Die Cassini-Huygens-Mission ist ein Meilenstein in der Geschichte der Weltraumforschung, bei der die Cassini-Orbitalstation der erste künstliche Satellit des Saturn wurde und der Huygens-Lander die erste sanfte Landung im äußeren Sonnensystem auf der Oberfläche von Titan durchführte.

Um die Geheimnisse des "beringten" Planeten zu erfahren

Über diese sensationelle Weltraummission schrieb L. Xanfomality, Doktor der physikalischen und mathematischen Wissenschaften, Folgendes: „Die Errungenschaften der modernen Technologie sind erstaunlich. Das 1997 gestartete Raumschiff Cassini-Huygens hat erfolgreich 4 Milliarden Kilometer zurückgelegt und ist am Ziel seiner Reise angekommen. Unterwegs machte er Farbfotos von der Oberfläche des Saturn, seinem entferntesten Satelliten, Phoebe, und den Ringen des Riesenplaneten. Und als der von Cassini getrennte Forschungsapparat von Huygens auf der Oberfläche von Titan, dem größten Mond des Sonnensystems, landete, hörten die Menschen auf der Erde den Wind in der Atmosphäre eines fernen Planeten, sahen Berge, Ebenen und Flüsse auf seiner Oberfläche. .. "

Die ersten Studien des fernen mysteriösen Saturn wurden von der amerikanischen interplanetaren Station Pioneer 11 begonnen und von den berühmten Voyagers fortgesetzt. Als Ergebnis haben Wissenschaftler viele wertvolle Informationen über Saturn, seine Ringe und Satelliten erhalten, aber sie konnten die Oberfläche dieses mysteriösen Planeten nicht sehen. Es gab einen Vorschlag, ein neues Projekt zu starten, um die Wissenslücken über Saturn und seine Familie zu schließen.

Die Cassini-Huygens-Mission war der Inbegriff dieses Projekts, an dem die NASA, die ESA (European Space Agency) und die Italian Space Agency (ASI) beteiligt waren. Die Hauptfinanzkosten (2,6 Milliarden US-Dollar) wurden von den Amerikanern übernommen, die ESA stellte 500 Millionen bereit und die italienische Weltraumorganisation - 160. NASA-Wissenschaftler schufen die Cassini-Station, die Europäische Weltraumorganisation - die Huygens-Sonde, und italienische Ingenieure entwarfen eine lange -Bereichsantennenkommunikation und Radarhöhenmesser (RADAR). Es ist erwähnenswert, dass im Allgemeinen Wissenschaftler und Ingenieure aus 17 Staaten an der Gründung von Cassini und Huygens beteiligt waren.

Die Cassini-Station wurde nach dem französischen Wissenschaftler Giovanni Cassini aus dem 17. Jahrhundert benannt, der 1675 feststellte, dass der Saturnring aus vielen konzentrischen Ringen besteht. Die Huygens-Sonde wurde nach dem niederländischen Wissenschaftler Christian Huygens aus dem 17. Jahrhundert benannt, der 1655 als erster Titan sah und 1656 den Saturnring entdeckte.

Neue Satelliten, große Stürme und andere Entdeckungen

Am 15. Oktober 1997 wurde Cassini mit Huygens an der Station gestartet. Das Gerät wurde mit einer speziellen Trägerrakete "Titan-4 B" und einem zusätzlichen Block zum Übertakten von "Centaur" ins All gebracht. Zunächst zielte Cassini auf die Venus und nutzte zwei Jahre lang die Gravitationsfelder von drei Planeten, um das Gerät zu beschleunigen. Vor der Ankunft bei Saturn befanden sich alle seine Systeme im sogenannten Schlafmodus, erst im Winter 2000 wurde Cassini aktiver und begann, Wissenschaftler mit einzigartigen Daten aus den Tiefen des Sonnensystems zu erfreuen.

Am 30. Dezember 2000 machte das Gerät ein Manöver im Gravitationsfeld von Jupiter, dann näherte es sich dem Riesenplaneten in minimaler Entfernung. Cassini machte viele Farbfotos von Jupiter und führte eine Reihe wissenschaftlicher Messungen durch. Vor der größten Annäherung an Saturn am 11. Juni 2004 passierte Cassini seinen Satelliten Phoebe, und einzigartige Bilder des kosmischen Körpers wurden zur Erde übertragen. Es stellte sich heraus, dass dieser etwa 200 km große Satellit eine unregelmäßige Form hat und einem Asteroiden sehr ähnlich ist. Es konnte festgestellt werden, dass der Trabant hauptsächlich aus Eis besteht und in seiner Struktur Kometen näher steht als Asteroiden. Die Wissenschaftler begrüßten diese ersten Ergebnisse der Mission begeistert, aber noch weitere sensationelle Daten erwarteten sie vor ihnen.

Die wichtigste Phase der Mission war der Eintritt des Geräts in die Umlaufbahn des Saturn, der am 1. Juli 2004 mit einem speziellen Verzögerungsmanöver durchgeführt wurde. "Cassini" schaffte es sogar, zwischen den beiden Ringen (F und G) hindurchzufahren, ohne jedoch mehrere Kollisionen zu vermeiden. Glücklicherweise verlor das Gerät seine Arbeitsfähigkeit nicht, näherte sich Saturn erfolgreich so nah wie möglich und wurde sein Satellit. In den nächsten vier Jahren machte er 74 Umdrehungen und erkundete die Oberfläche des Saturn und seiner Satelliten.

