Sólkerfið
Cassini geimfarið

Cassini geimfarið

Cassini-Huygens er geimfar sem rannsakar Satúrnus, hringa hans og fylgitungl. Því var skotið á loft þann 15. október 1997 og komst á braut um Satúrnus þann 1. júlí 2004. Geimfarið er skiptist í Cassini-brautarfarið, sem hringsólar um Satúrnus, og Huygens-kannann sem lenti á Títan þann 14. janúar 2005. Geimförin eru nefnd eftir ítalsk-franska stjörnufræðingnum Giovanni Domenico Cassini og holllenska vísindamanninum Christiaan Huygens.

Cassini-Huygens er sannkallað fjölþjóðaverkefni. Sautján þjóðir taka þátt í því með einum eða öðrum hætti auka þriggja geimferðastofnanna. Verkefninu er stjórnað af NASA, nánar tiltekið Jet Propulsion Laboratory í Pasadena í Kaliforníu, þar sem Cassini-brautarfarið var smíðað. Þróun og smíði Huygens-kannans var í höndum ESA, Geimstofnunar Evrópu, og ASI, ítalska geimstofnunin, þróaði loftnetið á Cassini-farinu.

Heildarkostnaður Cassini-Huygens nemur 3,26 milljörðum bandaríkjadala. Þessum kostnaði er skipt þannig að NASA leggur til 2,6 milljarða dollara, ESA hálfan milljarð dollara og ASI 160 milljónir dollara.

Meingleiðangri Cassinis lauk þann 30. júlí 2008. Geimfarið var enn við hestaheilsu, ef svo má segja, á þeim tíma svo ákveðið var að framlengja leiðangurinn um tvö ár, eða fram í september 2010. Sá hluti leiðangursins nefndist Cassini Equinox Mission, sem kalla mætti jafndægraleiðangur Cassinis, því í ágúst 2009 urðu jafndægur á Satúrnusi. Þá skein sólin beint á miðbaug reikistjörnunnar.

Þann 3. febrúar 2010 tilkynnti NASA að leiðangurinn yrði framlengdur um sex og hálft ár til viðbótar, eða til ársins 2017. Þessi hluti leiðangursins stendur nú yfir og er kallaður Solstice Mission eða sólstöðuleiðangurinn. Fram til ársins 2017 mun Cassini hringsóla 155 sinnum um Satúrnus, heimsækja Títan 54 sinnum og Enkeladus í 11 skipti.

Cassini-Huygens er stærsta geimfar sem smíðað hefur verið hingað til í þeim tilgangi að afla meiri þekkingar á sólkerfinu. Leiðangurinn er sameiginlegt átak mannkynsins að læra meira um eina mest heillandi reikistjörnu sólkerfisins.

Markmið

Markmið Cassini-Huygens eru margþætt. Leiðangrinum er ætlað að svara grundvallarspurningum um reikistjörnuna, hringana og tunglin sem um hana sveima. Meginmarkmiðin eru sjö:

  • Rannsaka hringa Satúrnusar ítarlega.

  • Rannsaka efnasamsetningu yfirborða tunglanna og jarðsögu þeirra.

  • Kanna uppruna og eðli dökka efnisins á forgönguhveli Japetusar.

  • Rannsaka uppbyggingu og hegðun segulhvolfs Satúrnusar.

  • Rannsaka hegðun efstu laga lofthjúps Satúrnusar.

  • Rannsaka lofthjúp Títans.

  • Rannsaka yfirborð Títans.

Geimfarið

Geimfarið er engin smásmíð. Það er 6,7 metra langt og 4 metra breitt, ekkert ósvipað litlum strætó að stærð. Massi þess, með Huygens-kannanum, var 5,7 tonn.

Orka

Satúrnus er svo langt frá jörðinni að sólarrafhlöður duga ekki til orkuframleiðslu. Að öðrum kosti þyrftu þær að vera mjög stórar og þar af leiðandi þungar. Þess í stað eru þrír kjarnaofnar um borð í Cassini sem umbreyta hitanum sem myndast við náttúrulega hrörnun plútóníum-238 samsætunnar til að framleiða 600 til 700 wött af raforku. Kjarnaofnarnir í Cassini eru af sömu tegund og voru um borð í Galíleó og Ódysseifs geimförnum. Þeir eiga að endast í langan tíma.

