В этой статье приводится хронология миссии Кассини-Гюйгенс (обычно называемой Кассини ). Кассини был совместным проектом НАСА США , Европейского космического агентства («ЕКА») и Итальянского космического агентства («АСИ») по отправке зонда для изучения системы Сатурна, включая планету, ее кольца и ее естественные спутники . [1] [2] Беспилотный роботизированный космический аппарат класса Флагман включал в себя как зонд Кассини НАСА , так и посадочный модуль Гюйгенс ЕКА , который был разработан для посадки на крупнейший спутник Сатурна, Титан . Кассини был четвертым космическим зондом , посетившим Сатурн , и первым, вышедшим на его орбиту. Аппараты были названы в честь астрономов Джованни Кассини и Христиана Гюйгенса .
Запущенный на борту Titan IVB/Centaur 15 октября 1997 года, Cassini просуществовал почти 20 лет, 13 из которых он провел на орбите Сатурна. [3] Путешествие к Сатурну включало пролеты мимо Венеры (апрель 1998 года и июнь 1999 года), Земли (август 1999 года), астероида 2685 Masursky и Юпитера (декабрь 2000 года). Зонды вышли на орбиту 1 июля 2004 года, а миссия завершилась 15 сентября 2017 года, когда Cassini влетел в верхние слои атмосферы Сатурна [4] [5] , чтобы предотвратить любой риск загрязнения спутников Сатурна, некоторые из которых имеют активную среду, потенциально способную поддерживать жизнь. [6] [7] Широко распространено мнение, что миссия превзошла все ожидания. Директор Планетарного научного отдела НАСА охарактеризовал «Кассини-Гюйгенс» как «первую миссию» [8] , которая произвела революцию в понимании человеком системы Сатурна, включая его спутники и кольца , а также в понимании того, где в Солнечной системе может находиться жизнь .
Основная миссия Cassini длилась четыре года, с июня 2004 по май 2008 года. Миссия была продлена еще на два года до сентября 2010 года под названием Cassini Equinox Mission . Миссия была продлена во второй и последний раз с Cassini Solstice Mission , которая продлилась до уничтожения космического аппарата в сентябре 2017 года.
Модуль Huygens путешествовал с Cassini до его отделения от зонда 25 декабря 2004 года; он был успешно приземлен на парашюте на Титане 14 января 2005 года. Он успешно возвращал данные на Землю в течение примерно 90 минут, используя орбитальный аппарат в качестве ретранслятора. Это была первая посадка, когда-либо осуществленная во внешней Солнечной системе , и первая посадка на луну, отличную от нашей.
В конце своей миссии космический аппарат «Кассини» выполнил «грандиозный финал» своей миссии: несколько рискованных проходов через промежутки между Сатурном и внутренними кольцами Сатурна. [1] [2] Целью этой фазы было максимизировать научный результат «Кассини » до того, как космический аппарат будет уничтожен. [9] Вход « Кассини » в атмосферу фактически завершил миссию, хотя анализ и получение данных все еще продолжаются.
15 октября 1997 г. 01:43 по тихоокеанскому летнему времени (PDT) — «Кассини» был запущен в 08:43 UTC с помощью ракеты-носителя Titan IVB / Centaur с мыса Канаверал .
26 апреля 1998 г. 06:52 PDT – Гравитационный пролёт мимо Венеры на расстоянии 284 км, увеличение скорости примерно на 7 километров в секунду. [10]
3 декабря 1998 г. 22:06 PST – Кассини запустил свой основной ракетный двигатель на 90 минут, направив космический аппарат на курс для его второго пролета мимо Венеры в 1999 году. Работа двигателя замедлила космический аппарат почти на 450 метров в секунду (около 1006 миль в час) относительно Солнца. Скорость Кассини выросла с 67 860 километров в час (42 168 миль в час) в начале маневра до 66 240 километров в час (41 161 миль в час) в конце запуска двигателя. [11]
24 июня 1999 г. 13:30 PDT – Гравитационный пролет мимо Венеры на высоте 623 км. [12]
18 августа 1999 г. 03:28 UTC − Гравитационный пролёт Земли. За час 20 минут до наибольшего сближения Кассини приблизился к Луне на расстояние 377 000 км и сделал серию калибровочных снимков. Космический аппарат пролетел мимо Земли на расстоянии 1171 километра (728 миль), пролетев наиболее близко над восточной частью южной части Тихого океана в точке с координатами 23°30′S 128°30′W / 23,5°S 128,5°W / -23,5; -128,5 . Кассини получил прирост скорости в 5,5 километров в секунду (около 12 000 миль в час). [13]
23 января 2000 г. – пролет астероида 2685 Masursky около 10:00 UTC. Кассини сделал снимки [14] за 5–7 часов до этого на расстоянии 1,6 млн км и оценил диаметр в 15–20 км.
