Понедельник, 23.10.2017
Космическая погода на текущий час
Вход в систему не произведен
 Войти /  Регистрация

Секция Совета РАН по космосу

< Американские ученые предложили с помощью астероида создать озеро на Марсе
26.04.2017 23:24 Давность: 179 days
Категория: Технологии, Сатурн
Количество просмотров: 738

«Кассини»: Великий Финал



26 апреля 2017 года КА «Кассини» впервые пролетел в 2400-километровый зазор между внутренним кольцом D Сатурна и верхушками его облаков. В ближайшие пять месяцев он нырнет в этот зазор еще 22 раза, пока наконец 15 сентября 2017 года не войдет в плотные слои атмосферы Сатурна и не сгорит. Ниже представлен обзор завершающего этапа миссии «Кассини», названного Великим Финалом (Grand Finale).


Владислава Ананьева

КА «Кассини» был запущен в космос 15 октября 1997 года. Чтобы набрать скорость, необходимую для достижения системы Сатурна, космическому аппарату пришлось изрядно попетлять по внутренней части Солнечной системы. В апреле 1998 года и в июне 1999 года «Кассини» совершил гравитационные маневры в поле притяжения Венеры, в августе 1999 года – гравитационный маневр в поле притяжения Земли. 30 декабря 2000 года станция сблизилась с Юпитером, и, наконец, в июле 2004 года достигла Сатурна и стала первым искусственным спутником этой планеты.

Первоначально миссия была рассчитана на 4 года работы в системе Сатурна. Однако состояние аппарата оставалось таким хорошим, а сведения, получаемые с орбиты – такими захватывающе интересными, что миссию неоднократно продлевали и наверняка продлили бы еще, если бы не нехватка топлива. Баки «Кассини» почти пусты, а без топлива аппарат становится неуправляемым и в будущем может столкнуться с Титаном или Энцеладом, заразив их земными микроорганизмами.

Даже сейчас, после 19.5 лет пребывания в космосе, «Кассини» сохраняет хорошее техническое состояние. В 2012 году вышел из строя спектрометр плазмы, также аппарат переключился с основного на резервный комплект двигателей системы ориентации. Иногда барахлят маховики системы ориентации – однако функционируют. «Как мои колени по утрам», – пошутил Earl Maize, менеджер миссии «Кассини» из Лаборатории реактивного движения НАСА.

Миссия «Кассини» обошлась почти в $4 млрд., но она стоила этих денег.

Итак, 22 апреля 2017 года КА «Кассини» совершил гравитационный маневр в поле притяжения Титана и перешел на орбиты «Великого Финала». На последнем, завершающем этапе своей миссии космический аппарат 22 раза пролетит в зазоре между внутренним кольцом D Сатурна и верхушками его облаков.

«Орбиты, царапающие кольцо» (показаны серым цветом) и орбиты Великого Финала (показаны синим цветом). Завершающая часть траектории «Кассини», которая приведет его в облака Сатурна, показана оранжевым цветом.

Научные задачи, которые команда миссии надеется решить во время Великого Финала, столь интересны и разнообразны, что завершающий этап полета «Кассини» сравнивают с отдельной дополнительной миссией. 

Во-первых, близкие пролеты над верхушками облаков позволят с высокой точностью измерить гравитационное и магнитное поля Сатурна. Напомню, с аналогичными целями к Юпитеру был отправлен КА Juno. Исследователи надеются определить массу каменного ядра Сатурна, измерить скорость вращения его внутренних слоев и выяснить, как глубоко внутрь планеты простираются атмосферные течения, которые мы видим на ее видимой поверхности.

Во-вторых, пролетев между Сатурном и его кольцами, станция поможет ученым определить массу колец с точностью ~5%. Это, в свою очередь, позволит оценить возраст колец (до сих пор неизвестно, образовались ли кольца одновременно с Сатурном или они появились сравнительно недавно в результате разрушения одного из ледяных спутников). Если в зазоре, где пролетит станция, попадутся микроскопические пылинки из колец, анализатор пыли «Кассини» сможет определить их состав. Известно, что кольца Сатурна на 99% состоят из водяного льда, но что представляет собой 1%? Железо? Силикаты? Органику? Толины? Может, смесь? Пролет рядом с внутренним краем кольца D позволит узнать это непосредственно.

В-третьих, на последних пяти витках перицентр орбиты «Кассини» будет достаточно низок, чтобы аппарат ненадолго входил в верхние слои атмосферы Сатурна и с помощью масс-спектрографа измерял ее состав и свойства. При входе в атмосферу поток набегающего газа будет пытаться развернуть аппарат главной антенной прочь от Земли, для компенсации этого влияния инженеры миссии задействуют двигатели системы ориентации. На последнем витке результаты измерений будут передаваться на Землю в режиме реального времени до тех пор, пока двигатели будут в состоянии поддерживать нужную ориентацию «Кассини». 

Итак, 15 сентября 2017 года станция войдет в атмосферу Сатурна со скоростью 35 км/с. Скорость передачи данных через главную антенну составляет 140 килобит в секунду, на передачу одного изображения требуется обычно 10-20 секунд. Поэтому изображений на завершающем витке передаваться не будет, а главным рабочим инструментом станет масс-спектрометр. Ожидается, что через несколько десятков секунд после того, как набегающий поток отвернет главную антенну «Кассини» от направления на Землю, аппарат разрушится в плотных слоях атмосферы.

Высота перицентров орбит «Кассини» во время Великого Финала относительно центра Сатурна. Пунктирной фиолетовой линией показана условная граница кольца D, пунктирной оранжевой линией – условная граница атмосферы. Перечеркнутыми квадратами показаны витки, во время которых «Кассини» будет лететь «главной антенной вперед», прикрываясь ею как щитом от возможных ударов микрометеоритов.

Комментарии

Комментарии

Вход в систему

Введите имя пользователя и пароль для входа в систему:
Вход в систему

Забыли пароль?

Мазеры космические

Слово «мазеры» произошло от начальных букв английских слов Microwave Amplification by Stimulated Emission of Radiation - усиление микроволнового излучения в результате вынужденного излучения... [далее]

Rambler's Top100