Cassini – Huygens -Cassini–Huygens

Cassini – Huygens

Conceito artístico da inserção da órbita da Cassini em torno de Saturno
Tipo de missão	Cassini : orbitador de Saturno Huygens : módulo de pouso Titan
Operador	Cassini : NASA  / JPL Huygens : ESA  / ASI
COSPAR ID	1997-061A
SATCAT nº	25008
Local na rede Internet	NASA ESA ASI
Duração da missão
Propriedades da espaçonave
Fabricante	Cassini : Laboratório de Propulsão a Jato Huygens : Espaço Thales Alenia
Massa de lançamento	5.712 kg (12.593 lb)
Massa seca	2.523 kg (5.562 lb)
Poder	~ 885 watts (BOL) ~ 670 watts (2010) ~ 663 watts (EOM / 2017)
Início da missão
Data de lançamento	15 de outubro de 1997, 08:43:00  UTC ( 1997-10-15UTC08: 43 )
Foguete	Titan IV (401) B B-33
Local de lançamento	Cabo Canaveral SLC-40
Fim da missão
Disposição	Entrada controlada em Saturno
Último contato	15 de setembro de 2017 11:55:39 Telemetria de banda X UTC 11:55:46 UTC ciência de rádio da banda S
Parâmetros orbitais
Sistema de referência	Kronocêntrico
Flyby of Venus (Gravity assist)
Abordagem mais próxima	26 de abril de 1998
Distância	283 km (176 mi)
Flyby of Venus (Gravity assist)
Abordagem mais próxima	24 de junho de 1999
Distância	623 km (387 mi)
Flyby of Earth - Moon system (Gravity assist)
Abordagem mais próxima	18 de agosto de 1999, 03:28 UTC
Distância	1.171 km (728 mi)
Passagem aérea de 2685 Masursky (incidental)
Abordagem mais próxima	23 de janeiro de 2000
Distância	1.600.000 km (990.000 mi)
Passagem aérea de Júpiter (assistência de gravidade)
Abordagem mais próxima	30 de dezembro de 2000
Distância	9.852.924 km (6.122.323 mi)
Orbitador de Saturno
Inserção orbital	1 ° de julho de 2004, 02:48 UTC
Lander Titan
Componente da nave espacial	Huygens
Data de desembarque	14 de janeiro de 2005
Grandes missões científicas estratégicas ←  Galileo Laboratório de Ciências da Mars  →

A Cassini-Huygens de pesquisa espacial missão ( / k ə s i n i h Ɔɪ do ɡ ən z / kə- VER -nee HOY -gənz ), comumente chamado de Cassini , envolveu uma colaboração entre a NASA , a Agência Espacial Europeia (ESA ), e a Agência Espacial Italiana (ASI) para enviar uma sonda espacial para estudar o planeta Saturno e seu sistema, incluindo seus anéis e satélites naturais . A Flagship de classe nave espacial robótica composta tanto da NASA Cassini sonda espacial e da ESA Huygens sonda , que pousou na maior lua de Saturno, Titã . A Cassini foi a quarta sonda espacial a visitar Saturno e a primeira a entrar em sua órbita. As duas naves receberam seus nomes dos astrônomos Giovanni Cassini e Christiaan Huygens .

Lançada a bordo de um Titan IVB / Centaur em 15 de outubro de 1997, a Cassini esteve ativa no espaço por quase 20 anos, com 13 anos orbitando Saturno e estudando o planeta e seu sistema após entrar em órbita em 1 de julho de 2004. A viagem a Saturno incluiu sobrevôos de Vênus (abril de 1998 e julho de 1999), Terra (agosto de 1999), o asteróide 2685 Masursky e Júpiter (dezembro de 2000). A missão terminou em 15 de setembro de 2017, quando a trajetória da Cassini o levou para a alta atmosfera de Saturno e queimou para evitar qualquer risco de contaminação das luas de Saturno, que podem ter oferecido ambientes habitáveis ​​para micróbios terrestres clandestinos na espaçonave. A missão foi um sucesso além das expectativas - o Diretor da Divisão de Ciência Planetária da NASA, Jim Green , descreveu a Cassini-Huygens como uma "missão dos primeiros" que revolucionou a compreensão humana do sistema de Saturno , incluindo suas luas e anéis, e nossa compreensão de onde a vida pode ser encontrado no Sistema Solar .

Os planejadores da Cassini planejaram originalmente uma missão de quatro anos, de junho de 2004 a maio de 2008. A missão foi estendida por mais dois anos até setembro de 2010, com a marca Cassini Equinox Mission . A missão foi estendida pela segunda e última vez com a Missão Cassini Solstice , durando mais sete anos até 15 de setembro de 2017, data em que a Cassini foi desorbitada para queimar na alta atmosfera de Saturno.

O módulo Huygens viajou com a Cassini até sua separação da sonda em 25 de dezembro de 2004; Huygens pousou de pára - quedas em Titã em 14 de janeiro de 2005. Ele retornou dados à Terra por cerca de 90 minutos, usando o orbitador como um relé. Este foi o primeiro pouso já realizado no Sistema Solar exterior e o primeiro pouso em uma lua diferente da Lua da Terra.

No final de sua missão, a espaçonave Cassini executou seu "Grand Finale": uma série de passagens arriscadas pelas lacunas entre Saturno e seus anéis internos. Esta fase visava maximizar o resultado científico da Cassini antes que a espaçonave fosse destruída intencionalmente. A entrada atmosférica da Cassini encerrou a missão, mas a análise dos dados retornados continuará por muitos anos.

Visão geral

Cientistas e indivíduos de 27 países formaram a equipe conjunta responsável por projetar, construir, voar e coletar dados do orbitador Cassini e da sonda Huygens .

NASA 's Jet Propulsion Laboratory , nos Estados Unidos, onde a sonda foi montado, conseguiu a missão. O Centro Europeu de Tecnologia e Pesquisa Espacial desenvolveu a Huygens . Contratante principal do Centro, Aérospatiale da França (parte da Thales Alenia Space a partir de 2005), montado a sonda com equipamentos e instrumentos fornecidos por muitos países europeus (incluindo Huygens ' baterias e dois instrumentos científicos dos Estados Unidos). A Agência Espacial Italiana (ASI) forneceu a antena de rádio de alto ganho do orbitador Cassini , com a incorporação de uma antena de baixo ganho (para garantir as telecomunicações com a Terra por toda a duração da missão), um radar compacto e leve , que também usou a antena de alto ganho e serviu como um radar de abertura sintética , um altímetro de radar , um radiômetro , o subsistema de ciência de rádio (RSS) e a porção de canal visível VIMS-V do espectrômetro VIMS .

A NASA forneceu a contraparte infravermelha VIMS, bem como o Conjunto Eletrônico Principal, que incluiu subconjuntos eletrônicos fornecidos pelo CNES da França .

Em 16 de abril de 2008, a NASA anunciou uma extensão de dois anos do financiamento para as operações terrestres desta missão, momento em que foi rebatizada de Missão Equinócio Cassini. A rodada de financiamento foi novamente prorrogada em fevereiro de 2010 com a Missão Cassini Solstice .

Nomeação

Explicação de Huygens para os aspectos de Saturno, Systema Saturnium (1659)

A missão consistia em dois elementos principais: o orbitador ASI / NASA Cassini , batizado em homenagem ao astrônomo italiano Giovanni Domenico Cassini , descobridor das divisões dos anéis de Saturno e quatro de seus satélites; e a sonda Huygens desenvolvida pela ESA , em homenagem ao astrônomo, matemático e físico holandês Christiaan Huygens , descobridor de Titã.

A missão foi comumente chamada de Saturn Orbiter Titan Probe (SOTP) durante a gestação, tanto como uma missão Mariner Mark II quanto genericamente.

Cassini-Huygens foi uma missão da classe Flagship para os planetas exteriores. Os outros carros-chefe planetários incluem Galileo , Voyager e Viking .