30 декабря 2000 г. 10:05 UTC − Гравитационный пролёт Юпитера . В этот день Кассини находился в ближайшей точке (9,7 миллионов километров, 137 радиусов Юпитера) к Юпитеру и выполнил множество научных измерений. [15] Он также создал самый подробный глобальный цветной портрет Юпитера из когда-либо созданных (см. справа); наименьшие видимые детали имеют размер около 60 км (37 миль) в поперечнике.
30 мая 2001 г. – Во время фазы побережья между Юпитером и Сатурном было замечено, что на снимках, сделанных узкоугольной камерой Кассини, стала видна «дымка» . Впервые это было замечено, когда фотография звезды Майя в Плеядах была сделана после обычного периода нагрева.
23 июля 2002 г. – В конце января был проведен тест по удалению «дымки» с узкоугольного объектива камеры путем ее нагрева. Нагревание камеры до 4 градусов по Цельсию (39 градусов по Фаренгейту) в течение восьми дней дало положительные результаты. Позже нагрев был продлен до 60 дней, и фотография звезды Спика показала улучшение более чем на 90 процентов по сравнению с периодом до нагрева. 9 июля фотография показала, что процедура удаления была успешно завершена, о чем было объявлено 23 июля. [16]
10 октября 2003 г. – Научная группа «Кассини» объявила о результатах проверки теории гравитации Эйнштейна с использованием радиосигналов с зонда «Кассини» . Исследователи наблюдали сдвиг частоты радиоволн к космическому аппарату и от него, поскольку эти сигналы проходили близко к Солнцу . Прошлые тесты согласовывались с теоретическими предсказаниями с точностью до одной тысячной. Эксперимент «Кассини» улучшил это значение примерно до 20 миллионных частей, и данные по-прежнему подтверждают теорию Эйнштейна.
27 февраля 2004 г. – Была опубликована новая фотография Сатурна с высоким разрешением, сделанная Cassini 9 февраля, и было отмечено, что ученые миссии были озадачены тем фактом, что не видно никаких «спиц» в кольце Сатурна. Эти темные структуры в секции «B» кольца были обнаружены на снимках, сделанных зондом Voyager в 1981 году. [17] Другая фотография в инфракрасном свете, сделанная 16 февраля, показывает разницу в высоте облаков и то же самое возмущение, видимое в течение 1990-х годов на снимках космического телескопа Hubble . [18]
12 марта 2004 г. – На снимках, сделанных 23 февраля, показана особенность, обнаруженная Вояджером : сгустки во внешнем кольце "F". В то время не удалось установить точное время жизни этих сгустков, и есть надежда, что Кассини предоставит окончательные данные по этому вопросу. На первом наборе снимков показан набор "сгустков", движущихся вдоль кольца "F". [19]
26 марта 2004 г. – Научная группа «Кассини» опубликовала первую серию снимков Сатурна, на которых облака движутся с большой скоростью вокруг планеты. Используя фильтр, чтобы лучше видеть водяную дымку поверх плотного облачного покрова, движения в экваториальных и южных регионах отчетливо видны. [20] Снимки были сделаны в период с 15 по 19 февраля.
8 апреля 2004 г. – Ученые миссии опубликовали первые «долгосрочные» наблюдения за динамикой облаков в атмосфере Сатурна. На серии снимков показано, как два шторма в южных широтах сливаются в период с 19 по 20 марта. Оба шторма имели диаметр около 1000 км (620 миль) до слияния.
15 апреля 2004 г. – НАСА объявило, что две луны, открытые Вояджером-1, были снова обнаружены Кассини на снимках, сделанных 10 марта: Прометей и Пандора . Это не обычные луны, но их гравитационное воздействие на кольцо «F» заставило ученых назвать их « пастушьими лунами ». Они завораживают всех исследователей, интересующихся динамикой кольцевой системы, потому что их орбиты достаточно близки, чтобы они взаимодействовали друг с другом хаотичным образом . У них есть история, когда они бросали вызов предсказаниям своих орбит. Одной из миссий Кассини будет тщательное наблюдение за движениями этих тел.
18 мая 2004 г. – Кассини вошел в систему Сатурна. Гравитационное притяжение Сатурна начало превосходить влияние Солнца.
