Миссия «Cassini». Часть вторая.


Миссия "Cassini"Вторая часть эпопеи автоматической межпланетной станции “Cassini” будет посвящена исследованию Сатурна и его спутников.

Для того чтобы наконец оказаться на орбите Сатурна зонд “Cassini” выполнил манёвр торможения, который был заранее просчитан. Благодаря этому 1 июля 2004 года в 02:11 по Гринвичу прошёл восходящий узел траектории и преодолел плоскость колец Сатyрна. Через 24 минуты включился один из двух тормозных двигателей, который работал 97 минут. За это время “Cassini” прошел самую низкую точку над облаками Сатурна – 20.000 км.

Незадолго до подлёта к планете-гиганту зонд пролетел в 2068 км от его спутника Фебы (Phoebe>). Это небесное тело, больше напоминающее бесформенный астероид, имеет диаметр 240 км и обращается вокруг Сатурна за 548 дней в обратном направлении. Являясь одним из самых удалённых спутников Феба представляла большой интерес для ученых, поэтому пролёт над ней “Cassini” был воспринят с большим воодушевлением.

Переданные зондов фотографии спутника позволили установить, что Феба, по всей видимости, была образована в поясе Койпера и лишь затем её “захватил” Сатурн. По словам одного из руководителей проекта “Cassini” доктора Альфреда Макэвена “…пейзажи Фебы сильно отличаются от снимков астероидов. Они скорее напоминают Тритон и другие объекты, которые сформировались более 4 миллиардов лет назад во внешних пределах Солнечной системы”. Сейчас установлено, что Феба является очень тёмным телом, но внутренность некоторых кратеров состоит из более светлого материала, предположительно льда.

Далее, в середине октября 2004 года, Национальная лаборатория США в Лос-Аламосе, разрабатывавшая некоторый приборы “Cassini”, объявила о том, что с плазменного спектрометра CAPS на борту “Cassini” начала поступать “важная информация”. Впрочем, единственное, о чём сообщалось в пресс-релизе – так это о том, что приграничные области магнитосферы Сатурна заполнены плазмой, захваченной из солнечного ветра, в то время как ближе к поверхности планеты располагается плазма, источниками которой являются спутники Сатурна и сама планета-гигант.

Одним из важнейших шагов проекта Cassini-Huygens был сброс модуля на поверхность Титана, который осуществили в ночь с 24 на 25 декабря 2004 года. Посадка на спутник была произведена 14 января следующего года, но эта тема заслуживает отдельного рассказа.

После Фебы и Титана “Cassini” пролетел над спутниками Тефия (Tethys, 24 сентября 2005 года) и Гиперион (Hyperion, 26 сентября 2005 года).

Тефия интересна тем, что имеет два коорбитальных спутника Телесто и Калипсо. Её поверхность усеяна кратерами диаметр наибольшего из которых (Odysseus) составляет 400 км. Из-за пластичности льда, оплывающего в геологически значимые промежутки времени, этот кратер имеет довольно плоский рельеф (без хребта по окружности и высокой центральной горки).

Гиперион (размеры 360×280×225 км), в отличии от Тефии, имеет ярко выраженную вытянутую форму и больше напоминает астероид. Поверхность спутника покрыта кратерами, а зазубренные очертания поверхности являются следами катастрофических столкновений. Плотность спутника настолько мала, что, вероятно, состоит на 60% из обычного водяного льда с небольшой примесью камней и металлов, а основную часть его внутренностей (40% от всего объёма или даже больше) составляют пустоты.

За Гиперионом последовала Диона (Doine, 11 октября 2005 года) – спутник состоящий преимущественно из водяного льда со значительной примесью каменных пород во внутренних слоях (судя по плотности спутника). Ведущее полушарие Дионы сильно кратерировано и однородно по яркости. Заднее полушарие содержит тёмные участки, а также паутину тонких светлых полосок, являющихся ледяными хребтами и обрывами. Согласно данным “Cassini”, некоторые из них имеют высоту в несколько сотен метров. Ряд полосок проходит через кратеры, что говорит о более позднем появлении обрывов. Ранее полагали, что светлые полосы вызваны криовулканизмом, но это оказалось не так.

В ноябре 2005 – январе 2006 года зонд “Cassini” присылал фотографии спутника Рея (Rhea), который по плотности и структуре похож на Диону и Энцелад, поскольку состоит она преимущественно из льда и камней. Ранее предполагалось, что геологические образования на спутнике являлись результатом криовулканизма, однако полёт “Cassini” опроверг эту теорию. Как оказалось, видимые возвышенности представляют собой не выбросы вещества, а ледяные хребты и обрывы.

В 2007 году “Cassini” передал фотографии Мимаса. Хотя этот спутник не относится к “гигантским” Мимас интересен двумя особенностями.

Самая знаменитая из них – ударный кратер Гершеля, который имеет диаметр около 4000 км и по площади занимает территорию размером с Канаду. Диаметр кратера составляет почти треть диаметра самого Мимаса. Высота его стен доходит до 5 км, а наибольшая глубина – 10 км. Центральное возвышение выдаётся на 6 км над уровнем дна кратера, что придаёт этому образованию поистине уникальную форму. Удар, от которого образовался кратер Гершель, по всей видимости, чуть не расколол Мимас. Трещины, заметные на противоположной стороне спутника, вероятно, образованы ударными волнами, прошедшими сквозь его тело.