Objetivos

A Cassini tinha vários objetivos, incluindo:

• Determinar a estrutura tridimensional e o comportamento dinâmico dos anéis de Saturno .
• Determinar a composição das superfícies dos satélites e a história geológica de cada objeto.
• Determinar a natureza e origem do material escuro no hemisfério principal de Jápeto .
• Medir a estrutura tridimensional e o comportamento dinâmico da magnetosfera .
• Estudar o comportamento dinâmico da atmosfera de Saturno no nível das nuvens.
• Estudar a variabilidade do tempo das nuvens e neblinas de Titã .
• Caracterizando a superfície de Titã em uma escala regional.

Cassini-Huygens foi lançada em 15 de outubro de 1997, a partir Estação da Força Aérea de Cabo Canaveral do espaço complexo de lançamento 40 usando uma Força Aérea dos EUA Titan IV B / Centaur foguete. O lançador completo era composto de um foguete de reforço Titan IV de dois estágios , dois motores de foguete sólidos , o estágio superior do Centaur e um compartimento de carga útil, ou carenagem.

O custo total desta missão de exploração científica foi de cerca de US $ 3,26  bilhões , incluindo $ 1,4 bilhão para o desenvolvimento do pré-lançamento, $ 704 milhões para operações da missão, $ 54 milhões para rastreamento e $ 422 milhões para o veículo de lançamento. Os Estados Unidos contribuíram com $ 2,6 bilhões (80%), o ESA com $ 500 milhões (15%) e o ASI com $ 160 milhões (5%). No entanto, esses números são do kit de imprensa que foi preparado em outubro de 2000. Eles não incluem a inflação ao longo de uma missão muito longa, nem incluem o custo das missões estendidas.

A missão principal da Cassini foi concluída em 30 de julho de 2008. A missão foi estendida até junho de 2010 ( missão Cassini Equinox). Este estudou o sistema de Saturno em detalhes durante o equinócio do planeta, que aconteceu em agosto de 2009.

Em 3 de fevereiro de 2010, a NASA anunciou outra extensão para a Cassini , com duração de 6 1 ⁄ 2  anos até 2017, terminando na época do solstício de verão no hemisfério norte de Saturno ( Cassini Solstice Mission). A extensão permitiu mais 155 revoluções ao redor do planeta, 54 sobrevoos de Titã e 11 sobrevoos de Enceladus . Em 2017, o encontro com Titan alterou a sua órbita de tal maneira que um, na aproximação à Saturn, foi apenas 3,000 km (1,900 mi) acima topo das nuvens do planeta, abaixo da borda interna do anel D . Esta sequência de "órbitas proximais" terminou quando seu encontro final com Titã enviou a sonda para a atmosfera de Saturno para ser destruída.

Itinerário

Destinos selecionados (ordenados do maior para o menor, mas não em escala)
Titã	Lua da terra	Rhea	Iapetus	Dione	Tétis	Encélado
Mimas	Hyperion	Febe	Janus	Epimeteu	Prometeu	Pandora
Helene	Atlas	Frigideira	Telesto	Calypso	Methone

História

Cassini-Huygens na plataforma de lançamento

As origens da Cassini – Huygens datam de 1982, quando a European Science Foundation e a American National Academy of Sciences formaram um grupo de trabalho para investigar futuras missões cooperativas. Dois cientistas europeus sugeriram uma órbita de Saturno emparelhada e uma sonda de titã como uma possível missão conjunta. Em 1983, o Comitê de Exploração do Sistema Solar da NASA recomendou o mesmo par de Orbitador e Sonda como projeto central da NASA. A NASA e a Agência Espacial Européia (ESA) realizaram um estudo conjunto da missão potencial de 1984 a 1985. A ESA continuou com seu próprio estudo em 1986, enquanto a astronauta americana Sally Ride , em seu influente relatório NASA Leadership and America's Future in Space de 1987 , também examinou e aprovou a missão Cassini .

Enquanto o relatório de Ride descrevia o orbitador de Saturno e a sonda como uma missão solo da NASA, em 1988 o Administrador Associado para Ciência Espacial e Aplicações da NASA, Len Fisk, voltou à ideia de uma missão conjunta da NASA e da ESA. Ele escreveu ao seu homólogo na ESA, Roger Bonnet, sugerindo fortemente que a ESA escolhesse a missão Cassini entre os três candidatos disponíveis e prometendo que a NASA se comprometeria com a missão assim que a ESA o fizesse.

Na época, a NASA estava se tornando mais sensível à tensão que se desenvolveu entre os programas espaciais americano e europeu, como resultado da percepção européia de que a NASA não a havia tratado como um igual durante as colaborações anteriores. Funcionários e conselheiros da NASA envolvidos na promoção e planejamento da Cassini – Huygens tentaram corrigir essa tendência, enfatizando seu desejo de compartilhar igualmente quaisquer benefícios científicos e tecnológicos resultantes da missão. Em parte, esse espírito recém-descoberto de cooperação com a Europa foi impulsionado por um senso de competição com a União Soviética , que havia começado a cooperar mais estreitamente com a Europa à medida que a ESA se afastava da NASA. No final de 1988, a ESA escolheu a Cassini – Huygens como sua próxima grande missão e, no ano seguinte, o programa recebeu financiamento importante nos Estados Unidos.

A colaboração não apenas melhorou as relações entre os dois programas espaciais, mas também ajudou a Cassini-Huygens a sobreviver a cortes no orçamento do Congresso nos Estados Unidos. A Cassini-Huygens foi atacada politicamente em 1992 e 1994, mas a NASA conseguiu persuadir o Congresso dos Estados Unidos de que não seria sensato interromper o projeto depois que a ESA já havia despejado fundos no desenvolvimento, porque a frustração com promessas de exploração espacial quebradas poderia se espalhar para outros áreas de relações exteriores. O projeto prosseguiu politicamente sem problemas depois de 1994, embora grupos de cidadãos preocupados com seu potencial impacto ambiental tenham tentado inviabilizá-lo por meio de protestos e ações judiciais até e após seu lançamento em 1997.

Projeto de nave espacial

Montagem Cassini-Huygens

A espaçonave foi planejada para ser a segunda Mariner Mark II estabilizada em três eixos, equipada com RTG , uma classe de espaçonaves desenvolvida para missões além da órbita de Marte . A Cassini foi desenvolvida simultaneamente com a espaçonave Comet Rendezvous Asteroid Flyby ( CRAF ), mas os cortes no orçamento e a retomada do projeto forçaram a NASA a encerrar o desenvolvimento do CRAF para salvar a Cassini . Como resultado, a Cassini se tornou mais especializada. A série Mariner Mark II foi cancelada.

O orbitador e a sonda combinados são a terceira maior espaçonave interplanetária não tripulada já lançada com sucesso, atrás das sondas Fobos 1 e 2 de Marte, além de estar entre as mais complexas. O orbitador tinha uma massa de 2.150 kg (4.740 lb), a sonda 350 kg (770 lb). Com o adaptador do veículo de lançamento e 3.132 kg (6.905 lb) de propelentes no lançamento, a espaçonave tinha uma massa de 5.600 kg (12.300 lb).

A espaçonave Cassini tinha 6,8 metros (22 pés) de altura e 4 metros (13 pés) de largura. A complexidade da espaçonave foi aumentada por sua trajetória (rota de vôo) até Saturno e pela ambiciosa ciência em seu destino. A Cassini tinha 1.630 componentes eletrônicos interconectados , 22.000 conexões de fios e 14 quilômetros (8,7 mi) de cabeamento. A CPU do computador de controle central era um sistema MIL-STD-1750A redundante . O sistema de propulsão principal consistia em um motor de foguete bipropulsor R-4D principal e um de backup . O empuxo de cada motor era de 490  N (110  lbf ) e o delta-v total da espaçonave era de cerca de 2.040 m / s (4.600 mph). Foguetes monopropelentes menores forneciam controle de atitude.

A Cassini foi alimentada por 32,7 kg (72 lb) de plutônio-238 - o calor da decomposição radioativa do material foi transformado em eletricidade. Huygens foi apoiado pela Cassini durante o cruzeiro, mas usou baterias químicas quando independente.

A investigação continha um DVD com mais de 616.400 assinaturas de cidadãos de 81 países, coletadas em campanha pública.