Im Jahr 2004 entdeckten Wissenschaftler beim Studium von Bildern von Cassini drei neue Saturnmonde. Natürlich waren sie klein, Anfang 2005 erhielten sie die Namen Meton, Pallene und Polydeuces. Am 1. Mai 2005 wurde im Keeler Gap ein Satellit namens Daphnis entdeckt. Wie Pans Satellit lag seine Umlaufbahn innerhalb der Ringe. Cassini entdeckte auch die Monde Anfa, Egeon und S/2009 S 1.

Während der Mission wurde eine detaillierte Untersuchung der Oberfläche des Saturn und seiner vielen Satelliten durchgeführt: Mimas, Rhea, Phoebe, Titan, Tethys, Dione und Hyperion sowie Epimetheus. Mit Hilfe von Cassini konnten Wissenschaftler das System der Saturnringe im Detail untersuchen und viel über die Natur seiner Trabanten lernen. Die am 5. September 2005 aufgenommenen Bilder zeigen "Speichen" in Ringen, die erstmals 1977 von Astronomen entdeckt wurden. Später, in den 1980er Jahren, wurde ihre Anwesenheit von den Voyagern bestätigt. Bisher rätseln Wissenschaftler über den Entstehungsmechanismus dieser „Speichen“.

Mit Hilfe von Cassini war es möglich, eine heiße Wolke auf Enceladus und das Vorhandensein von Wassereis auf diesem Satelliten zu entdecken. Die Entdeckung von Anzeichen für die Existenz eines Wasserozeans in den Eingeweiden von Enceladus ermöglichte die Suche nach Leben auf den kleinen Monden der Riesenplaneten. Cassini trug auch dazu bei, das Geheimnis der Doppelgesichtigkeit von Iapetus zu lüften, das die Wissenschaftler lange Zeit beunruhigte. Es stellte sich heraus, dass es um den dunklen Staub ging, der die Vorderseite des Mondes auf der Umlaufbahn von Iapetus bedeckte. Der dunkle Bereich nahm Energie auf und erwärmte sich, während der unverschmutzte Bereich kühl blieb. Durch die lange Rotationszeit von Iapetus entstand ein entsprechender visueller Effekt der Doppelgesichtigkeit des Satelliten.

Am 15. April 2008 gab die NASA eine Verlängerung der Mission bis Juli 2010 bekannt. Der neue Teil der Mission beinhaltete 60 zusätzliche Vorbeiflüge um den Saturn, 26 enge Begegnungen mit Titan, 7 mit Enzlad und jeweils eine mit Dione, Rhea und Helena. Cassini sollte den Saturn, seine Ringe und Magnetosphäre weiter untersuchen. Am 3. Februar 2010 wurde eine weitere Missionsverlängerung bis September 2017 angekündigt. Die zweite neue Phase der Mission umfasst 155 zusätzliche Umlaufbahnen um Saturn, 54 Begegnungen mit Titan und 11 Begegnungen mit Enceladus, was für Wissenschaftler von großem Interesse ist.

Und es regnet wieder auf Titan...

Nun, jetzt ist es an der Zeit, sich an die Huygens zu erinnern, denn es war nicht umsonst, dass Cassini diese Sonde so lange auf sich „gezogen“ hat. Mitte Dezember 2004 löste sich Huygens erfolgreich vom Orbiter und begann seine unabhängige Reise. Am 14. Januar 2005 begann er seinen Abstieg zur Oberfläche von Titan. Natürlich war es schwer abzuschätzen, wie seine Landung verlaufen würde, daher sagte das Projektmanagement von Huygens, dass die Hauptaufgabe des Geräts darin bestehe, die Atmosphäre des Satelliten zu untersuchen, aber was seine „Titanisierung“ anbelangt, ist alles eine Frage des Glücks.

Alles lief jedoch sehr gut, drei geöffnete Fallschirme verlangsamten die Geschwindigkeit des Abstiegs des Geräts, der 2 Stunden 28 Minuten dauerte, auf 4,5 m / s im Moment der Berührung der Oberfläche von Titan. Während des Abstiegs wurden atmosphärische Parameter gemessen und die Oberfläche des Saturnmondes vermessen. In einer Höhe von 25 km war die Oberfläche fast unsichtbar, verdeckt von Methannebel. In einer Höhe von 19 km verschwand der Nebel, aber ziemlich dichte Wolken erschienen. Aber unterhalb von 18 km wurde die Sicht recht anständig.

Es sei daran erinnert, dass Huygens die erste terrestrische Sonde war, die auf einem Satelliten eines der Planeten landete, den Mond nicht mitgerechnet, sowie der erste Apparat, der auf der Oberfläche eines Himmelskörpers an der Peripherie des Sonnensystems landete. 3 Stunden 44 Minuten "Huygens" übermittelte Informationen zur Erde. Die Sonde machte fast 350 Bilder von Titan und seiner Atmosphäre, zeichnete die Geräusche des tobenden Windes am Landeplatz auf und bohrte sogar den Boden mit einer kleinen Sonde. Wie erwartet betrug die Temperatur auf der Oberfläche von Titan minus 179 Grad Celsius, weshalb die Sonde natürlich lange nicht arbeiten konnte, aber ihre Aufgabe mit Bravour erfüllte. Das von Huygens übermittelte Bild der Titanoberfläche ähnelt in gewisser Weise der Steinwüste des Mars.