Mælitæki

Um borð í Cassini er fjöldi mælitækja, svo sem myndavéla, litrófsmæla, sviðs- og agnanema, ratsjá og fleira.

  • Cassini Plasma Spectrometer (CAPS) – Mælir orku og rafhleðslu agna sem rekast á geimfarið, sameindir í jónahvolfi Satúrnusar og segulsviðið.

  • Cosmic Dust Analyzer (CDA) – Mælir stærð, hraða og stefnu rykagna við Satúrnus.

  • Composite Infrared Spectrometer (CIRS) – Mælir innrauða geislun frá Satúrnusi svo unnt sé að læra um hitastig og þrýsting í lofthjúpnum, hvernig þessir þættir breytast með hæð, varmaeiginleika og efnasamsetningu. Mælir svipaða þætti hringanna og tunglanna.

  • Ion and Neutral Mass Spectrometer (INMS) – Mælir hlaðnar agnir (róteindir og þyngri jónir) og óhlaðnar agnir (atóm) við Títan og Satúrnus til að læra meira um lofthjúpa þeirra, ístunglin og hringana.

  • Imaging Science Subsystem (ISS) -  Tvær myndavélar sem hafa tekið hundruð þúsunda mynda af Satúrnusi, hringunum og tunglunum í sýnilegu ljósi, innrauðu ljósi og útbláu ljósi. Önnur vélin tekur yfirlitsmyndir en hin af smáatriðum. Á báðum vélunum eru síuhjól svo unnt sé að mynda á mismunandi bylgjulengdum rafsegulrófsins (0,2 til 1,1 míkrómetrar).

  • Dual Technique Magnetometer (MAG) – Mælir styrk og stefnu segulsviðs Satúrnusar. Með því fást upplýsingar um kjarna reikistjörnunnar.

  • Magnetospheric Imaging Instrument (MIMI) – Útbýr myndir og önnur gögn um agnirnar sem fastar eru í segulhvolfi Satúrnusar. Þannig má læra um víxlverkun segulhvolfsins við sólvindinn, lofthjúp Satúrnusar, Títan, hringana og ístunglin.

  • Ratsjá – Um borð í Cassini er að sjálfsögðu ratsjá svo hægt sé að svipta hulunni af Títan. Ratsjáin gerir okkur kleift að skyggnast í gegnum skýjaþykknið og kortleggja yfirborð tunglsins, átta okkur á mismunandi eiginleikum þess og mæla hæð landslagsins. Ratsjáin er einnig notuð til að hlusta eftir útvarpsbylgjum frá Satúrnusi eða jafnvel tunglunum.

  • Radio and Plasma Wave Science Instrument (RPWS) – Mælir útvarpsmerki sem koma frá Satúrnusi, þar á meðal útvarpsbylgjur sem verða til við víxlverkun sólvindsins við Satúrnus og Títan. Tækið mælir líka þéttleika rafeinda og hitastig við Títan og í sumum svæðum segulhvolfsins. RPWS á að kanna segulsvið Satúrnusar, kortleggja jónahvolfið, rafgas og eldingar í lofthjúpi Satúrnusar.

  • Radio Science Subsystem (RSS) – Útvarpsloftnet á jörðinni eru notuð til að fylgjast með hvernig útvarpsmerki frá geimfarinu breytast þegar þau eru send í gegnum fyrirbæri, til dæmis í gegnum lofthjúp Títans, hringa Satúrnusar eða jafnvel á bak við sólina. Með þessum hætti er hægt að læra um efnasamsetningu lofthjúpsins og þrýsting og hitastig í lofthjúpnum og jónahvolfinu. Á þennan hátt er líka hægt að finna út hversu stórar agnir eru í hringum Satúrnsar.

  • