» выросло целое поколение. Многие современные любители астрономии заинтересовались космосом именно благодаря «Кассини». Поэтому сегодня мы вспоминаем историю миссии и отдаём ей заслуженную дань уважения.


От концепта до стартовой площадки


В 1980–1981 годах пара аппаратов «Вояджер» совершила исторический пролёт мимо Сатурна. Они сделали первые детальные снимки планеты, её колец и спутников, провели анализ атмосферы и магнитного поля. Результаты поразили астрономов. Выяснилось, что кольца Сатурна состоят из сотен тоненьких колечек, образующих сложную систему. Титан, крупнейший спутник Сатурна, оказался закрыт непрозрачным в видимом спектре слоем углеводородной дымки. Спутник Япет выглядел так, словно конструктор Солнечной системы забыл его докрасить: одно его полушарие блестело ярко, как свежий снег, другое было чёрным, как копоть.
От конце​**а до финала: вспоминая «Кассини»
«Вояджеры» физически не могли задержаться у планеты и подольше её поизучать. Чтобы разгадать загадки Сатурна и его лун, требовалась принципиально иная миссия. Аппарат, который мог бы выйти на орбиту вокруг планеты и исследовать её несколько лет.  В 1982 году учёные из NASA и ESA начали первые консультации о совместной долговременной миссии в систему Сатурна.
От конце​**а до финала: вспоминая «Кассини»
Она должна была состоять из орбитального аппарата и спускаемого зонда, который сел бы на Титан и посмотрел, что происходит на его поверхности. Миссию назвали в честь Джованни Кассини — знаменитого астронома XVII века, открывшего четыре спутника Сатурна и промежуток в его кольцах.
От конце​**а до финала: вспоминая «Кассини»
Переговоры шли непросто. В то время отношения между NASA и ESA были осложнены отменой ряда совместных проектов. Но в 1988 году партнёры всё-таки договорились о распределении обязанностей. NASA должно было построить орбитальный аппарат «Кассини», ESA — спускаемый зонд для Титана «Гюйгенс». Его назвали в честь Христиана Гюйгенса, открывшего кольца Сатурна и собственно Титан.
От конце​**а до финала: вспоминая «Кассини»
На этом проблемы «Кассини» не закончились. Суммарный бюджет проекта превысил три миллиарда долларов (80% средств выделило NASA), и американский конгресс не раз угрожал лишить проект финансирования. Даже в NASA не все поддерживали миссию. Тогдашний администратор агентства Дэниел Голдин, например, саркастично называл миссию к Сатурну не иначе как «Звездным крейсером Галактика».
От конце​**а до финала: вспоминая «Кассини»
Но «Кассини» выжил — не в последнюю очередь благодаря усилиям лоббистов ESA. Дело дошло даже до писем вице-президенту США Альберту Гору с просьбой не закрывать программу. В итоге, хоть и со скрипом, миссия получила необходимое финансирование.
От конце​**а до финала: вспоминая «Кассини»
Последней угрозой для «Кассини» стали «зелёные». Незадолго до старта экоактивисты начали демонстрации на мысе Канаверал и подали иск в суд, требуя запретить запуск. Причина? 32 килограмма плутония-238 на борту станции.
От конце​**а до финала: вспоминая «Кассини»
Дело в том, что окрестностей Сатурна достигает в 100 раз меньше солнечного света, чем Земли. Поэтому для получения энергии «Кассини» был оснащён радиоизотопным генератором.  Экоактивисты заявляли, что в случае аварии произойдёт радиоактивное заражение, и требовали «спасти Землю» от «Кассини». И сколько бы эксперты NASA ни объясняли, что даже при аварии плутоний останется в защищённом контейнере, это не могло переубедить «зелёных». К счастью, суд не принял во внимание экологические страшилки и не стал отменять запуск.
От конце​**а до финала: вспоминая «Кассини»

Семь лет в полёте

«Кассини» стартовал 15 октября 1997 года и направился к… Венере. Здесь нет никакой ошибки. Масса станции составляла почти шесть тонн, что делало её одним из крупнейших межпланетных аппаратов в истории: больше весили лишь советские «Фобосы». Мощности ракеты не хватало, чтобы отправить такую махину сразу к Сатурну. Поэтому инженеры воспользовались гравитацией. «Кассини» дважды пролетел Венеру, затем Землю и, наконец, Юпитер. Эти гравитационные манёвры позволили аппарату достичь необходимой скорости.

От конце​**а до финала: вспоминая «Кассини»
Пролетая мимо Юпитера, «Кассини» успел изучить этот газовый гигант. Он открыл несколько новых штормов в его атмосфере и сделал самые качественные на тот момент снимки планеты. Заодно инженеры проверили работоспособность инструментов станции.
От конце​**а до финала: вспоминая «Кассини»
В начале лета 2004 года «Кассини» достиг окрестностей Сатурна. 11 июня аппарат пролетел Фебу, один из самых удалённых спутников планеты, который вращается почти в 13 миллионах километров от газового гиганта (это в 36 раз больше расстояния между Землёй и Луной). У «Кассини» был лишь один шанс навестить эту необычную луну, и его траектория была специально рассчитана для близкого пролёта.
От конце​**а до финала: вспоминая «Кассини»
1 июля «Кассини» выполнил крайне сложный манёвр, от исхода которого зависела судьба всей миссии. Он прошёл успешно. «Кассини» на 96 минут включил главный двигатель и сбросил скорость, чтобы гравитация планеты смогла подхватить его. Так он стал первым в истории искусственным спутником Сатурна.
От конце​**а до финала: вспоминая «Кассини»

Тринадцать лет у Сатурна

«Я видел вещи, в которые вы, люди, не поверите…». Если бы «Кассини» мог говорить, он бы обязательно процитировал Роя Бэтти. Уже с самого начала работы аппарат стал совершать открытия, одно невероятнее другого. Для любителей статистики скажу, что за 13 лет пребывания у Сатурна станция сделала порядка 400 тысяч фотографий и переслала на Землю свыше 600 гигабайт информации. По их результатам уже написано около 4000 научных статей — и это число будет расти, потому что данные «Кассини» будут анализировать ещё долгие годы. Чтобы описать все достижения миссии, потребуется целое собрание сочинений. Так что я лишь вкратце упомяну основные вехи.
От конце​**а до финала: вспоминая «Кассини»
Одной из приоритетных целей миссии был Титан. В январе 2005 года отделившийся от «Кассини» зонд «Гюйгенс» совершил историческую посадку на его поверхность. Снимки «Гюйгенса» продемонстрировали сложный рельеф с участками, напоминающими русла рек и береговую линию. На фотографиях с поверхности видны округлые камни со следами воздействия жидкости.
В дальнейшем «Кассини» выполнил свыше сотни пролётов Титана. Аппарат сканировал радаром поверхность спутника, а съёмка в инфракрасном диапазоне позволила заглянуть под его дымку. Оказалось, что на Титане есть озера, реки, моря и даже идут дожди. Но не из воды, а из жидких углеводородов — смеси этана и метана. Температура на Титане такова, что эти вещества могут существовать сразу в трёх состояниях (жидкость, вода, твёрдое вещество) и выполняют ту же роль, которую на нашей планете играет вода. Это единственное тело Солнечной системы помимо Земли, где есть полноценный круговорот жидкости и на поверхности которого существуют постоянные водоёмы. Точнее, углеводородоемы.
От конце​**а до финала: вспоминая «Кассини»
Радарное изображение одного из углеводородных морей Титан

В целом условия на Титане во многом напоминают раннюю Землю докислородной эры. Спутник оказался своеобразной машиной времени: он позволил изучить процессы, которые могли привести к появлению жизни на нашей планете. Некоторые учёные даже высказывают осторожные предположения, что, несмотря на низкие температуры, на Титане уже сейчас могут существовать простейшие формы жизни.
От конце​**а до финала: вспоминая «Кассини»
Изображение Титана в ИК-спектре. Можно увидеть солнечный блик, отраженный одним из углеводородоемов спутника

Но в системе Сатурна нашлась ещё более привлекательная для астробиологов цель — Энцелад. До миссии «Кассини» он считался просто одной из многочисленных ледяных лун Сатурна, не представляющих особого интереса. Но уже после первого визита «Кассини» к Энцеладу эти представления пришлось коренным образом пересмотреть.
От конце​**а до финала: вспоминая «Кассини»
Оказалось, что, несмотря на относительно небольшие размеры (диаметр спутника — 520 километров, почти в шесть раз меньше, чем у Луны), Энцелад — одно из самых геологически активных тел Солнечной системы. Его южный полюс густо усеян гейзерами, которые постоянно выбрасывают в космос воду. Эта вода формирует вокруг Сатурна отдельное кольцо. Обнаружение гейзеров Энцелада стало научной сенсацией. Программу «Кассини» срочно изменили, и в последующие годы аппарат не раз наведывался в гости к спутнику. Несколько раз «Кассини» пролетал прямо через его выбросы, анализируя их химический состав.
От конце​**а до финала: вспоминая «Кассини»
Собранные «Кассини» данные показали, что под ледяной поверхностью Энцелада находится глобальный океан жидкой воды. Его глубина оценивается в 10 километров, толщина льда над ним составляет от 2 до 30 километров. Химический анализ выброшенный воды выявил в ней соли, органические соединения и вещества, указывающие, что в океане Энцелада идут активные гидротермальные процессы. Сейчас этот спутник считается наиболее пригодным местом для жизни в Солнечной системе за пределами Земли.
От конце​**а до финала: вспоминая «Кассини»
«Кассини» сумел раскрыть и загадку «недокрашенного» Япета. Оказалось, что различия в окраске спутника обусловлены пылью: удары метеоритов выбивают её с удалённых лун Сатурна, и она оседает на ведущем полушарии Япета (это то полушарие, которым он движется «вперёд» по орбите). Покрытые пылью участки нагреваются сильнее, чем соседние регионы. Как следствие, лёд с них испаряется и конденсируется там, где температура поверхности ниже: на ведомой стороне и в околополярных областях. Формируется положительная обратная связь: тёмные участки становятся ещё более тёмными, и наоборот.
От конце​**а до финала: вспоминая «Кассини»
Также «Кассини» открыл другую уникальную особенность Япета — кольцевой горный хребет «стена Япета», который тянется вдоль его экватора. Необычное образование имеет высоту до 13 километров, ширину до 20 километров и общую протяжённость около 1300 километров. По одной из теорий, некогда у Япета было кольцо, и его частицы, упав на поверхность, сформировали «стену».
От конце​**а до финала: вспоминая «Кассини»
Но, конечно, «Кассини» изучал не только спутники Сатурна, но и саму планету. За годы миссии аппарат запечатлел несколько смен времён года. Особенно ярко они проявились в гексагоне — так называют расположенный на северном полюсе планеты удивительный вихрь шестиугольной формы. Ширина этого образования — 25 тысяч километров, примерно два диаметра Земли. «Кассини» зафиксировал, как с приходом лета в северное полушарие Сатурна гексагон сменил окраску с тёмно-синей на золотистую. Увеличение интенсивности ультрафиолетового излучения запустило фотохимические реакции, и на северном полюсе начали синтезироваться соединения (толины), которые и изменили цвет шторма.
От конце​**а до финала: вспоминая «Кассини»
«Кассини» много раз фотографировал систему колец Сатурна. Снимки продемонстрировали их необыкновенную сложность и изменчивость. Многочисленные спутники Сатурна воздействуют своей гравитацией на кольца планеты, из-за чего в них формируются завихрения, волны, изломы, петли и другие структуры.
От конце​**а до финала: вспоминая «Кассини»
Орбиты некоторых малых лун проходят прямо внутри колец. Их гравитация разгоняет частички колец, из-за чего в тех формируются разрывы. Другие спутники играют роль «пастухов». Например, орбиты Прометея и Пандоры проходят внутри и снаружи кольца F. Гравитация пары спутников удерживает частицы колец на одной орбите, не давая им разлетаться в разные стороны.
От конце​**а до финала: вспоминая «Кассини»
Нельзя забывать и про такую цель «Кассини», как популяризация космических исследований. Это оказалось несложно. Сатурн — пожалуй, самая красивая планета Солнечной системы, и его снимки наверняка вдохновили многих людей связать свою жизнь с космосом.
От конце​**а до финала: вспоминая «Кассини»
Одно из самых знаменитых изображений «Кассини» было сделано 19 июля 2013 года. В тот день аппарат выполнял панорамную съёмку планеты и её окрестностей. В момент съёмки Солнце находилось ровно за Сатурном, эффектно подсвечивая его кольца.
От конце​**а до финала: вспоминая «Кассини»

На одном из снимков оказалась запечатлена и наша планета. С расстояния 1,5 миллиарда километров она выглядит как бледная голубая точка.
От конце​**а до финала: вспоминая «Кассини»


Последнее приключение «Кассини»

«Кассини» часто называют идеальной космической миссией. Аппарат проработал намного дольше номинального четырёхлетнего срока и выполнил все задачи без серьёзных происшествий. Но, увы, у любой техники есть фактор, ограничивающий время её работы. В случае с «Кассини» им стали запасы топлива, необходимого для коррекций курса. Без него управление аппаратом стало бы невозможно. В будущем неуправляемая станция могла врезаться в одну из лун Сатурна и занести туда земные микробы.

Чтобы исключить такой, пускай и маловероятный, сценарий, в NASA решили сжечь «Кассини» в атмосфере планеты.  Но перед этим аппарату предстояло пережить финальное приключение — 20 витков у внешнего края колец Сатурна, а затем ещё 22 витка между атмосферой планеты и внутренним краем её колец. Ещё ни один аппарат никогда не нырял в этот промежуток. Манёвр считался весьма опасным, но поскольку миссия и так была близка к завершению, в NASA решили пойти на риск.
От конце​**а до финала: вспоминая «Кассини»
Как и прежде, «Кассини» с блеском выполнил все поставленные задачи. Он собрал данные, которые должны разрешить главную загадку Сатурна — возраст и происхождение его колец. По одной из версий, они сформировались вместе с планетой. По другой, кольца намного моложе и появились в результате недавнего (по космическим меркам) разрушения одного из спутников Сатурна. Данные «Кассини» будут анализировать ещё не один месяц, но предварительные результаты пока что говорят в пользу второй версии.
От конце​**а до финала: вспоминая «Кассини»
На врезке показаны реальные изображения колец сделанные «Кассини» во время одного из нырков

Но «Кассини» предстояло выполнить ещё одну, последнюю задачу. Во время входа в атмосферу аппарат использовал двигатели малой тяги, чтобы как можно дольше удерживать свою антенну направленной на Землю. Уже распадаясь на части, «Кассини» всё равно продолжал передавать данные о составе газовой оболочки и магнитном поле Сатурна. Даже здесь аппарат сумел перевыполнить план, продержавшись в таких экстремальных условиях на 30 секунд дольше, чем предсказывали симуляции. В 11 часов 55 минут 46 секунд по всемирному времени комплекс дальней космической связи NASA в Канберре принял последний сигнал от «Кассини». Сам аппарат к тому времени уже распался на обломки и превратился в пылающий метеор.
От конце​**а до финала: вспоминая «Кассини»
Финал миссии вызвал противоречивые эмоции: гордость, восхищение, грусть и пустоту. «Кассини» проработал так долго, что уже сложно вспомнить времена, когда его не было. Можно представить, что испытывали участники миссии, работавшие над проектом ещё с 1980-х, глядя на то, как пропадает сигнал аппарата.
От конце​**а до финала: вспоминая «Кассини»
Становится ещё грустнее, когда понимаешь, что следующую подобную экспедицию к дальним планетам Солнечной системы придётся ждать не меньше десятилетия. К сожалению, космические исследования — неспешное дело, и пока что на горизонте нет миссии, сопоставимой с «Кассини» по амбициозности.
От конце​**а до финала: вспоминая «Кассини»
Можно лишь утешаться тем, что на основе собранных станцией данных будет сделано немало новых открытий. Так что наследие «Кассини» будет жить ещё очень долго. А сделанные им фотографии Сатурна и его спутников навсегда останутся с нами. Благодаря «Кассини» мы смогли увидеть во всей красе и поверить в эти космические тела, которые раньше были для нас лишь точками на небе.
От конце​**а до финала: вспоминая «Кассини»

Материал на сайте «Мира фантастики»


Оставить комментарий

Архив записей в блогах:
Выгружаю свои фотографии с фотосайта (sight.photo), чтобы на всякий случай сохранить на диске. Получилась вот такая подборка из пражских фото. 01. Карлов мост 02. Посиделки 03. Читатели 04. 1-2-3 05. про очки 06 07. ОТК 08 09 10 11 12 13 14 15 ...
ИМХО, эталон. 1. Имя - alex123123. Во-первых, alex. Во-вторых - в нике больше 5 цифр. Где там пост со статистикой про цифры в нике? 2. Действия на поле боя. В Химельсдорфе где место Мауса? В банане. Этот кросавчег стал напротив респа между домами в начале ...
Всем вокруг сны снятся, а я что, рыжая что-ли, тоже хочу! А то что это все без снов,  да без снов… И вот наконец-то свершилось! Встречаю я своих одногрупников (во сне), все такие молодые…, да и я тоже! И один мне говорит: - *Привет, Танюха! Выручай, Зёма!* Зёма – это ...
На общем собрании колхозников слово взял председатель колхоза. – Ну что же, мои друзья, – откашлявшись и высморкавшись сказал он. – У нас на повестке дня один вопрос – недостойное ...
В экстренной ситуации и детям, и взрослым полезно читать этот рассказ Б. С. Житкова -- "Много случаев знал капитан. Страх -- это огонь в соломе. Он охватит всех. Все в один миг потеряют ум. Тогда люди ревут по-звериному. Толпой мечутся по палубе. Бросаются сотнями к шлюпкам. Топорами ...