Cassini–Huygens

A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából
Cassini–Huygens
Cassini Saturn Orbit Insertion.jpg
A Cassini pályára álláskor a Szaturnusz körül
(fantáziarajz)

Ország  Amerikai Egyesült Államok, Európa
Űrügynökség NASA NASA
Európai Űrügynökség Európai Űrügynökség
ASI
Küldetés típusa Közelrepülés, keringés és leszállás
NSSDC ID 1997-061A
Küldetés
Célégitest Szaturnusz
Indítás dátuma 1997. október 15.
Indítás helye SLC–40
Hordozórakéta Titan IV-B/Centaur
Megérkezés 2004. július 1.
Leszállás a Titanra 2005. január 14. 10:13 UTC
Küldetés vége 2008. július 1. (tervezett)
Meghosszabbítás 2017-ig[1]
Az űrszonda
Tömeg induló tömege: 5712 kg
Energiaellátás RTG, indulásakor 885 W,
A fő küldetés végére 633 W
Cassini orbiter
Tömege 2125 kg (üzemanyag nélkül)
Huygens leszállóegység
Tömege 349 kg
Hivatalos weboldal
Feed-icon.svg RSS hírek: [1]

A Cassini–Huygens az Amerikai Egyesült Államok űrügynöksége, a NASA által 17 ország, köztük Magyarország részvételével szervezett űrprogram szondája, amelyet Giovanni Cassini olasz származású francia csillagászról neveztek el. Ez a tudományos célú űrkutatás eddigi legnagyobb szabású vállalkozása, célja 2004 és 2008 között a Szaturnusz bolygó környezetének vizsgálata és egy leszállóegység, a Huygens eljuttatása a Titán hold felszínére.

A Cassini tudományos céljai: a gyűrűk háromdimenziós szerkezetének és dinamikus viselkedésének meghatározása; a holdak felszíni összetételének és geológiai múltjának meghatározása; a Iapetus vezető félgömbjén található sötét anyag eredetének és természetének meghatározása; a magnetoszféra viselkedésének és háromdimenziós szerkezetének mérése; a Szaturnusz légkörének vizsgálata a felhők szintjén; a titáni felhők időbeli változásának vizsgálata; a Titan felszínének vizsgálata;

A Cassini orbitert a kaliforniai Sugárhajtási Laboratórium (JPL) építette, a Huygens landert az Európai Űrügynökség, az orbiter nagy teljesítményű antennáját az Olasz Űrügynökség.

A Cassini–Huygens program összköltsége 3,26 milliárd USD, amiből 1,4 milliárd az építés, 704 millió a működtetés, 54 millió a követés és 422 millió a Titan IV hordozórakéta.

Küldetés[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A nagyméretű űrszonda TitanIV/Centaur rakéta segítségével 1997. október 15-én sikeresen elindult Cape Canaveralról. A Cassini a Vénusz (1998. április 26., 1999. június 24.), majd a Föld (1999. augusztus 18.) és a Jupiter (2000. december 30.) gravitációs lendítését kihasználva jutott el a Szaturnusz közelébe 2004 júniusában. A Jupiter megközelítésekor először vizsgálhatták a kutatók egyszerre két űreszközzel a bolygót (a másik űreszköz a Galileo űrszonda volt). A Cassini megérkezése után 2004 július elején állt pályára a Szaturnusz körül. Azelőtt átrepült a gyűrűkön és 2068 kilométerre közelítette meg a Phoebe holdat. Elhaladása alatt minden műszerét az égitestre irányította. Órákkal később az antennák már újra a Föld felé néztek, a műhold jeleit a Deep Space Network madridi és kaliforniai antennái vették. A Cassini óránkénti 20 900 kilométeres sebességgel haladt a Szaturnuszhoz viszonyítva. 23 éve nem járt űreszközünk a Phoebe közelében, a Voyager–2 1981-ben 2,2 millió kilométeres távolságban haladt el a hold mellett, ami a Cassini elhaladási távolságának ezerszerese.[2]

A Cassini felvétele egy különös napfogyatkozásról, amikor a Szaturnusz fedi el a Napot

2004. október 26-án a Cassini űrszonda mindössze 1200 kilométerre repült el a Szaturnusz óriásholdja, a Titán felszíne felett. Az eddigi legnagyobb közelítés során számos felvétel készült az égitestről, amelyek minden korábbinál részletesebben mutatják meg a sűrű felhőréteg mögött rejtőzködő felszín egyes területeit. Az akkori eredmények szerint a Titánnak nincsen mágneses mezeje.[3]

A Huygens leszállóegység 2004. december 25-én, magyar idő szerint hajnali 4:24-kor sikeresen különvált a Cassini űrszondától. Ezzel megkezdte háromhetes útját a Titánig, amelyre 2005. január 14-én ereszkedett le.[4] A Cassini a Huygens adatait közvetítette a Földre, mivel a leszálló adóberendezése túl gyenge volt a közvetlen sugárzáshoz. Sajnálatos módon a rögzített tudományos mérések és képek nagy része nem jutott el a Földre, mert a Huygens adóegysége egy tervezési hibát tartalmazott, ugyanis nem vették figyelembe a Doppler-effektus hatását.

Hamis-színes kép a viharról

2010-ben a Cassini hatalmas vihart észlelt a Szaturnuszon. A vihar apró pontként kezdte egyetlen képkockán 2010. december 5-én, majd olyan nagy viharrá nőtt, hogy 2011 januárjára teljesen körbeérte a bolygót. A kolosszális vihar, mely észak-dél irányba mintegy 15 ezer kilométerre terjedt ki, a legnagyobb, melyet a Szaturnuszon az utóbbi két évtizedben észleltek, és az eddigi legnagyobb, amelyet addig a bolygón megfigyeltek. Ugyanazon a napon, amikor a Cassini nagy felbontású kamerái lencsevégre kapták a vihar első felvételeit, rádió- és plazmahullám készüléke észlelte a vihar elektromos aktivitását is, felfedve, hogy úgynevezett konvektív viharról - ami erős feláramlással rendelkezik - van szó. A vihar 200 napos aktív periódusával a leghosszabb, bolygót átfogó viharrá vált, melyet a Szaturnuszon valaha megfigyeltek. A korábbi rekordtartó egy 1903-as kitörés volt, mely 150 napig állt fenn. A Hubble űrtávcsővel 21 évvel azelőtt észlelt nagyobb légköri zavar, mely hasonlított a jelenlegi viharhoz, csak 55 napig tartott.[5]

Az űrszonda[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A Cassini részei

Az 5712 kg-os űrszonda 366 kg tömegű tudományos műszert, valamint a 320 kg-os Huygens leszállóegységet vitte magával. Ennél nagyobb tömege csak a szovjet Fobosz-program Marshoz küldött két űrszondájának volt. A Szaturnusz nagy távolsága miatt a Cassinivel nem lehet valós idejű kommunikációt folytatni. Az energiatermelésre rádióizotópos generátort (RTG) használ. Az RTG modul építéséhez 38,2 kg plutóniumot használtak fel.

Az MTA KFKI Részecske- és Magfizikai Kutatóintézet (RMKI) kutatói a fedélzeti magnetométer (MAG) és a plazma spektrométer (CAPS) létrehozásában vettek részt a földi ellenőrző berendezések és a kalibráló rendszerek megépítésével. A NASA díjjal ismerte el tevékenységüket. Az RMKI egy-egy munkatársa társkutatói szinten vesz részt a CAPS és a MAG kísérletben.[6]

Adatok: Tömeg: 5655 kg; Magasság: 6,7 méter; Szélesség: 4 méter;

Műszerek[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Cassini Plasma Spectrometer (CAPS)
Cosmic Dust Analyzer (CDA)
Ion and Neutral Mass Spectrometer (INMS)
Radio and Plasma Wave Science instrument (RPWS)
  • Cassini Plasma Spectrometer (CAPS): méri az elektronok és protonok energiáját és elektromos töltését. Méri a Szaturnusz ionoszférájából származó molekulákat és meghatározza a Szaturnusz mágneses terének konfigurációját. Méri még az itt található plazmát és a napszelet a magnetoszféra belsejében.
  • Cosmic Dust Analyzer (CDA): méri a Szaturnuszhoz közeli apró porszemek nagyságát, sebességét és irányát. Ezeknek egy része a bolygó körül kering, egy másik része pedig valószínűleg a Külső-Naprendszerből származik.
  • Composite Infrared Spectrometer (CIRS): méri a különböző objektumokról (légkör, gyűrűk vagy holdfelszín) érkező infravörös fényt, melynek alapján következtetni lehet a hőmérsékletre és az összetételre. Három dimenzióban térképezi fel a Szaturnusz légkörét a hőmérséklet, a nyomás, a gázösszetétel, az aeroszolok és felhők eloszlásának meghatározásához.
  • Ion and Neutral Mass Spectrometer (INMS): a töltött részecskéket (mint a protonok és nehéz ionok) és semleges részecskéket (mint az atomok) vizsgálja a Titán és a Szaturnusz mellett. Mér még pozitív ionokat és a jeges holdak, valamint a gyűrűk semleges környezetét.
  • Imaging Science Subsystem (ISS): felvételeket készít látható tartományban, valamint részben infravörös- és ultraibolya tartományban. Az ISS-nek két kamerája van: egy széles látószögű kamera (Wide Angle Camera, WAC) és egy keskeny látószögű kamera (Narrow Angle Camera, NAC). Több százezer felvétel készül a Szaturnuszról, a holdakról és a gyűrűkről. Mindkét kamera érzékeny CCD-t használ detektorként. Mindegyik CCD 1024 négyzetpixelből áll, melyek oldalai egyenként 12 µm méretűek. A kamerarendszer több módon gyűjthet adatokat. A kamerák forgó szűrőkkel vannak ellátva, amelyek az elektromágneses spektrum különböző sávjaiban működnek, 0,2 és 1,1 µm hullámhossz között.
  • Dual Technique Magnetometer (MAG): méri a Szaturnusz körüli mágneses mező erősségét és irányát. A mágneses mezőt részben a bolygó központi magja hozza létre. A mágnesesség mérésével lehetővé teszi a mag vizsgálatát. A MAG célja a Szaturnusz magnetoszférájának háromdimenziós modelljének létrehozása és a holdak szerepének vizsgálata a magnetoszférában.
  • Magnetospheric Imaging Instrument (MIMI) : a Szaturnusz hatalmas mágneses mezője által csapdába ejtett részecskéket vizsgálja. Az adatokat a magnetoszféra dinamikájának, konfigurációjának és a napszéllel való kölcsönhatásának, a bolygó légkörének, a gyűrűknek és a holdaknak a vizsgálatára használják.
  • Radio Detection and Ranging Instrument (RADAR): a Titan felszínét térképezi fel és méri a felszíni objektumok (hegyek, kanyonok) magasságát az elküldött és visszaverődő rádiójelek alapján. Ezen kívül a RADAR a Szaturnusz és a holdak által létrehozott rádióhullámokat is vizsgálja.
  • Radio and Plasma Wave Science instrument (RPWS): méri a Szaturnusztól érkező rádiójeleket, beleértve a Szaturnusz, a Titan és a napszél kölcsönhatásából adódó rádióhullámokat. Meghatározza még a neutronsűrűséget és a hőmérsékletet a Titan közelében és a Szaturnusz magnetoszférájának bizonyos részein. Tanulmányozza a mágneses tér konfigurációját, az ionoszférát, a plazmát és a légköri villámokat.
  • Radio Science Subsystem (RSS): földi rádióantennák segítségével figyeli, milyen változásokat szenvednek az űrszonda rádiójelei különböző objektumokon való áthaladáskor (ilyenek például a Titan légköre vagy a Szaturnusz gyűrűi). Tanulmányozza még a légkörök és ionoszférák összetételét, nyomását és hőmérsékletét, a gyűrűk sugaras szerkezetét, a részecskék méretét, eloszlását a gyűrűkben és a gravitációs hullámokat. A műszer X-, S- és Ka-sávú kommunikációs kapcsolatot használ.
  • Ultraviolet Imaging Spectrograph (UVIS): visszaverődő ultraviola fényben készít képeket, az objektumok (mint a Szaturnusz felhői és/vagy gyűrűi) szerkezetének és összetételének vizsgálatához. Segít meghatározni a légkörök összetételét, eloszlását, részecsketartalmát és hőmérsékletét.
  • Visible and Infrared Mapping Spectrometer (VIMS): két kamerából áll: az egyik a látható tartományban mér, a másik infravörösben. Segítségével többet tudhatunk meg a holdfelszínek, gyűrűk és légkörök összetételéről. A VIMS figyeli még a gyűrűkön áthaladó napfényt és csillagfényt, amelyből következtetni lehet a gyűrű szerkezetére. A VIMS méri még a légkörökből, gyűrűkről és felszínekről visszaverődött vagy kibocsátott sugárzást 350 és 5100 nanométer hullámhossz között.

Források, jegyzetek[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

További információk[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Magyar oldalak[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Külföldi oldalak[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]