Até setembro de 2017, a sonda Cassini continuou orbitando Saturno a uma distância entre 8,2 e 10,2 unidades astronômicas (1,23 × 10 ⁹ e 1,53 × 10 ⁹  km ; 760.000.000 e 950.000.000  milhas ) da Terra. Demorou 68 a 84 minutos para os sinais de rádio viajarem da Terra para a espaçonave e vice-versa. Assim, os controladores de solo não podiam dar instruções em "tempo real" para as operações diárias ou para eventos inesperados. Mesmo que a resposta fosse imediata, mais de duas horas teriam se passado entre a ocorrência de um problema e a recepção da resposta dos engenheiros pelo satélite.

Instrumentos

Superfície de Titã revelada por VIMS

Reia na frente de Saturno

Hexágono polar norte de Saturno

Saturno em cor natural (julho de 2018)

Modelo 3D animado da nave espacial

Resumo

Instrumentos:

• Sensor remoto óptico ("Localizado na paleta de sensoriamento remoto")
  • Espectrômetro infravermelho composto (CIRS)
  • Imaging Science Subsystem (ISS)
  • Espectrógrafo de imagem ultravioleta (UVIS)
  • Espectrômetro de mapeamento visível e infravermelho (VIMS)
• Campos, partículas e ondas (principalmente in situ )
  • Espectrômetro de plasma Cassini (CAPS)
  • Cosmic Dust Analyzer (CDA)
  • Espectrômetro de massa de íon e neutro (INMS)
  • Magnetômetro (MAG)
  • Instrumento de imagem magnetosférica (MIMI)
  • Radio and Plasma Wave Science (RPWS)
• Sensor Remoto de Microondas
  • Radar
  • Radio Science (RSS)

Descrição

Cassini ' instrumentação s consistiu em: um radar de abertura sintética mapeador, um dispositivo de carga acoplada sistema de imagem, um visível / infravermelho mapeamento espectrómetro , um espectrómetro de infravermelhos composto, um pó cósmica analisador, um rádio e plasma experimento onda, um espectrómetro de plasma, uma espectrógrafo de imagem ultravioleta , um instrumento de imagem magnetosférica , um magnetômetro e um espectrômetro de massa neutra / íon . Telemetria da comunicações antena e outros transmissores especiais (a banda S transmissor e uma dupla frequência K _um -band sistema) também foi usado para realizar observações das atmosferas de titã e Saturn e para medir os gravidade campos do planeta e a sua satélites.

Espectrômetro de plasma Cassini (CAPS)

O CAPS era um instrumento in situ que mede o fluxo de partículas carregadas no local da espaçonave, em função da direção e da energia. A composição de íons também foi medida usando um espectrômetro de massa de tempo de vôo . CAPS mediu partículas produzidas pela ionização de moléculas originárias da ionosfera de Saturno e Titã, bem como as plumas de Enceladus. O CAPS também investigou o plasma nessas áreas, junto com o vento solar e sua interação com a magnetosfera de Saturno. O CAPS foi desligado em junho de 2011, como precaução devido a um curto-circuito elétrico "leve" que ocorreu no instrumento. Ele foi ligado novamente em março de 2012, mas após 78 dias, outro curto-circuito obrigou o instrumento a ser desligado permanentemente.

Cosmic Dust Analyzer (CDA)

O CDA era um instrumento in situ que media o tamanho, velocidade e direção de pequenos grãos de poeira perto de Saturno. Também pode medir os elementos químicos dos grãos. Algumas dessas partículas orbitavam Saturno, enquanto outras vieram de outros sistemas estelares. O CDA no orbitador foi projetado para aprender mais sobre essas partículas, os materiais em outros corpos celestes e, potencialmente, sobre as origens do universo.

Espectrômetro infravermelho composto (CIRS)

O CIRS era um instrumento de sensoriamento remoto que media a radiação infravermelha proveniente de objetos para aprender sobre suas temperaturas, propriedades térmicas e composições. Ao longo da missão Cassini – Huygens , o CIRS mediu as emissões infravermelhas de atmosferas, anéis e superfícies no vasto sistema de Saturno. Mapeou a atmosfera de Saturno em três dimensões para determinar perfis de temperatura e pressão com altitude, composição do gás e distribuição de aerossóis e nuvens. Ele também mediu as características térmicas e a composição das superfícies e anéis dos satélites.

Espectrômetro de massa de íon e neutro (INMS)

O INMS foi um instrumento in situ que mediu a composição de partículas carregadas (prótons e íons mais pesados) e partículas neutras (átomos e moléculas) perto de Titã e Saturno para aprender mais sobre suas atmosferas. O instrumento usava um espectrômetro de massa quadrupolo . O INMS também pretendia medir os ambientes de íons positivos e neutros dos satélites e anéis gelados de Saturno.

Imaging Science Subsystem (ISS)

O ISS era um instrumento de sensoriamento remoto que captava a maioria das imagens em luz visível , e também algumas imagens infravermelhas e ultravioletas . A ISS obteve centenas de milhares de imagens de Saturno, seus anéis e suas luas. A ISS tinha uma câmera de ângulo amplo (WAC) e uma câmera de ângulo estreito (NAC). Cada uma dessas câmeras usava um dispositivo sensível de carga acoplada (CCD) como seu detector de ondas eletromagnéticas . Cada CCD tinha um arranjo quadrado de 1.024 pixels, 12  μm de lado. Ambas as câmeras permitiam muitos modos de coleta de dados, incluindo compactação de dados no chip, e eram equipadas com filtros espectrais que giravam em uma roda para visualizar diferentes bandas dentro do espectro eletromagnético variando de 0,2 a 1,1 μm.

Magnetômetro de técnica dupla (MAG)

O MAG era um instrumento in situ que mede a força e a direção do campo magnético em torno de Saturno . Os campos magnéticos são gerados parcialmente pelo núcleo derretido no centro de Saturno. Medir o campo magnético é uma das maneiras de sondar o núcleo. MAG teve 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 era um instrumento de sensoriamento remoto in situ que produz imagens e outros dados sobre as partículas aprisionadas no enorme campo magnético de Saturno, ou magnetosfera. O componente in situ mediu íons e elétrons energéticos, enquanto o componente de sensoriamento remoto (o Ion And Neutral Camera, INCA) era um gerador de imagens de átomo neutro energético . Esta informação foi usada para estudar a configuração geral e dinâmica da magnetosfera e suas interações com o vento solar, a atmosfera de Saturno, Titã, anéis e satélites gelados.

Radar

O radar de bordo era um instrumento de detecção ativo e passivo que produzia mapas da superfície de Titã. Ondas de radar eram poderosas o suficiente para penetrar o véu espesso de névoa que cercava Titã. Medindo o tempo de envio e retorno dos sinais, é possível determinar a altura de grandes feições de superfície, como montanhas e desfiladeiros. O radar passivo ouviu as ondas de rádio que Saturno ou suas luas podem emitir.

Instrumento Radio and Plasma Wave Science (RPWS)

O RPWS era um instrumento in situ e um instrumento de sensoriamento remoto que recebe e mede os sinais de rádio vindos de Saturno, incluindo as ondas de rádio emitidas pela interação do vento solar com Saturno e Titã. RPWS mediu os campos de ondas elétricas e magnéticas no meio interplanetário e nas magnetosferas planetárias. Ele também determinou a densidade e temperatura do elétron perto de Titã e em algumas regiões da magnetosfera de Saturno usando ondas de plasma em frequências características (por exemplo, a linha híbrida superior ) ou uma sonda Langmuir . RPWS estudou a configuração do campo magnético de Saturno e sua relação com a radiação quilométrica de Saturno (SKR), além de monitorar e mapear a ionosfera de Saturno, plasma e relâmpagos da atmosfera de Saturno (e possivelmente de Titã).

Subsistema Radio Science (RSS)

O RSS era um instrumento de sensoriamento remoto que usava antenas de rádio na Terra para observar como os sinais de rádio da espaçonave mudavam à medida que eram enviados através de objetos, como a atmosfera de Titã ou os anéis de Saturno, ou mesmo atrás do Sol . O RSS também estudou as composições, pressões e temperaturas de atmosferas e ionosferas, estrutura radial e distribuição de tamanho de partículas em anéis, massas do corpo e do sistema e o campo gravitacional . O instrumento usou o link de comunicação de banda X da nave espacial, bem como downlink de banda S e uplink e downlink de banda K _a .