Помимо этого Мимас имеет низкую удельную плотность, равную 1,17, что свидетельствует о том, что он состоит в основном из водяного льда с небольшими вкраплениями камней. Из-за приливных сил Сатурна спутник имеет сферическую форму и обладает размерами 418x392x383 км. Такая неправильность формы хорошо заметна на фотографиях “Cassini”.
Интересный факт: “Щель Кассини”, промежуток между двумя самыми широкими кольцами Сатурна, образовалась из-за гравитационного воздействия Мимаса.

Следующим был Энцелад (диаметр 500 км, радиус орбиты 238 тыс. километров), – 10 октября 2008 года зонд пролетел от него на минимальном расстоянии 25 км. Энцелад один из немногих спутников, который отражает почти 100% падающего на него солнечного света. Планета интересна тем, что имеет атмосферу и магнитное поле. Задачей “Cassini”, помимо фотосъёмки, сбыла ещё и проба атмосферы.

Кроме всего прочего, южный полюс Энцелада – это средоточие геологической активности. Данная область исчерчена параллельными трещинами длиной около 81 мили (130 км), отстоящими одна от другой на 40 км. Эти трещины, получившие наименования “тигриных полос”, изрыгают пар и крошечные капельки воды, которые кристаллизуются на поверхности Энцелада уже тысячу лет.

Температура около этих полос на несколько десятков градусов выше, чем на окружающих равнинах. “Мы обнаружили простейшую органику в “тигриных полосах”, – заявил на 37-й ежегодной встрече Отделения планетарных наук Американского астрономического общества, проходившей в Кембридже, доктор Роберт Браун (Robert Brown).
Последние известия от “Cassini”, на сегодняшний момент, пришли 2 ноября 2009 года.

В этот день зонд пролетел над Энцеладом сделав серию фотографий, на которых хорошо видны криовулканы. Вместо лавы и пепла эти вулканы выбрасывают в космическое пространство потоки замерзшей воды. Считается, что под поверхностью сатурнианского спутника скрыт целый океан. Планируется, что “Cassini” сможет сфотографировать Энцелад во время сближения, которое намечено на 21 ноября 2009 года.

Напомним, что криовулканы представляют собой вулканы действующие в условиях крайне низких температур. При этом извергается не расплавленная горная порода, а вода, аммиак и соединения метана – как в жидком, так и в газообразном состоянии. Помимо Энцелада криовулканы обнаружены на Тритоне (спутник Нептуна), Титане, Европе и Ганимеде (оба – спутники Юпитера).

Во время миссии “Cassini” также запечатлел интересное образование в кольце F, которое сразу же назвали “падающей башней”. По мнению ученых, это образование может быть результатом прохождения некоторого объекта сквозь кольца Сатурна. При этом орбита неизвестного объекта пересекает плоскость кольца.

При этом орбита неизвестного объекта пересекает плоскость кольца. Новое образование особенно хорошо видно сейчас. Солнце располагается таким образом, что лучи падают на кольца под очень небольшим углом, заставляя всевозможные объекты и неровности на кольцах отбрасывать длинные тени. Такое происходит примерно раз в 15 лет. Неровности кольца являются результатом гравитационного воздействия близлежащего спутника Дафния.

Кроме того, “Cassini” открыл несколько новых спутников сверхмалых размеров, которые временно обозначили как S/2004 S1, S/2004 S2, S/2004 S5 и S/2005 S1 (числовые обозначения – год и порядок обнаружения), а в 2005 года им присвоили названия Метоне (Methone), Палене (Pallene), Полидесис (Polydeuces) и Дафнис (Daphnis).

Интересный факт: за время миссии “Cassini” не имел ни одной поломки или обрыва связи, как это часто бывало с другими автоматическими межпланетными станциями.

Пока “Cassini” безупречно выполнял поставленные ему задачи на Земле приняли решение продлить срок его эксплуатации до 2010 года.

До этого момента предполагалось три варианта завершения его жизненного цикла:

  1.  Перевести на более вытянутую орбиту, после чего “Cassini” столкнется с Сатурном или с одним из его спутников.
  2.  Увести “Cassini” с орбиты Сатурна и направить в другие области Солнечной системы (аппарат предлагают использовать для исследований Урана, Нептуна или каких-либо объектов пояса Койпера).
  3.  Также рассматривался вариант вывода аппарата на траекторию столкновения с Меркурием. Предположительно это произошло бы в 2021 году.

Тем не менее, ни один из этих вариантов принят не был, а программу изменили следующим образом. В рамках расширенной миссии, которая продлится до 10 июля 2010, предполагается 21 пролёт Титана, 8 пролётов Тефии, 7 пролётов Энцелада, 6 пролётов Мимаса, 5 пролётов Реи и 3 пролёта Дионы. Также предполагается несколько сближений с малыми спутниками, среди которых одно с Еленой.

По материалам сайтов NASA, Wikipedia и Lenta.ru