Auf Titan gab es Seen mit einer Größe von einem bis mehreren zehn Kilometern Durchmesser, die mit flüssigen Kohlenwasserstoffen gefüllt waren. Am 13. März 2007 machte die Missionsleitung eine sensationelle Ankündigung über die Entdeckung echter Meere auf der Nordhalbkugel von Titan, von denen eines sogar unser Kaspisches Meer an Größe übertrifft. Viele Wissenschaftler sagen, dass die Landschaft von Titan der Erde ähnelt - Berge, Seen, Meere ... Die von Cassini und Huygens erhaltenen Daten deuten darauf hin, dass sich im Inneren von Titan ein Stein- oder Eisenkern befindet und sein Mantel aus einer mehrere hundert Eisschichten besteht Kilometer.

Radardaten erlauben uns natürlich nicht zu bestimmen, welche Kohlenwasserstoffe die Seen und Meere auf Titan füllen, Wissenschaftler vermuten, dass es sich um Methan und Ethan handeln könnte, sie lassen auch etwas flüssigen Stickstoff zu. Eine Reihe von Fotografien zeigen verzweigte Kanäle, die in lokale Seen und Meere münden; es ist möglich, dass Flüsse oder temporäre Bäche entlang ihnen fließen.

Interessanterweise hat außer Titan und dem Sonnensystem kein einziger Satellit eine Atmosphäre. Warum hat Titan es?

Titan sollte vielversprechend für die Entdeckung des Lebens sein; Laut Wissenschaftlern könnte seine dichte Atmosphäre einen Treibhauseffekt und eine für lebende Organismen durchaus akzeptable Temperatur an der Oberfläche erzeugen. Hinzu kommt das Vorhandensein von Methan und anderen organischen Bestandteilen, und das gestiegene Interesse an diesem Satelliten von denen, die sich mit der Suche nach Leben im Universum beschäftigen, wird deutlich.

Wie auf der Erde besteht der Hauptbestandteil der Titanatmosphäre aus molekularem Stickstoff (ca. 85 %), die restlichen 15 % sind Argon, Methan und kleinere Bestandteile. Für Wissenschaftler bleibt der im Vergleich zur Erde dreifache Überschuss des Gehalts des Isotops Stickstoff-15 in der Atmosphäre von Titan im Verhältnis zu Stickstoff-14 ein Rätsel.

Zweifellos war die Cassini-Huygens-Mission ein voller Erfolg. Wissenschaftler haben die Annahme bestätigt, dass Titan der Erde ähnlich ist, wie vor der Geburt des Lebens auf ihm vor 4 Milliarden Jahren. So können Wissenschaftler durch die Untersuchung von Titan in die ferne Vergangenheit unseres Planeten blicken, man könnte sagen, eine Art Reise in einer Zeitmaschine unternehmen.

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In wenigen Stunden wird die Raumsonde Cassini, die seit 2004 den Saturn umkreist, unseren Planeten fotografieren. Natürlich ist die Erde nicht das einzige und nicht einmal das Hauptziel der heutigen Studie, aber ich denke, es wäre für viele interessant, den kleinen blauen Punkt aus einer Entfernung von 1,44 Milliarden Kilometern zu betrachten. Interessanterweise wird die Erde fast gleichzeitig mit Cassini am 19. und 20. Juli von der Raumsonde MESSENGER fotografiert, die den Merkur umkreist.

Einige möchten vielleicht sogar heute Abend/Nacht (Drehbeginn um 21:27 Uhr GMT) nach draußen gehen und Cassini zuwinken. Inzwischen können wir uns an die besten Fotos dieser Mission erinnern, die seit über 15 Jahren andauert.

Vor Saturn besuchte Cassini Jupiter und machte eine Reihe von Bildern des größten Planeten im Sonnensystem. Auf dem gezeigten Foto einer der berühmtesten Satelliten des Gasriesen Io, der für seine vulkanische Aktivität berühmt ist.

Zwei Titanen. Der größte Satellit des Saturn vor dem Hintergrund des Planeten.

Die Tigerstreifen von Enceladus, einem der geologisch aktivsten und ungewöhnlichsten Körper im Sonnensystem.

Ein riesiger Schatten des Planeten fällt auf die Ringe des Saturn.

Ein Sonnenblitz, der von einem Methansee auf Titan reflektiert wird.

Saturnmond Prometheus fotografiert aus einer Entfernung von etwa 34.000 Kilometern. Prometheus wird auch der "Hirte" des F-Rings genannt. Das Gravitationsfeld von Prometheus erzeugt Knicke und Schleifen in den Ringen, und der Satellit "stiehlt" ihnen sozusagen Material.

Prometheus erzeugt eine Störung im F-Ring.

Äquinoktium auf Saturn.

Eisausbruch auf Endelalad. Es wird angenommen, dass das vom Satelliten ausgestoßene Material die Quelle ist, die den äußeren Ring des Saturn speist, der als "F-Ring" bekannt ist.

Saturnmond Mimas. Der riesige Herschel-Krater, der von einer uralten katastrophalen Kollision übrig geblieben ist, die den Satelliten fast in zwei Hälften geteilt hätte, macht ihn dem Todesstern etwas ähnlich.