Instrumento Cassini UVIS construído pelo Laboratório de Física Atmosférica e Espacial da Universidade do Colorado.

Espectrógrafo de imagem ultravioleta (UVIS)

O UVIS era um instrumento de sensoriamento remoto que captava imagens da luz ultravioleta refletida em um objeto, como as nuvens de Saturno e / ou seus anéis, para aprender mais sobre sua estrutura e composição. Projetado para medir a luz ultravioleta em comprimentos de onda de 55,8 a 190 nm, este instrumento também foi uma ferramenta para ajudar a determinar a composição, distribuição, conteúdo de partículas de aerossol e temperaturas de suas atmosferas. Ao contrário de outros tipos de espectrômetro, este instrumento sensível pode fazer leituras espectrais e espaciais. Era particularmente adepto da determinação da composição dos gases. As observações espaciais tiveram uma visão ampla por estreita, apenas um pixel de altura e 64 pixels de largura. A dimensão espectral foi de 1.024 pixels por pixel espacial. Também pode levar muitas imagens que criam filmes das maneiras como esse material é movido por outras forças.

O UVIS consistia em quatro canais detectores separados, o ultravioleta distante (FUV), ultravioleta extremo (EUV), fotômetro de alta velocidade (HSP) e a célula de absorção de hidrogênio-deutério (HDAC). O UVIS coletou imagens hiperespectrais e espectros discretos de Saturno, suas luas e anéis, bem como dados de ocultação estelar.

O canal HSP é projetado para observar a luz das estrelas que passa pelos anéis de Saturno (conhecidas como ocultações estelares), a fim de compreender a estrutura e a profundidade óptica dos anéis. Dados de ocultação estelar dos canais HSP e FUV confirmaram a existência de plumas de vapor d'água no pólo sul de Enceladus, bem como caracterizaram a composição das plumas.

Os espectros VIMS obtidos ao olhar através da atmosfera de Titã em direção ao Sol ajudaram a entender a atmosfera dos exoplanetas (conceito do artista; 27 de maio de 2014).

Espectrômetro de mapeamento visível e infravermelho (VIMS)

O VIMS era um instrumento de sensoriamento remoto que captava imagens usando luz visível e infravermelha para aprender mais sobre a composição das superfícies da lua, os anéis e as atmosferas de Saturno e Titã. Consistia em duas câmeras - uma usada para medir a luz visível, a outra infravermelha. O VIMS mediu a radiação refletida e emitida de atmosferas, anéis e superfícies em comprimentos de onda de 350 a 5100 nm, para ajudar a determinar suas composições, temperaturas e estruturas. Ele também observou a luz do sol e das estrelas que passa pelos anéis para aprender mais sobre sua estrutura. Os cientistas usaram o VIMS para estudos de longo prazo do movimento e morfologia das nuvens no sistema de Saturno, para determinar os padrões climáticos de Saturno.

Fonte de energia de plutônio

Um Cassini GPHS-RTG antes da instalação

Por causa da distância de Saturno ao Sol, as matrizes solares não eram viáveis ​​como fontes de energia para esta sonda espacial. Para gerar energia suficiente, essas matrizes seriam muito grandes e pesadas. Em vez disso, o orbitador Cassini foi alimentado por três geradores termoelétricos radioisótopos GPHS-RTG , que usam o calor da decomposição de cerca de 33 kg (73 lb) de plutônio-238 (na forma de dióxido de plutônio ) para gerar eletricidade de corrente direta por meio de termoelétricas . Os RTGs da missão Cassini têm o mesmo design que os usados ​​nas sondas espaciais New Horizons , Galileo e Ulysses , e foram projetados para ter uma vida operacional muito longa. No final da missão nominal de 11 anos da Cassini , eles ainda eram capazes de produzir 600 a 700 watts de energia elétrica. (Um dos RTGs sobressalentes para a missão Cassini foi usado para alimentar a missão Novos Horizontes para Plutão e o cinturão de Kuiper , que foi projetado e lançado posteriormente.)

A distribuição de energia era realizada por 192 interruptores de estado sólido , que também funcionavam como disjuntores no caso de uma condição de sobrecarga. Os switches usaram MOSFETs que apresentaram melhor eficiência e uma vida útil mais longa em comparação com switches convencionais, ao mesmo tempo eliminando transientes . No entanto, esses disjuntores de estado sólido estavam sujeitos a disparos errôneos (presumivelmente de raios cósmicos), exigindo que eles se reiniciassem e causando perdas nos dados experimentais.

Pelota de plutônio incandescente que é a fonte de energia do gerador termoelétrico de radioisótopo da sonda

Para ganhar impulso enquanto já estava em vôo, a trajetória da missão Cassini incluiu várias manobras de estilingue gravitacional : dois passes de Vênus , um mais da Terra e um do planeta Júpiter . O sobrevôo terrestre foi a instância final em que a sonda representou qualquer perigo concebível para os seres humanos. A manobra foi bem-sucedida, com a Cassini passando 1.171 km (728 mi) acima da Terra em 18 de agosto de 1999. Se houvesse algum defeito que fizesse a sonda colidir com a Terra, o estudo completo de impacto ambiental da NASA estimou que, no pior dos casos (com um ângulo de entrada agudo no qual a Cassini iria queimar gradualmente), uma fração significativa dos 33 kg de plutônio-238 dentro dos RTGs teria sido dispersa na atmosfera da Terra de modo que até cinco bilhões de pessoas (ou seja, quase todo o população terrestre) poderia ter sido exposta, causando cerca de 5.000 mortes por câncer adicionais nas décadas subsequentes (0,0005 por cento, ou seja, uma fração de 0,000005, de um bilhão de mortes por câncer esperadas de qualquer maneira por outras causas; o produto é calculado incorretamente em outro lugar como 500.000 mortes). No entanto, a chance de isso acontecer foi estimada em menos de uma em um milhão, ou seja, a chance de uma pessoa morrer (assumindo 5.000 mortes) em menos de 1 em 200.

Telemetria

A espaçonave Cassini era capaz de transmitir em vários formatos diferentes de telemetria. O subsistema de telemetria é talvez o subsistema mais importante, porque sem ele não poderia haver retorno de dados.

A telemetria foi desenvolvida do zero, devido à espaçonave usar um conjunto de computadores mais moderno do que as missões anteriores. Portanto, a Cassini foi a primeira espaçonave a adotar minipacotes para reduzir a complexidade do Dicionário de Telemetria, e o processo de desenvolvimento de software levou à criação de um Gerente de Telemetria para a missão.

Havia cerca de 1.088 canais (em 67 mini-pacotes) reunidos no Dicionário de Telemetria Cassini . Destes 67 minipacotes de complexidade inferior, 6 minipacotes continham a covariância do subsistema e os elementos de ganho de Kalman (161 medições), não usados ​​durante as operações normais da missão. Isso deixou 947 medições em 61 mini-pacotes.

Um total de sete mapas de telemetria correspondentes a 7 modos de telemetria AACS foram construídos. Esses modos são: (1) Gravar; (2) Cruzeiro Nominal; (3) Cruzeiro médio lento; (4) Cruzeiro lento; (5) Orbital Ops; (6) Av; (7) Calibração ATE (Estimador de Atitude). Esses 7 mapas cobrem todos os modos de telemetria de espaçonaves.

Sonda Huygens

Visão de Huygens da superfície de Titã

Mesma imagem com processamento de dados diferente

A sonda Huygens , fornecida pela Agência Espacial Europeia (ESA) e nomeada em homenagem ao astrônomo holandês do século 17 que primeiro descobriu Titã, Christiaan Huygens , examinou as nuvens, a atmosfera e a superfície da lua de Saturno, Titã, em sua descida em 15 de janeiro de 2005. Ele foi projetado para entrar e frear na atmosfera de Titã e lançar um laboratório robótico totalmente equipado para a superfície.

O sistema de sonda consistia na própria sonda que desceu até Titã e no equipamento de suporte da sonda (PSE) que permaneceu conectado à espaçonave em órbita. O PSE inclui componentes eletrônicos que rastreiam a sonda, recuperam os dados coletados durante sua descida e processam e entregam os dados ao orbitador que os transmite à Terra. A CPU do computador de controle central era um sistema de controle MIL-STD-1750A redundante .

Os dados foram transmitidos por um link de rádio entre Huygens e Cassini fornecido pelo Probe Data Relay Subsystem (PDRS). Como a missão da sonda não pôde ser telecomandada da Terra devido à grande distância, ela foi gerenciada automaticamente pelo Subsistema de Gerenciamento de Dados de Comando (CDMS). O PDRS e o CDMS foram fornecidos pela Agência Espacial Italiana (ASI).

Após o lançamento da Cassini , foi descoberto que os dados enviados da sonda Huygens para o orbitador Cassini (e então retransmitidos para a Terra) seriam amplamente ilegíveis. A causa era que a largura de banda da eletrônica de processamento de sinal era muito estreita e a mudança Doppler prevista entre a sonda e a nave-mãe colocaria os sinais fora do alcance do sistema. Assim, o receptor da Cassini não seria capaz de receber os dados da Huygens durante sua descida para Titã.

Uma solução alternativa foi encontrada para recuperar a missão. A trajetória da Cassini foi alterada para reduzir a velocidade da linha de visão e, portanto, o deslocamento doppler. A trajetória subsequente da Cassini foi idêntica à planejada anteriormente, embora a mudança tenha substituído duas órbitas antes da missão Huygens por três órbitas mais curtas.

Eventos e descobertas selecionadas

Animação de Cassini 's trajetória de 15 de outubro de 1997 a 4 de maio de 2008
  Cassini – Huygens  ·   Júpiter  ·   Saturn  ·   Terra  ·   Venus  ·    2685 Masursky

Animação de Cassini 's trajetória ao redor de Saturno desde 1 de Maio de 2004 a 15 setembro de 2017
   Cassini  ·   Saturn  ·   Encélado  ·   Titan  ·   Iapetus

Vênus e a Terra sobrevoam e o cruzeiro para Júpiter

Imagem da Lua durante o sobrevôo

A Cassini sonda espacial realizada duas gravitacionais-auxiliar sobrevôos de Vênus em 26 de Abril de 1998 e 24 de junho de 1999. Estes voos rasantes desde que a sonda espacial com impulso suficiente para viajar todo o caminho para o cinturão de asteróides . Nesse ponto, a gravidade do Sol puxou a sonda espacial de volta para o interior do Sistema Solar.

Em 18 de agosto de 1999, às 03:28 UTC, a nave fez um sobrevoo da Terra com auxílio gravitacional. Uma hora e 20 minutos antes da abordagem mais próxima, a Cassini fez sua abordagem mais próxima da Lua da Terra a 377.000 quilômetros e tirou uma série de fotos de calibração.

Em 23 de janeiro de 2000, a Cassini sobrevoou o asteróide 2685 Masursky por volta das 10:00 UTC. Ele tirou fotos no período de cinco a sete horas antes do sobrevôo a uma distância de 1,6 × 10 ⁶  km (0,99 × 10 ⁶  mi) e um diâmetro de 15 a 20 km (9,3 a 12,4 mi) foi estimado para o asteróide. ^^

Júpiter sobrevoando

Uma imagem de sobrevôo de Júpiter

A Cassini fez sua abordagem mais próxima de Júpiter em 30 de dezembro de 2000 e fez muitas medições científicas. Cerca de 26.000 imagens de Júpiter, seus anéis fracos e suas luas foram tiradas durante o sobrevôo de seis meses. Ele produziu o retrato global colorido mais detalhado do planeta até então (veja a imagem à direita), no qual as menores feições visíveis têm aproximadamente 60 km (37 milhas) de diâmetro.

A Cassini fotografou Io em trânsito por Júpiter em 1 ° de janeiro de 2001.

A principal descoberta do sobrevôo, anunciada em 6 de março de 2003, foi a circulação atmosférica de Júpiter. "Cinturões" escuros alternam-se com "zonas" claras na atmosfera, e os cientistas há muito consideram as zonas, com suas nuvens claras, áreas de ressurgência do ar, em parte porque muitas nuvens na Terra se formam onde o ar está subindo. Mas a análise das imagens da Cassini mostrou que células de tempestade individuais de nuvens brancas brilhantes que emergem, pequenas demais para serem vistas da Terra, surgem quase sem exceção nos cinturões escuros. De acordo com Anthony Del Genio, do Instituto Goddard de Estudos Espaciais da NASA , "os cinturões devem ser as áreas de movimento atmosférico crescente em Júpiter, [então] o movimento líquido nas zonas deve estar diminuindo".

Outras observações atmosféricas incluíram um oval escuro rodopiante de alta névoa atmosférica, aproximadamente do tamanho da Grande Mancha Vermelha , perto do pólo norte de Júpiter. Imagens infravermelhas revelaram aspectos da circulação perto dos pólos, com faixas de ventos que circundam o globo, com faixas adjacentes movendo-se em direções opostas.

O mesmo anúncio também discutiu a natureza dos anéis de Júpiter . O espalhamento de luz por partículas nos anéis mostrou que as partículas tinham formato irregular (ao invés de esférico) e provavelmente se originaram como material ejetado de impactos de micrometeoritos nas luas de Júpiter, provavelmente Metis e Adrastea .

Testes de relatividade geral

Em 10 de outubro de 2003, a equipe científica da missão anunciou os resultados de testes de Albert Einstein 's teoria da relatividade geral , realizada por meio de ondas de rádio transmitidos do Cassini sonda espacial. Os cientistas de rádio mediram uma mudança de frequência nas ondas de rádio de e para a espaçonave, à medida que essas ondas passavam perto do sol. De acordo com a teoria geral da relatividade, um objeto massivo como o Sol faz com que o espaço-tempo se curve, causando um feixe de ondas de rádio (ou luz, ou qualquer forma de radiação eletromagnética ) que passa pelo Sol para viajar mais longe (conhecido como Shapiro atraso de tempo ).

Embora alguns desvios mensuráveis ​​dos valores calculados usando a teoria geral da relatividade sejam previstos por alguns modelos cosmológicos incomuns, nenhum desses desvios foi encontrado por este experimento. Testes anteriores usando ondas de rádio transmitidas pelas sondas espaciais Viking e Voyager estavam de acordo com os valores calculados da relatividade geral com uma precisão de uma parte em mil. As medições mais refinadas do experimento da sonda espacial Cassini melhoraram essa precisão para cerca de uma parte em 51.000. Os dados apóiam firmemente a teoria geral da relatividade de Einstein.

Novas luas de Saturno

A possível formação de uma lua nova foi capturada em 15 de abril de 2013.

No total, a missão Cassini descobriu sete novas luas orbitando Saturno. Usando imagens tiradas pela Cassini , os pesquisadores descobriram Methone , Pallene e Polydeuces em 2004, embora uma análise posterior tenha revelado que a Voyager 2 havia fotografado Pallene em seu sobrevôo de 1981 do planeta anelado.

Fotografia descoberta da lua Daphnis

Em 1 de maio de 2005, uma lua nova foi descoberta pela Cassini na fenda de Keeler . Recebeu a designação S / 2005 S 1 antes de ser denominada Daphnis . Uma quinta lua nova foi descoberta pela Cassini em 30 de maio de 2007 e foi provisoriamente denominada S / 2007 S 4. Ela agora é conhecida como Anthe . Um comunicado à imprensa em 3 de fevereiro de 2009 mostrou uma sexta lua nova encontrada pela Cassini . A lua tem aproximadamente 500 m (0,3 mi) de diâmetro dentro do anel G do sistema de anéis de Saturno e agora é chamada de Aegaeon (anteriormente S / 2008 S 1). Um comunicado à imprensa em 2 de novembro de 2009 menciona a sétima lua nova encontrada pela Cassini em 26 de julho de 2009. Atualmente, é rotulada S / 2009 S 1 e tem aproximadamente 300 m (1000 pés) de diâmetro no sistema de anéis B.

Em 14 de abril de 2014, os cientistas da NASA relataram o possível início de uma lua nova no Anel A de Saturno .

Phoebe sobrevoando

Chegada de Cassini (esquerda) e mosaicos de partida de Phoebe (2004)

Em 11 de junho de 2004, a Cassini voou pela lua Phoebe . Esta foi a primeira oportunidade para estudos de perto desta lua (a Voyager 2 realizou um sobrevôo distante em 1981, mas não retornou imagens detalhadas). Também foi o único sobrevôo possível da Cassini para Phoebe devido à mecânica das órbitas disponíveis ao redor de Saturno.

As primeiras imagens em close foram recebidas em 12 de junho de 2004, e os cientistas da missão imediatamente perceberam que a superfície de Phoebe parece diferente dos asteróides visitados por espaçonaves. Partes da superfície com muitas crateras parecem muito brilhantes nessas fotos, e atualmente acredita-se que uma grande quantidade de gelo de água exista sob sua superfície imediata.

Rotação de Saturno

Em um anúncio feito em 28 de junho de 2004, os cientistas do programa da Cassini descreveram a medição do período de rotação de Saturno. Como não existem recursos fixos na superfície que possam ser usados ​​para obter este período, foi utilizada a repetição das emissões de rádio. Esses novos dados estavam de acordo com os valores mais recentes medidos na Terra e constituíram um quebra-cabeça para os cientistas. Acontece que o período de rotação do rádio mudou desde que foi medido pela primeira vez em 1980 pela Voyager 1 , e agora era 6 minutos a mais. Isso, no entanto, não indica uma mudança na rotação geral do planeta. Acredita-se que seja devido a variações na alta atmosfera e na ionosfera nas latitudes que estão magneticamente conectadas à região da fonte de rádio.

Em 2019, a NASA anunciou o período de rotação de Saturno como 10 horas, 33 minutos e 38 segundos, calculado usando a sismologia de anel de Saturno. As vibrações do interior de Saturno causam oscilações em seu campo gravitacional. Essa energia é absorvida por partículas anulares em locais específicos, onde se acumula até ser liberada em uma onda. Os cientistas usaram dados de mais de 20 dessas ondas para construir uma família de modelos do interior de Saturno, fornecendo a base para o cálculo de seu período de rotação.

Orbitando Saturno

Saturno atingiu o equinócio em 2008, logo após o fim da missão principal.

Em 1 de julho de 2004, a espaçonave voou pelo intervalo entre os anéis F e G e alcançou a órbita , após uma viagem de sete anos. Foi a primeira espaçonave a orbitar Saturno.

A manobra de inserção orbital de Saturno (SOI) realizada pela Cassini foi complexa, exigindo que a nave orientasse sua antena de alto ganho para longe da Terra e ao longo de sua trajetória de vôo, para proteger seus instrumentos de partículas nos anéis de Saturno. Uma vez que a nave cruzou o plano do anel, ela teve que girar novamente para apontar seu motor ao longo de sua trajetória de vôo, e então o motor disparou para desacelerar a nave em 622 m / s para permitir que Saturno o capturasse. A Cassini foi capturada pela gravidade de Saturno por volta das 20h54, horário de verão do Pacífico, em 30 de junho de 2004. Durante a manobra, a Cassini passou a 20.000 km (12.000 milhas) do topo das nuvens de Saturno.

Quando a Cassini estava na órbita de Saturno, a saída do sistema de Saturno foi avaliada em 2008 durante o planejamento do final da missão.

Titã sobrevoando

Titan - visualizações infravermelhas (2004 - 2017)

A Cassini fez seu primeiro sobrevôo da maior lua de Saturno , Titã , em 2 de julho de 2004, um dia após a inserção na órbita, quando se aproximou de 339.000 km (211.000 milhas) de Titã. Imagens tiradas por filtros especiais (capazes de ver através da névoa global da lua) mostraram nuvens polares sul consideradas compostas de metano e características de superfície com brilho amplamente diferente. Em 27 de outubro de 2004, a espaçonave executou o primeiro dos 45 sobrevôos planejados de Titã, quando passou a apenas 1.200 km (750 milhas) acima da lua. Quase quatro gigabits de dados foram coletados e transmitidos à Terra, incluindo as primeiras imagens de radar da superfície da lua envolta em névoa. Ele revelou que a superfície de Titã (pelo menos a área coberta pelo radar) é relativamente nivelada, com a topografia atingindo não mais do que cerca de 50 m (160 pés) de altitude. O sobrevôo proporcionou um notável aumento na resolução da imagem em relação à cobertura anterior. Imagens com resolução até 100 vezes melhor foram tiradas e são típicas de resoluções planejadas para sobrevoos subsequentes da Titan. A Cassini coletou fotos de Titã e os lagos de metano eram semelhantes aos lagos de água da Terra.

Huygens pousa em Titã

Imagem externa
Imagens brutas da descida da sonda Huygens em 14 de janeiro de 2005 (37 páginas) ESA / NASA / JPL / U. do Arizona. (Hospedagem ESA)

A Cassini lançou a sonda Huygens em 25 de dezembro de 2004, por meio de uma mola e trilhos espirais destinados a girar a sonda para maior estabilidade. Ele entrou na atmosfera de Titan em 14 de janeiro de 2005 e, após uma descida de duas horas e meia, pousou em solo sólido. Embora a Cassini tenha retransmitido com sucesso 350 das fotos que recebeu da Huygens de sua descida e local de pouso, um erro de software falhou ao ligar um dos receptores Cassini e causou a perda de outras 350 fotos. Durante o pouso, por precaução, a NASA carregou Huygens com 3 pára-quedas.

Enceladus flybys

Vista da superfície semelhante à Europa de Enceladus com as fraturas Labtayt Sulci no centro e o Ébano (à esquerda) e Cufa dorsa no canto inferior esquerdo; fotografado pela Cassini em 17 de fevereiro de 2005

Durante os dois primeiros voos próximos da lua Enceladus em 2005, a Cassini descobriu uma deflexão no campo magnético local que é característica da existência de uma atmosfera fina, mas significativa. Outras medições obtidas naquele momento apontam para o vapor de água ionizado como seu principal constituinte. A Cassini também observou gêiseres de água gelada em erupção 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 começaram a suspeitar que pode haver bolsões de água líquida perto da superfície da lua que alimentam as erupções.

Em 12 de março de 2008, a Cassini sobrevoou Enceladus, passando a 50 km da superfície da lua. A espaçonave passou pelas plumas que se estendem de seus gêiseres ao sul, detectando água, dióxido de carbono e vários hidrocarbonetos com seu espectrômetro de massa, enquanto também mapeava características da superfície que estão em temperatura muito mais alta do que seus arredores com o espectrômetro infravermelho. A Cassini não conseguiu coletar dados com seu analisador de poeira cósmica devido a um defeito de software desconhecido.

Em 21 de novembro de 2009, a Cassini fez seu oitavo sobrevôo de Enceladus, desta vez com uma geometria diferente, aproximando-se a 1.600 km (990 mi) da superfície. O instrumento Composite Infrared Spectrograph (CIRS) produziu um mapa de emissões térmicas da 'faixa de tigre' de Bagdá Sulcus . Os dados retornados ajudaram a criar uma imagem em mosaico detalhada e de alta resolução da parte sul do hemisfério lunar voltado para Saturno.

Em 3 de abril de 2014, quase dez anos após a Cassini entrar na órbita de Saturno, a NASA relatou evidências de um grande oceano interno salgado de água líquida em Enceladus. A presença de um oceano salgado interno em contato com o núcleo rochoso da lua, coloca Enceladus "entre os locais mais prováveis ​​no Sistema Solar para hospedar vida microbiana alienígena ". Em 30 de junho de 2014, a NASA comemorou os dez anos da Cassini explorando Saturno e suas luas , destacando a descoberta da atividade aquática em Enceladus, entre outras descobertas.