20 мая 2004 г. – Опубликована первая фотография Титана с лучшим разрешением, чем любое наземное наблюдение. Она была сделана 5 мая с расстояния 29,3 миллиона километров (18,2 миллиона миль).
27 мая 2004 г. – TCM-20, TCM (маневр коррекции траектории) подхода к Фебе был выполнен в 22:26:00 UTC. Это было 5-минутное и 56-секундное включение основного двигателя, который не использовался с декабря 1998 г. Поэтому он также стал «генеральной репетицией» 96-минутного включения во время «выхода на орбиту Сатурна» (SOI). Однако TCM-20 был в основном разработан для изменения скорости Кассини на 34,7 м/с (78 миль/ч), что позволило пролететь мимо луны Феба 11 июня.
11 июня 2004 г. – Кассини пролетел мимо луны Феба в 19:33 UT по времени космического корабля на расстоянии 2068 километров. Все одиннадцать бортовых приборов сработали, как и ожидалось, и все данные были получены. Ученые планируют использовать эти данные для создания глобальных карт кратерированной луны и определения состава, массы и плотности Феба. Ученым потребовалось несколько дней, чтобы изучить данные и сделать более конкретные выводы.
16 июня 2004 г. – TCM-21 состоялся с 38-секундным включением основного двигателя. Планировалось, что это будет последняя коррекция траектории Cassini перед SOI. Через несколько дней был отменен последний TCM-22, предварительно запланированный на 21 июня.
1 июля 2004 г. – запуск Saturn Orbit Insertion был успешно выполнен. В 7:11 вечера PDT (10:11 вечера EDT) Cassini пересек плоскость колец между кольцами F и G Сатурна. Его антенна была ориентирована вперед, выступая в качестве щита от мелких частиц кольца. В 7:36 вечера PDT (10:36 вечера EDT) космический аппарат начал критический 96-минутный запуск основного двигателя, чтобы снизить свою скорость на 626 метров в секунду и обеспечить орбиту Сатурна 0,02 x 9 миллионов километров. Сразу после этого запуска были сделаны фотографии колец и отправлены ученым миссии, когда космический аппарат приблизился на расстояние 19 980 километров (12 400 миль) от верхних слоев облаков. [21] Ученые были удивлены четкостью и детализацией снимков и будут изучать их в течение довольно долгого времени. «Мы не увидим всю головоломку, только ее части, но то, что мы видим, впечатляет», — сказала доктор Кэролин Порко , руководитель группы по обработке изображений «Кассини» в Институте космических наук в Боулдере, штат Колорадо. «Снимки ошеломляют, просто ошеломляют. Я работаю над этой миссией уже 14 лет, и мне не следует удивляться, но поразительно, насколько поразительно увидеть эти изображения впервые».
2 июля 2004 г. – Первый пролет Кассини мимо Титана был выполнен, и на Землю были отправлены первые крупные планы. Из-за планирования первоначальной орбиты Кассини проходил над южным полюсом Луны и с большего расстояния, чем в более поздних пролетах. Несмотря на это, во время пресс-конференции 3 июня [ необходимо разъяснение ] ученые миссии представили снимки, которые уже заставили их пересмотреть предыдущие теории. Теперь кажется, что более темные и более яркие особенности альбедо на поверхности действительно представляют собой разные материалы. Но вопреки ожиданиям ледяные области кажутся темнее, чем области, где другая (возможно, органическая) материя смешана со льдом.
16 августа 2004 г. – Ученые миссии объявляют об открытии двух новых лун Сатурна, а вместе с этим и об успешном начале одной из программ Кассини : обнаружение небольших и пока неизвестных лун. Позднее названные « Мефона » (S/2004 S 1) и « Паллена » (S/2004 S 2), эти объекты малы по сравнению с другими лунами и вращаются по орбите между Мимасом и Энцеладом .
23 августа 2004 года – На расстоянии 9 миллионов километров от Сатурна произошло последнее крупное включение главного двигателя, чтобы скорректировать следующее максимальное сближение и избежать частиц в системе колец. 51-минутное включение увеличило скорость зонда на 325 метров в секунду, переместив точку перицентра орбиты примерно на 300 000 км дальше от Сатурна, чем ее наименьшее расстояние во время SOI. В то же время новый курс приблизит Кассини к Титану на следующем пролете. [22]
14 сентября 2004 г. – Успешно завершены последние проверки посадочного модуля «Гюйгенс» .
26 октября 2004 г. – Второй пролет Титана (названный «Титан-А») был успешно выполнен. Данные начали поступать в центр миссии JPL в 01:30 UTC 27 октября и включали самые четкие снимки поверхности этого спутника из когда-либо сделанных. Кроме того, были получены первые инфракрасные спектры и снимки атмосферы и поверхности с высоким разрешением. Космический аппарат успешно пролетел через туманную, смоговую атмосферу Титана, пролетев на расстоянии 1176 километров от поверхности Титана. Пролет был самым близким, когда-либо сделанным космическим аппаратом к Титану. Снимки, спектры и данные радара показали сложную, загадочную поверхность. Единственный сбой во время события «Титан-А» был связан с прибором CIRS. Во время воспроизведения команда прибора обнаружила поврежденные данные. Было принято решение выключить прибор, чтобы перезагрузить его. CIRS был снова включен в течение 24 часов и вернулся в свое номинальное состояние.
23 ноября 2004 г. – Последние летные проверки зонда «Гюйгенс» перед разделением были успешно завершены.
13 декабря 2004 г. – Пролёт «Титана-Б» прошёл успешно.
25 декабря 2004 г. – Зонд «Гюйгенс» отделился от орбитального аппарата «Кассини» в 02:00 UTC. [23]
27 декабря – NASA опубликовало снимок Huygens , сделанный Cassini через два дня после его публикации. Оно сообщило, что анализ этого снимка показывает, что зонд находится на правильном курсе в пределах ожидаемой погрешности. Эти проверки были необходимы для того, чтобы разместить Cassini в правильной ориентации для получения данных с Huygens , когда он войдет в атмосферу Титана.
28 декабря 2004 г. – OTM-10 был выполнен в 03:00 UTC по времени событий космического корабля . Этот маневр, также называемый маневром отклонения орбиты (ODM), вывел Cassini с траектории столкновения с Титаном на траекторию пролета с необходимой высотой для получения данных с зонда Huygens , когда он погрузился в плотную атмосферу Титана.
31 декабря 2004 г. – Пролет Кассини мимо Япета произошел в 18:45:37 UTC на высоте 122645 километров. Первые необработанные фотографии были доступны на следующий день.
14 января 2005 г. — «Гюйгенс» вошел в атмосферу Титана в 09:06 UTC и мягко приземлился на его поверхность примерно через два часа. Это было подтверждено приемом несущей волны , излучаемой зондом во время спуска и приземления. В 16:19 UTC орбитальный аппарат «Кассини» начал передавать на Землю научные данные, полученные с зонда. Первая фотография была опубликована в 19:45 UTC, показывая вид с высоты около 16 км над поверхностью. Вторая фотография, сделанная с зонда, покоящегося на поверхности, была опубликована немного позже.
15 февраля 2005 г. – Кассини успешно пролетел мимо Титана, просканировав новые области его поверхности радаром . Картографический радар Кассини получил изображение, на котором виден большой кратер на Титане, предполагаемый диаметр которого составляет 440 км (270 миль). [24]
17 февраля 2005 г. – Первый близкий пролет Энцелада был выполнен, и первые крупные изображения были отправлены на Землю. Расстояние пролета составило около 1180 км (730 миль).
17 марта 2005 г. – Зонд «Кассини» обнаружил, что у спутника Сатурна Энцелада есть атмосфера. Первооткрыватели описали ее как «существенную».
16 апреля 2005 г. – Пятый запланированный пролет мимо Титана с минимальным расстоянием около 1025 километров был выполнен в 19:12 UTC. Это был самый близкий пролет до этой даты, и он предоставил возможность получить более подробные данные о компонентах в верхней атмосфере Титана. Первый анализ этих данных показал большой диапазон сложных молекул углерода . 25 апреля был опубликован график масс, который демонстрирует существование этих молекул.
3 мая 2005 г. – «Кассини» начинает эксперименты по радиозатмению колец Сатурна с целью определения распределения размеров частиц в кольцах в масштабе сантиметров.
10 мая 2005 г. – В начале периода целенаправленного наблюдения за кольцевой системой Сатурна, который должен был продлиться до сентября, ученые миссии объявили об открытии новой луны в « разрыве Килера » внутри кольца «А». Предварительно названная S/2005 S 1 и позже названная Дафнисом , она была впервые замечена на покадровой последовательности снимков, сделанных 1 мая. Ученые, занимающиеся визуализацией, предсказали присутствие новой луны и ее орбитальное расстояние от Сатурна после того, как в июле прошлого года они обнаружили ряд своеобразных остроконечных и тонких деталей на внешнем крае разрыва Килера.
14 июля 2005 г. – Успешно выполнен ближайший пролет Энцелада на расстоянии 175 км (109 миль). Опубликованы первые необработанные фотографии.
7 сентября 2005 г. — пролёт мимо Титана на расстоянии 1075 км (668 миль), собранные данные частично утеряны из-за проблем с программным обеспечением.
26 сентября 2005 г. — пролёт мимо Гипериона на расстоянии 1010 км (630 миль), самый близкий пролёт и единственное посещение Луны в ходе основной миссии.
27 июля 2006 г. – НАСА подтверждает наличие углеводородных озер в северной полярной области Титана.
28 мая 2008 г. – Cassini завершил свой 43-й пролет мимо Титана, завершив свою основную миссию. Переименованный в миссию Cassini Equinox, Cassini наблюдал Сатурн во время пересечения равноденствия, или летнего времени. [25]
9 августа, 11 августа, 9 октября и 31 октября 2008 г. – С ближайшим сближением на 50, 25 и 200 км соответственно, последние три пролета Кассини мимо Энцелада в 2008 г. использовали новую технику получения изображений под названием «стрельба по тарелочкам» для успешного получения изображений с очень высоким разрешением. Пролеты также позволили Кассини напрямую взять образцы криовулканических шлейфов Энцелада.
3 ноября, 14 ноября, 5 декабря и 21 декабря 2009 г. — пролеты Титана 46–49 были сосредоточены на радиолокационном, VIMS и INMS-съёмке Титана и его плотной атмосферы. T47 включал в себя высокоразрешающее VIMS-съёмку места посадки Гюйгенса, в то время как остальные три пролёта использовали радар и RSS. T49 позволил провести радиолокационное обследование озера Онтарио, одного из крупнейших метановых озёр на Титане.
Июнь - октябрь 2009 г. – «Кассини» наблюдал Сатурн во время равноденствия, или времени года Сатурна, когда Солнце находится прямо над его экватором. [26]
2 ноября 2010 г. – Кассини был переведен в защитный режим ожидания, или «безопасный режим», после того, как из-за сбоя бита он пропустил важную инструкцию. НАСА объявило о прерывании научных процессов 8 ноября. [27] Однако к 8 ноября некоторые функции корабля уже были частично восстановлены. [28] Номинальные события последовательности научных инструментов были успешно начаты 10 ноября. [29] [30] Кассини был возобновлен, как и планировалось, 24 ноября и вернулся в идеальное рабочее состояние, как раз вовремя для двух запланированных близких пролетов с Энцеладом . [31] На данный момент не было публичного раскрытия [32] относительно последствий потери данных пролета 11 ноября (T-73). Однако во время пролета полюса 11 ноября не было получено никаких изображений.
3 февраля 2010 года НАСА объявило, что второе продление миссии до мая 2017 года, через несколько месяцев после летнего солнцестояния Сатурна , было профинансировано. График включал в себя дополнительные 155 орбит, с 54 пролётами мимо Титана, 11 мимо Энцелада, [33] 2 мимо Реи и 3 мимо Дионы. Один из пролётов мимо Титана прошёл ниже ионосферы.
15 сентября 2017 года «Кассини» был намеренно уничтожен путем контролируемого падения в атмосферу Сатурна , что положило конец его почти двадцатилетней миссии. [2] [34] Последний сигнал был получен в 11:55:46 UTC.
Все времена, указанные после 2005-Jan-14 09:11 UTC, являются ожидаемыми временами событий и могут отличаться от фактических времен событий. Эта страница будет обновлена после спуска с исправлениями, если они необходимы. [ требуется обновление ] [36] [37]
Данные, использованные в этом разделе, немного устарели , обновленная версия эфемерид от ESA была доступна 6 января 2005 г. [ необходима ссылка ]
Ниже приведен список близких пролетов спутников Сатурна (менее 5000 км). Наиболее близкое сближение для каждого спутника выделено жирным шрифтом.
Вторая расширенная миссия была запланирована с 12 октября 2010 года до летнего солнцестояния Сатурна в мае 2017 года, за которым последовали два десятка проксимальных орбит Сатурна и колец. Последнее оптическое навигационное изображение миссии Кассини было получено 20 сентября 2016 года. [ 38 ] Миссия Кассини завершилась 15 сентября 2017 года, когда аппарат распался в атмосфере Сатурна. [34]