Saturnmond Hyperion. Das ungewöhnliche Aussehen ist auf die Folgen mehrerer katastrophaler Kollisionen in einem frühen Stadium der Entstehung des Sonnensystems zurückzuführen. Die Dichte von Hyperion ist so gering, dass es wahrscheinlich zu 60 % aus gewöhnlichem Wassereis mit einer geringen Beimischung von Steinen und Metallen besteht und Hohlräume den Großteil seines Innenvolumens ausmachen.

Schatten von den Ringen des Saturn auf der Oberfläche des Planeten.

Sturm auf Saturn.

Mimas vor dem Hintergrund der Ringe des Saturn.

Der Schatten von Titan auf der Oberfläche des Saturn.

Vier Satelliten des Saturn und seine Ringe in einem Bild.

Titan. Vor der Cassini-Huygens-Mission wussten wir nicht viel darüber, was auf seiner wolkigen Oberfläche geschah.

Saturn und seine Ringe.

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Bei der Entwicklung des Geräts viele Wissenschaftler von NASA und ESA nahmen daran teil. Es wurde geschaffen, um Saturn und seine Satelliten genauer zu untersuchen.

Cassini ist das komplexeste, größte und teuerste amerikanische automatische interplanetare Raumschiff (das Projektbudget beträgt über 3 Milliarden US-Dollar). Sein Gewicht betrug 6 Tonnen und seine Höhe mehr als 10 Meter. An Bord wurden 12 wissenschaftliche Instrumente und eine einziehbare Stange für ein Magnetometer installiert. Die Kommunikation mit der Erde erfolgt über eine italienische 4-Meter-Antenne. Das Gerät hat keine Sonnenkollektoren, weil. in so großer Entfernung von der Sonne sind sie wirkungslos. Cassini wird von 3 thermoelektrischen Radioisotop-Generatoren angetrieben, die insgesamt fast 33 Kilogramm radioaktives Plutonium enthalten. Mehr als die Hälfte des Startgewichts von Cassini war mit Treibstoff belegt. An Cassini ist die Huygens-Sonde angeschlossen, die für die Landung auf Titan ausgelegt ist. Es wurde auch entwickelt, um die Oberfläche von Titan zu fotografieren.

Flug von Cassini

Cassini startete am 15. Oktober 1997. Eine amerikanische Titan 4B-Rakete wurde verwendet, um es ins All zu bringen. Aber eine interessante Tatsache ist, dass der Apparat, als er ins All geschossen wurde, überhaupt nicht auf Saturn, sondern auf die Venus gerichtet war. Die Sache ist, dass entschieden wurde, Gravitationsmanöver zu verwenden, d.h. Nutzen Sie das Gravitationsfeld der Planeten. So drehte sich Cassini 1998 und 1999 um die Venus, flog im August 1999 mit einer Geschwindigkeit von 69.000 km / h in der Nähe der Erde vorbei, flog im Winter 2000 am Jupiter vorbei und übertrug seine Fotos auf die Erde. Im Januar 2004 begannen Spezialisten mit der Aktivierung der Cassini-Ausrüstung. Selbst bei Annäherung an Saturn flog das Gerät 2068 km von einem seiner Satelliten, Phoebe, entfernt.

Bilder dieses seltsamen Satelliten, die zur Erde übertragen wurden, erwiesen sich als sensationell. Vor den Augen der Wissenschaftler erschien ein Asteroid von unregelmäßiger Form, der mit Kratern übersät war. Bei der Untersuchung der Krater wurden auf einigen von ihnen Schichten einer Art weißer Substanz gefunden. Sie nahmen an, dass es Eis war.

Um endlich im Orbit um den Saturn zu sein, führte Cassini ein Verzögerungsmanöver durch. Dieses Manöver war eine sehr wichtige und bedeutende Berechnung, die zuvor in den Computer des Geräts eingegeben wurde. Der Tag des 1. Juli 2004 ist gekommen. Um 2:11 GMT passierte Cassini den aufsteigenden Knoten der Flugbahn und überwand die Ebene der Saturnringe. Nach 24 Minuten schaltete sich einer der beiden Bremsmotoren ein. Er arbeitete 97 Minuten lang, während dieser Zeit passierte Cassini den tiefsten Punkt über den Wolken des Saturn (20.000 km bis zu den Wolken). Neben Phoebe waren 8 weitere Satelliten für die Forschung geplant: Mimas, Dione, Hyperion, Tethys, Rhea, Enceladus und Titan, der zum Hauptforschungsobjekt unter den Saturn-Satelliten wurde.

Natürlich wird in den 4 Jahren der Mission auch Saturn selbst untersucht, denn er birgt noch viele Geheimnisse. Die Ringe des Saturn werden ebenfalls sorgfältig untersucht. Wissenschaftler wollen ihre Zusammensetzung, Gravitation und elektromagnetische Wirkung kennen. Große Aufmerksamkeit wird der Atmosphäre des Planeten geschenkt. Dieser Planet hat die niedrigste Dichte unter den Planeten des Sonnensystems. Generell ist das Studienprojekt auf 4 Jahre ausgelegt, aber Cassinis Energie reicht noch für weitere 200 Jahre, sodass es möglich ist, dass er mehr als einmal zu Titan und anderen Satelliten zurückkehren kann. Die Wissenschaftler hatten eine Idee, das Gerät dann in Richtung Kuipergürtel zu schicken, aber höchstwahrscheinlich werden sie dies nicht tun, weil. und Saturn und seine Satelliten bergen noch viele Geheimnisse.