Em setembro de 2015, a NASA anunciou que os dados gravitacionais e de imagem da Cassini foram usados ​​para analisar as librações da órbita de Enceladus e determinou que a superfície da lua não está rigidamente ligada ao seu núcleo, concluindo que o oceano subterrâneo deve, portanto, ser global em extensão.

Em 28 de outubro de 2015, a Cassini realizou um sobrevôo de Enceladus, chegando a 49 km (30 mi) da superfície e passando pela pluma de gelo acima do pólo sul .

Ocultações de rádio dos anéis de Saturno

Em maio de 2005, a Cassini iniciou uma série de experimentos de ocultação de rádio para medir a distribuição de tamanho das partículas nos anéis de Saturno e medir a própria atmosfera de Saturno. Por mais de quatro meses, a nave completou órbitas projetadas para esse fim. Durante esses experimentos, ele voou para trás do plano do anel de Saturno, visto da Terra, e transmitiu ondas de rádio através das partículas. Os sinais de rádio recebidos na Terra foram analisados ​​quanto à frequência, fase e mudança de potência do sinal para determinar a estrutura dos anéis.

Imagem superior: mosaico de cores visíveis dos anéis de Saturno tirado em 12 de dezembro de 2004. Imagem inferior: vista simulada construída a partir de uma observação de rádio-ocultação em 3 de maio de 2005. A cor na imagem inferior representa o tamanho das partículas do anel.

Raios em anéis verificados

Em imagens capturadas em 5 de setembro de 2005, a Cassini detectou raios nos anéis de Saturno, antes vistos apenas pelo observador visual Stephen James O'Meara em 1977 e depois confirmados pelas sondas espaciais Voyager no início dos anos 1980.

Lagos de Titã

Ligeia Mare , à esquerda, é comparada em escala ao Lago Superior .

Titan - recurso em evolução em Ligeia Mare (21 de agosto de 2014).

Imagens de radar obtidas em 21 de julho de 2006 parecem mostrar lagos de hidrocarbonetos líquidos (como metano e etano ) nas latitudes 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 cem quilômetros de diâmetro.

Em 13 de março de 2007, o Laboratório de Propulsão a Jato anunciou que havia encontrado fortes evidências 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.

Furacão saturno

Em novembro de 2006, os cientistas descobriram uma tempestade no pólo sul de Saturno com uma parede de olho distinta . Isso é característico de um furacão na Terra e nunca tinha sido visto em outro planeta antes. Ao contrário de um furacão terrestre , a tempestade parece estar estacionária no pólo. A tempestade tem 8.000 km (5.000 mi) de diâmetro e 70 km (43 mi) de altura, com ventos soprando a 560 km / h (350 mph).

Iapetus sobrevoando

Tirada em 10 de setembro de 2007, a uma distância de 62.331 km (38.731 milhas), a crista equatorial e a superfície de Iápeto são reveladas. (Filtros CL1 e CL2)

Close da superfície de Iápeto, 2007

Em 10 de setembro de 2007, a Cassini completou o sobrevôo da estranha lua em forma de noz, de dois tons, Iápeto . As imagens foram tiradas de 1.600 km (1.000 milhas) acima da superfície. Ao enviar as imagens de volta para a Terra, foi atingido por um raio cósmico que o obrigou a entrar temporariamente no modo de segurança . Todos os dados do sobrevôo foram recuperados.

Extensão de missão

Em 15 de abril de 2008, a Cassini recebeu financiamento para uma missão estendida de 27 meses. Consistia em mais 60 órbitas de Saturno , com mais 21 sobrevôos próximos de Titã, sete de Enceladus, seis de Mimas, oito de Tethys e um sobrevoo direcionado a cada um de Dione , Rhea e Helene . A missão estendida começou em 1º de julho de 2008 e foi renomeada para Missão Equinócio Cassini, pois a missão coincidia com o equinócio de Saturno .

Extensão da segunda missão

Uma proposta foi submetida à NASA para uma segunda extensão da missão (setembro de 2010 - maio de 2017), provisoriamente chamada de missão estendida estendida ou XXM. Este ($ 60 milhões por ano) foi aprovado em fevereiro de 2010 e rebatizado de Missão Cassini Solstice . Ele incluiu a Cassini orbitando Saturno 155 vezes mais, conduzindo 54 sobrevôos adicionais de Titã e mais 11 de Enceladus.

Grande tempestade de 2010 e consequências

Tempestade no hemisfério norte em 2011

Em 25 de outubro de 2012, a Cassini testemunhou as consequências da enorme tempestade da Grande Mancha Branca que ocorre aproximadamente a cada 30 anos em Saturno. Os dados do instrumento do espectrômetro infravermelho composto (CIRS) indicaram uma descarga poderosa da tempestade que causou um pico de temperatura na estratosfera de Saturno 83 K (83 ° C; 149 ° F) acima do normal. Simultaneamente, um grande aumento no gás etileno foi detectado por pesquisadores da NASA no Goddard Research Center em Greenbelt, Maryland. O etileno é um gás incolor altamente incomum em Saturno e é produzido naturalmente e por meio de fontes artificiais na Terra. A tempestade que produziu esta descarga foi observada pela primeira vez pela espaçonave em 5 de dezembro de 2010 no hemisfério norte de Saturno. A tempestade é a primeira do tipo a ser observada por uma espaçonave em órbita de Saturno, bem como a primeira a ser observada em comprimentos de onda infravermelhos térmicos, permitindo aos cientistas observar a temperatura da atmosfera de Saturno e rastrear fenômenos invisíveis a olho nu . O pico de gás etileno produzido pela tempestade atingiu níveis 100 vezes maiores do que os considerados possíveis para Saturno. Os cientistas também determinaram que a tempestade testemunhada foi o maior e mais quente vórtice estratosférico já detectado no Sistema Solar, inicialmente sendo maior do que a Grande Mancha Vermelha de Júpiter .

Trânsito de Vênus

Em 21 de dezembro de 2012, a Cassini observou um trânsito de Vênus pelo sol. O instrumento VIMS analisou a luz do sol que passa pela atmosfera venusiana. O VIMS observou anteriormente o trânsito do exoplaneta HD 189733 b .

O dia em que a terra sorriu

O dia em que a Terra sorriu - Saturno com algumas de suas luas, Terra , Vênus e Marte visíveis nesta montagem da Cassini (19 de julho de 2013)

Em 19 de julho de 2013, a sonda foi apontada em direção à Terra para capturar uma imagem da Terra e da Lua , como parte de um retrato de luz natural com várias imagens de todo o sistema de Saturno. O evento foi único, pois foi a primeira vez que a NASA informou ao público que uma foto de longa distância estava sendo tirada com antecedência. A equipe de imagem disse que queria que as pessoas sorrissem e acenassem para os céus, com a cientista da Cassini , Carolyn Porco, descrevendo o momento como uma chance de "celebrar a vida no Ponto Azul Pálido ".

Rhea sobrevoando

Em 10 de fevereiro de 2015, a espaçonave Cassini visitou Rhea mais de perto, chegando a 47.000 km (29.000 mi). A espaçonave observou a lua com suas câmeras, produzindo algumas das imagens coloridas de mais alta resolução de Rhea.

Hyperion sobrevoando

A Cassini realizou seu último sobrevôo da lua de Saturno, Hyperion, em 31 de maio de 2015, a uma distância de cerca de 34.000 km (21.000 milhas).

Hyperion - visão de contexto
de 37.000 km (23.000 mi)
(31 de maio de 2015)

Hyperion - visão aproximada
de 38.000 km (24.000 mi)
(31 de maio de 2015)

Dione sobrevoando

A Cassini realizou seu último sobrevôo da lua de Saturno Dione em 17 de agosto de 2015, a uma distância de cerca de 475 km (295 milhas). Um sobrevoo anterior foi realizado em 16 de junho.

Hexágono muda de cor

Entre 2012 e 2016, o padrão de nuvem hexagonal persistente no pólo norte de Saturno mudou de uma cor predominantemente azul para uma cor mais dourada. Uma teoria para isso é uma mudança sazonal: a exposição prolongada à luz do sol pode estar criando neblina à medida que o pólo gira em direção ao sol. Foi observado anteriormente que havia menos cor azul em geral em Saturno entre 2004 e 2008.