Am 15. September 2017, gegen 14:55 Uhr Moskauer Zeit, beendete Cassini seine Langzeitmission, die Raumsonde, die das bisher detaillierteste Bild des Saturn erstellt hat. Jetzt wissen wir dank Cassini von neuen Mondwelten, in denen Leben entstanden sein könnte, von der Struktur riesiger und erstaunlicher Ringe sowie von den kolossalen Stürmen, die auf dem Gasriesen existieren. Das Gerät hat eine riesige Menge an Daten über den einzigen Satelliten im Sonnensystem mit eigener Atmosphäre - Titan - gesammelt. In Erinnerung an eine der komplexesten, teuersten und erfolgreichsten interplanetaren Missionen schlagen wir vor, ihre wichtigsten Ergebnisse in Erinnerung zu rufen.

Vor zwanzig Jahren

Die Entwicklung der Cassini-Huygens-Mission begann 1982 durch eine gemeinsame Arbeitsgruppe der US National Academy of Sciences und der European Science Foundation. 19 Länder und drei Weltraumagenturen (NASA, ESA und die italienische Weltraumagentur) waren an der Entwicklung des Geräts beteiligt. Zu diesem Zeitpunkt hatten bereits drei Fahrzeuge den Ringplaneten besucht - Pioneer 11 (1979), Voyager 1 (1980) und Voyager 2 (1981). Eine der wichtigsten Entdeckungen früherer Missionen war, dass der größte Saturnmond Titan eine extrem dichte Atmosphäre hat, die es unmöglich macht, seine Oberfläche direkt zu erkunden. Außerdem wurde deutlich, dass die Pole des Magnetfelds des Planeten überraschend genau mit den geografischen übereinstimmen – dieser ungewöhnliche Fund erschwerte eine scheinbar einfache Aufgabe erheblich: die Tageslänge auf dem Saturn herauszufinden.

Die neue gemeinsame Mission sollte mehr über die Besonderheiten des Saturnsystems verraten. Ursprünglich sollte es etwa drei Jahre dauern, und das Hauptaugenmerk der Wissenschaftler galt der Atmosphäre von Titan und Saturn, der Magnetosphäre des Gasriesen, der Geologie seiner Satelliten und der Analyse der Zusammensetzung des Ringsystems.

Am 15. Oktober 1997 startete die Raumsonde von Cape Canaveral. Die Reise zum Saturn dauerte mehr als sechs Jahre - Cassini machte Gravitationsmanöver in der Nähe von Venus (zweimal), Erde und Jupiter und erreichte erst im Sommer 2004 das Ziel. Spätere Entdeckungen waren Anlass, die Mission dreimal zu verlängern: zunächst um zwei Jahre im Zusammenhang mit der Tagundnachtgleiche auf dem Saturn, dann um weitere sechs Jahre während des Wechsels der Jahreszeiten und schließlich zum „Grand Finale“ (Grand Finale) - die letzte viermonatige Phase .

Landung auf Titan

Eines der beeindruckendsten Ergebnisse der Mission war die Landung des Landers Huygens auf Titan am 14. Januar 2005. Dies ist ein einzigartiger Satellit mit einer dichten Atmosphäre (eineinhalb Mal dichter als die Erde), das einzige derartige Objekt im gesamten Sonnensystem. Bei der Entwicklung der Sonde berücksichtigten die Forscher eine Reihe von Theorien, dass Titan von einem Methanozean bedeckt sein könnte, Huygens war sowohl für eine Wasserung als auch für eine Landung auf festem Boden bereit. Wie sich später herausstellte, gibt es auf Titan tatsächlich Flüssigkeitsreservoirs - Ammoniak-Methan-Meere, aber sie nehmen einen relativ kleinen Teil des Satelliten ein.

Huygens untersuchte nicht nur die Zusammensetzung der Atmosphäre (in Oberflächennähe erreicht der Methananteil fünf Prozent, ansonsten besteht er aus Stickstoff), sondern maß auch die Windgeschwindigkeit in der Nähe der Satellitenoberfläche - es stellte sich heraus, dass es sich um mehrere handelte Meter pro Sekunde, was mit schwachen Landwinden vergleichbar ist. Die Sonde übertrug auch Bilder von der Oberfläche von Titan und sogar aufgezeichnete Geräusche ihn beim Abstieg umgibt. Die anschließende gemeinsame Analyse der Daten von Huygens und Cassini deutete darauf hin, dass sich unter der Oberfläche des Satelliten ein riesiger Wasserozean befindet.

Wissenschaftler zeigten auch, dass Titan ein eigenes Analogon des Wasserkreislaufs in der Natur hat, nur Methan spielt darin die Rolle des Wassers. So wie auf der Erde Wasser regnet, kommt es auf Titan regelmäßig zu Methanregen, und das Relief und die Form der Felsen auf der Oberfläche des Satelliten weisen auf die Existenz von Flüssigkeitsströmen hin.

Die Aktivität von Huygens auf Titan ist die bisher einzige erfolgreiche Landung im äußeren Sonnensystem.

Wolken über dem Saturn sehen aus der Ferne aus wie kosmische Pinselstriche – das ist der Effekt des Zusammenwirkens flüssiger Bestandteile in der Atmosphäre des Planeten

Geysire von Enceladus

Im Jahr 2005 zeigten Fotos und andere von Cassini gesammelte Daten, dass mindestens einer der Saturnmonde geologisch aktiv ist. Bisher wurde angenommen, dass dies unmöglich sei, da die Satelliten abgekühlt waren und sich zu weit von der Sonne entfernt befanden. Über dem Südpol von Enceladus "sah" der Apparat jedoch deutliche Spuren von Geysiren - 250 Kilometer lange Wasserfahnen sprudelt unter der Oberfläche hervor. Ihre Quellen erwiesen sich als lange Verwerfungen auf der eisigen Oberfläche des Satelliten – die sogenannten „Tiger Stripes“.

In den folgenden Jahren widmete die Mission einen bedeutenden Teil der Bemühungen der Untersuchung dieser Federn. Erstens bewiesen die Forscher, dass ihre Quelle kein isoliertes Reservoir wie ein subglazialer See ist, sondern ein globaler Ozean, der den gesamten Satelliten bedeckt. Seine Tiefe wird auf 45 Kilometer geschätzt, die Dicke des Eises darüber reicht von zwei bis zwanzig Kilometern.

Vor fast zwei Jahren unternahm das Gerät ein gefährliches Manöver und flog in einer Höhe von nur 49 Kilometern über der Oberfläche des Satelliten durch Wasserfahnen. Seine Massenspektrometer registrierten eine große Menge Wasserstoff in den Emissionen sowie Methan und Kohlendioxid. Ihre Konzentrationen sowie die Tatsache ihres Vorhandenseins weisen darauf hin, dass am Meeresboden hydrothermale Prozesse stattfinden, die möglicherweise lebenden Organismen Energie liefern. Heute gilt Enceladus als einer der vielversprechendsten Orte im Sonnensystem für die Entstehung außerirdischen Lebens.

Saturn zur Sonnenwende

Die Geburt der Ringe

Die Ringe sind vielleicht das bekannteste Merkmal von Saturn. Dies ist ein System von Staubringen, das sich über Hunderttausende von Kilometern erstreckt und an einigen Stellen nur zehn Meter dick ist. Bisher ist weder das Alter der Ringe noch ihre genaue Herkunft bekannt. Astronomen betrachten dieses System als Prototyp des jungen Sonnensystems, in dem sich die Planeten gerade erst zu bilden begannen.

Cassini zeigte die außergewöhnliche Komplexität und Variabilität dieses Systems. So verursachen die zahlreichen Saturnmonde mit ihrer Schwerkraft verschiedene Turbulenzen in den Ringen, wie es im F-Ring unter dem Einfluss von Pandora und Prometheus geschieht. Einige der Ringe bilden sich noch, wie der E-Ring, der aus den Geysiren von Enceladus ausgestoßen wird.

Dank Cassini wurde in diesem System ein neues Objekt entdeckt - der Janus-Epimetheus-Ring, gebildet aus Staub- und Gesteinspartikeln, die bei Kollisionen von Janus und Epimetheus mit verschiedenen Himmelskörpern herausgeschleudert wurden. Die Bilder des Geräts ermöglichten es auch, erstaunliche Strukturen an der Grenze des B-Rings zu erkennen - eine Art "Berge", die sich 2,5 Kilometer über die Ebene der Ringe erheben.

Darüber hinaus entdeckte das Gerät mindestens acht neue Saturnmonde, indem es die Ringe untersuchte. Unter ihnen sind Polydeukes, Pallene, Methone, Anthas, Aegeon und Daphnis. Der Durchmesser dieser Himmelskörper überschreitet mehrere Kilometer nicht.

Jahreszeiten des Saturn

Einer der Hauptvorteile von Cassini ist die lange Dauer der Mission. In 13 Jahren in der Nähe von Saturn hat das Gerät mehrere Jahreszeitenwechsel auf dem Planeten beobachtet – vom Winter zum Sommer auf der Nordhalbkugel (das Saturnjahr dauert fast 30 Erdenjahre). Obwohl der Riese zehnmal weiter von der Sonne entfernt ist als die Erde, führen Änderungen der Beleuchtung dennoch zu erheblichen Veränderungen in der Atmosphäre des Gasriesen. Zum Beispiel änderte der riesige sechseckige Sturm, ein regelmäßiger sechseckiger Sturm, der am Nordpol wütet, während der Mission seine Farbe von Blau zu Gold. Wissenschaftler führen dies auf chemische Umwandlungen zurück, die in der Atmosphäre unter dem Einfluss einer zunehmenden Sonneneinstrahlung im Zusammenhang mit dem Beginn des Sommers stattfinden.

Der Nordpol des Saturn in den Strahlen der Sonne. Riesiges Sechseck über der Stange - Sturm

Jahreszeiten sind mit einem anderen Phänomen des Gasriesen verbunden - der Bildung von "Speichen" in den Ringen des Saturn. Dies sind längliche, keilförmige Objekte, die sich mit den Ringen drehen, sich aber in einiger Höhe über ihnen befinden. Speichen wurden von Voyagers entdeckt, aber dank Cassini wurde klar, dass dies anscheinend ein periodisches Phänomen ist, das am Ende des Saturnwinters auftritt.

Ein Jahr nach dem Saturn-Tagundnachtgleiche, mit dem Einzug des Frühlings auf der Nordhalbkugel des Riesen, fanden die Forscher in den Cassini-Bildern einen gewaltigen Sturm. Seine Fläche ist achtmal so groß wie die Erdoberfläche. Laut den Messwerten der Instrumente zuckten im Sturm bis zu zehn Blitze pro Sekunde. Als treibende Kraft erwies sich auch die wechselnde Beleuchtung.

Ein Magnetfeld

Eine der Aufgaben, vor denen Cassini stand, stellte sich als zu schwierig für ihn heraus. Entsprechend den täglichen Änderungen im Magnetfeld des Saturn musste der Apparat herausfinden, wie lang der Tag auf dem Planeten wirklich ist. Normalerweise werden solche Schwankungen beobachtet, wenn das Magnetfeld geringfügig von der Rotationsachse des Planeten abweicht. Aber im Fall von Saturn stellte sich heraus, dass die Abweichung zwischen dem Magnetfeld und den Polen weniger als 0,06 Grad betrug.

Direkte Versuche, die Rotationsgeschwindigkeit anhand von Magnetfeldschwankungen zu messen, ergaben eine ziemlich große Streuung - von 10,6 bis 10,8 Stunden, abhängig von der Jahreszeit der Messungen und der Hemisphäre, über der sich das Gerät befand. Für das „Big End“ der Mission sind eine Reihe zusätzlicher Messungen geplant.

Und natürlich ganz zu schweigen Hunderttausende von Bildern hergestellt von Cassini (einige davon haben wir bereits früher veröffentlicht - und) und Gigabyte an wissenschaftlichen Daten übertragen, die noch auf ihre Verarbeitung warten. Im letzten Akt der Mission führte das Gerät eine Reihe gefährlicher Messungen durch, die zuvor nicht zugänglich waren. In engen Annäherungen (nur wenige tausend Kilometer über den Wolken) der letzten vier Monate untersuchte die Sonde detailliert die Gravitations- und Magnetfelder des Saturn und sammelte Informationen über das Material, aus dem die inneren Ringe bestehen. Bis zum Verlust des Signals übermittelte Cassini weiterhin Echtzeitinformationen vom Massenspektrometer, die es ermöglichen, festzustellen, welche Substanzen das Gerät umgeben. Es wird lange dauern, sie zu analysieren, und es ist gut möglich, dass ihre Ergebnisse neue Entdeckungen bringen - zum Beispiel wird das Rätsel des Zeitalters der Saturnringe endlich gelöst. Wir können nur auf neue Veröffentlichungen des Missionsteams warten und auf eine baldige Fortsetzung der Forschung im System eines Ringplaneten hoffen.

Wladimir Koroljow

Blick von innen auf die C- und B-Ringe des Saturn

In den letzten 13 Jahren hat die Raumsonde Cassini unser Verständnis des Sonnensystems lautlos verändert. Die Cassini-Mission, ein 3,62 Milliarden Dollar teures Gemeinschaftsprojekt der NASA und der Europäischen Weltraumorganisation, sollte den Gasriesen Saturn und seine vielen Monde untersuchen. Aber morgen wird diese Mission ihr buchstäblich brennendes Ende finden. Am Freitag um 19:55 Uhr ET wird die Erde aufhören, Daten von Cassini zu empfangen, da das Gerät mit der Geschwindigkeit eines Meteors in die Atmosphäre des Saturn fallen und absichtlich zerstört werden wird. Astronomen bereiten sich seit vielen Jahren auf diesen Moment vor.

Alle Instrumente des Raumfahrzeugs funktionieren immer noch einwandfrei, aber die lange Mission hat fast den gesamten Treibstoff verbraucht, der benötigt wird, um die Umlaufbahn der Sonde um den Saturn zu korrigieren. Aber anstatt das Schiff einfach außer Kontrolle geraten zu lassen und möglicherweise woanders abzustürzen, programmierte das Missionskontrollteam den Computer der Sonde so, dass er wieder in die Atmosphäre des Saturn eintritt, um die Monde des Planeten und alle wahrscheinlichen Lebensformen auf ihnen zu retten.

Bei allen Vorzügen dieses Raumfahrzeugs war Cassini sozusagen immer ein Außenseiter. Seine Mission war nicht so spektakulär wie die New Horizons-Mission, die an Pluto vorbeiflog, oder jede andere Mars-bezogene Mission, zu der die US-Behörde in den letzten Jahrzehnten mehr als einen Lander und Rover geschickt hat. Saturn-bezogene Themen machten selten Schlagzeilen. Der fehlende Hype schmälerte jedoch keineswegs die wissenschaftliche Bedeutung der Entdeckungen von Cassini.

Wenn wir die Formalitäten beiseite lassen, dann begann es am 15. Oktober 1997, als Cassini an Bord der Trägerrakete Titan IVB / Centaur in die Erdumlaufbahn gebracht wurde. Der Start war gemeinsam - die Trägerrakete brachte auch die von der Europäischen Weltraumorganisation gebaute Huygens-Sonde in die Umlaufbahn. Dieses Fahrzeug sollte auf dem größten Saturnmond Titan landen und von dort aus wissenschaftliche Daten an Forscher auf der Erde übermitteln.