2012 e 2016:
mudanças de cor do hexágono

2013 e 2017:
mudanças de cor do hexágono

Grande Final e destruição

Animação de Cassini ' s Grand Finale
  Cassini  ·   Saturno

O fim da Cassini envolveu uma série de passagens próximas de Saturno, aproximando-se dentro dos anéis , e então uma entrada na atmosfera de Saturno em 15 de setembro de 2017, para destruir a espaçonave. Este método foi escolhido porque é imperativo garantir a proteção e prevenir a contaminação biológica de qualquer uma das luas de Saturno que se acredita oferecer habitabilidade potencial .

Em 2008, várias opções foram avaliadas para atingir esse objetivo, cada uma com vários desafios de financiamento, científicos e técnicos. Um impacto de Saturno de curto período para o fim da missão foi classificado como "excelente" com as razões "A opção do anel D satisfaz as metas AO não alcançadas; barato e facilmente alcançável", enquanto a colisão com uma lua gelada foi classificada como "boa" por ser "barata e alcançável em qualquer lugar / hora ".

Houve um drama orçamentário em 2013-14 sobre a NASA receber financiamento do governo dos EUA para o Grand Finale. As duas fases do Grand Finale acabaram sendo o equivalente a duas missões distintas da classe Discovery Program , no sentido de que o Grand Finale foi completamente diferente da missão regular principal da Cassini . O governo dos EUA aprovou no final de 2014 o Grand Finale ao custo de US $ 200 milhões. Isso era muito mais barato do que construir duas novas sondas em missões separadas da classe Discovery.

Em 29 de novembro de 2016, a espaçonave realizou um sobrevôo de Titã que a levou ao portal das órbitas do anel F: Este foi o início da fase Grand Finale culminando em seu impacto com o planeta. Um sobrevoo final de Titã em 22 de abril de 2017 mudou a órbita novamente para voar através da lacuna entre Saturno e seu anel interno dias depois, em 26 de abril. A Cassini passou cerca de 3.100 km (1.900 mi) acima da camada de nuvens de Saturno e 320 km (200 mi) ) da borda visível do anel interno; ele obteve com sucesso imagens da atmosfera de Saturno e começou a retornar dados no dia seguinte. Depois de mais 22 órbitas através da lacuna, a missão foi encerrada com um mergulho na atmosfera de Saturno em 15 de setembro; O sinal foi perdido às 11:55:46 UTC de 15 de setembro de 2017, apenas 30 segundos depois do previsto. Estima-se que a espaçonave queimou cerca de 45 segundos após a última transmissão.

Em setembro de 2018, a NASA ganhou um prêmio Emmy de Melhor Programa Interativo Original por sua apresentação do Grande Final da missão Cassini em Saturno .

Em dezembro de 2018, a Netflix exibiu "NASA's Cassini Mission" em sua série 7 Days Out documentando os dias finais daqueles que trabalhavam na missão Cassini antes que a espaçonave colidisse com Saturno para alcançar seu Grand Finale.

Em janeiro de 2019, uma nova pesquisa usando dados coletados durante a fase Grand Finale da Cassini foi publicada:

• O fechamento final dos anéis e do planeta permitiu aos cientistas medir a duração de um dia em Saturno: 10 horas, 33 minutos e 38 segundos.
• Os anéis de Saturno são relativamente novos, com 10 a 100 milhões de anos.

Cassini orbitando Saturno antes do Grand Finale (conceitos artísticos)

Local de impacto da Cassini em Saturno ( espectrômetro de mapeamento visual / infravermelho ; 15 de setembro de 2017)

Uma imagem em close da atmosfera de Saturno de cerca de 3.100 km (1.900 mi) acima da camada de nuvens, tirada pela Cassini em seu primeiro mergulho em 26 de abril de 2017, no início do Grand Finale

Última imagem (colorida) tirada pela Cassini enquanto descia em direção a Saturno. A imagem foi tirada a 634.000 km (394.000 mi) acima de Saturno em 14 de setembro de 2017, às 19:59 UTC.

Última imagem (preto e branco) tirada pelas câmeras de imagem na espaçonave Cassini (14 de setembro de 2017, às 19:59 UTC)

Tocar mídia

Vídeo (03:40) detalhando a missão Grand Finale da Cassini e uma retrospectiva do que a missão cumpriu .

Missões

A operação da espaçonave foi organizada em torno de uma série de missões. Cada um está estruturado de acordo com um determinado montante de financiamento, objetivos, etc. Pelo menos 260 cientistas de 17 países trabalharam na missão Cassini – Huygens ; além disso, milhares de pessoas trabalharam para projetar, fabricar e lançar a missão.

• Prime Mission, julho de 2004 a junho de 2008.
• A Missão Cassini Equinox foi uma extensão de missão de dois anos que durou de julho de 2008 a setembro de 2010.
• A missão Cassini Solstice foi executada de outubro de 2010 a abril de 2017. (Também conhecida como missão XXM).
• Grand Finale (nave espacial direcionada para Saturno), de abril de 2017 a 15 de setembro de 2017.

• 

  Saturn by Cassini , 2016

• 

  Cassini-Huygens em números
  (setembro de 2017)

• 

  Adeus a Saturno e às luas ( Enceladus , Epimetheus , Janus , Mimas , Pandora e Prometheus )
  (13 de setembro de 2017)

Glossário

Veja também

Referências

Leitura adicional

• Ralph Lorenz (2017). NASA / ESA / ASI Cassini-Huygens: 1997 em diante (orbitador Cassini, sonda Huygens e conceitos de exploração futura) (Manual de Oficina de Proprietários) . Haynes Manuais, Reino Unido. ISBN 978-1785211119.
• Karl Grossman (1997). The Wrong Stuff: A ameaça nuclear do Programa Espacial ao nosso planeta . Common Courage Press. ISBN 978-1-56751-125-3.
• David M. Harland (2002). Missão para Saturno: Cassini e a Sonda Huygens . Springer-Verlag. ISBN 978-1-85233-656-1.
• Ralph Lorenz; Jacqueline Mitton (2002). Levantando o Véu de Titã: Explorando a Lua Gigante de Saturno . Cambridge University Press. ISBN 978-0-521-79348-3.
• Meltzer, Michael (2015). A visita da Cassini-Huygens a Saturno: uma missão histórica ao planeta anelado . Cham: Springer International Publishing Switzerland. ISBN 978-3-319-07608-9.
• Irene Klotz (31 de agosto de 2017). "Assento ao lado do anel da Cassini em Saturno chegando ao fim" . Semana da Aviação e Tecnologia Espacial . Uma jornada épica de descoberta em Saturno termina, deixando mistérios para futuros exploradores.

links externos

Sites oficiais

• Site da Cassini-Huygens Arquivado em 26 de janeiro de 2018, na Wayback Machine pelo Jet Propulsion Laboratory
• Site da Cassini-Huygens da NASA
• Site da Cassini-Huygens da Agência Espacial Europeia
• Site da Cassini-Huygens Arquivado em 13 de maio de 2017, na Wayback Machine pela divisão de Exploração do Sistema Solar da NASA
• Cassini Mission Archive Science-Data Repository no Planetary Data System da NASA

Mídia e telecomunicações

• CICLOPS.org , página inicial de imagens da Cassini
• Cassini Hall of Fame , galerias de imagens do Jet Propulsion Laboratory
• "Cassini at Saturn" , uma playlist do YouTube do Jet Propulsion Laboratory
  • "Titan Touchdown" , representação da descida e aterrissagem de Huygens
• Informações DESCANSO DSN Telecom
• Em Saturn's Rings , filme animado a partir de milhões de fotos estáticas
• Em torno de Saturno , filme animado com mais de 200.000 imagens tiradas pela Cassini de 2004 a 2012
• Renderização 3D da Cassini baseada em WebGL
• Álbum de imagens da Cassini por Kevin M. Gill
• https://www.nasa.gov/sites/default/files/atoms/files/the_saturn_system.pdf - ATRAVÉS DOS OLHOS DE CASSINI