Der Start verlief nicht ohne Zwischenfälle. Es gab Leute, die gegen den Start von Cassini aus Angst vor einer Kontamination der Umwelt durch Plutonium-Brennstoff protestierten, auf dessen Grundlage das Raumschiff angetrieben wird. Vor dem Start von Cassini sagte der Physiker Michio Kaku, dass radioaktives Material auf Menschen in der Nähe des Startkomplexes regnen wird, wenn der Start fehlschlägt und die Rakete explodiert. Die NASA und Regierungsbehörden versicherten schnell allen, dass eine solche Situation einfach unmöglich sei. Glücklicherweise verlief der Start am Ende tatsächlich ohne Probleme.

Zwei Raumschiffe erreichten Saturn 7 Jahre nachdem sie vom Startkomplex in Cape Canaveral gestartet wurden. Huygens landete am 14. Januar 2005 auf Titan. Seitdem hat Cassini viele Umlaufbahnen um den Planeten und seine Monde gemacht. Dank ihm bekamen wir die Gelegenheit, dieses System neu zu betrachten und die Eigenschaften der Ringe des Planeten zu verstehen.

Satelliten

Vom riesigen Titan bis zum winzigen Mond Daphnis haben Cassinis Beobachtungen viel über die Monde dieses riesigen Ringplaneten enthüllt. Saturn und seine Monde können buchstäblich als Miniatur-Sonnensystem betrachtet werden.

Epimetheus

Elena

Hyperion

Mimas, ein Mond ähnlich dem Todesstern

Pandora

Titan und Tethys (Vordergrund)

Daphnis erzeugt Wellen in Saturns Ringen

Pfanne (ähnlich einem Knödel)

Top 5 Cassini-Entdeckungen

Es ist schwierig, alle Beiträge aufzuzählen, die Cassini in den 13 Jahren seiner Mission zur Planetenwissenschaft geleistet hat, aber es ist überhaupt nicht schwer zu verstehen, wie viel diese Mission den Wissenschaftlern auf der Erde bedeutet. Im Folgenden sind nur einige der wichtigsten Entdeckungen aufgeführt, die diese Sonde in mehr als einem Jahrzehnt ihres Betriebs gemacht hat.

Geysire auf Enceladus

Cassini entdeckte nicht nur, sondern flog durch die Auswürfe flüssigen Wassers, die aus dem unterirdischen Ozean von Enceladus in den Weltraum geschossen wurden. Die Entdeckung war erstaunlich. Der Ozean des Mondes könnte durchaus die richtige Chemie für Leben haben, was ihn zu einem der begehrtesten Ziele macht, um außerirdisches Leben im Sonnensystem zu finden.

Titans „erdähnliche“ Umgebung

Durch das Ansehen von Titan konnten wir mehr über uns selbst erfahren. Die Erforschung eines der größten Saturnmonde hat uns die komplexe Welt der Seen aus flüssigem Methan und der Dünen aus Kohlenwasserstoffen offenbart. Für den ungeschulten Beobachter mag Titan der Erde ähnlich erscheinen, aber es ist eindeutig ein fremder Planet, der ein perfektes Beispiel für die Vielfalt der Planetenkörper darstellt.

Viele Saturnmonde

Bis Cassini 1997 zum Saturn geschickt wurde, wussten die Wissenschaftler nur von der Existenz von 18 Monden, die den Ringriesen umkreisen. Während sich das Raumschiff sieben Jahre lang auf diesen Planeten zubewegt, haben die Forscher 13 weitere Satelliten entdeckt. Heute konnten wir jedoch dank Cassini herausfinden, dass Saturn der „Vater“ von bis zu 53 Satelliten ist.

Sechseckiger Saturnsturm

Cassini hat im Laufe seiner Geschichte einige wirklich beeindruckende Bilder des Saturn aufgenommen, aber die vielleicht beeindruckendsten und doch einzigartigsten sind die Fotografien der Pole des Planeten. Wir konnten den sechseckigen Fluss atmosphärischer Strömungen um einen mächtigen Sturm, der am Nordpol des Saturn tobte, im Detail sehen. Laut NASA ist die Fläche dieses Hurrikans 50-mal größer als die Fläche eines durchschnittlichen Hurrikans auf der Erde.

Leerer Raum zwischen den Ringen des Saturn

Vor dem Höhepunkt der Mission nahm Cassini eine Position zwischen den Ringen des Planeten und dem Saturn selbst ein. Und wie sich herausstellte, ist es hier unglaublich ruhig. Anstelle der erwarteten Staubwirbel, die zwischen dem Planeten und den Ringen hin- und herfliegen, hat Cassini im Rahmen ihres letzten Orbitalvorbeiflugs absolut leeren Raum gefunden.

Eine Mission, die man verpassen sollte

Obwohl die Cassini-Mission, wie oben erwähnt, nicht so hell war wie die Mars-Mission, erwies sie sich als sehr nützlich für die moderne Astronomie. Jeden Monat schickte die Sonde wirklich einzigartige, nie zuvor gesehene Bilder und neue wissenschaftliche Daten zurück zur Erde. Viele aufstrebende Astronomen haben ihre Karriere auf diesen Daten aufgebaut.

Der Abschluss der Mission wird ein echter Verlust für die wissenschaftliche und pseudowissenschaftliche Gemeinschaft sein. Vor allem angesichts der Tatsache, dass die NASA und andere Weltraumagenturen, abgesehen von der Sonde, die den Jupitermond Europa untersuchen wird, zumindest in der sichtbaren Zukunft keine Pläne haben, die Horizonte der fernen Welten des Sonnensystems wie Saturn, Neptun weiter zu untersuchen und Uranos.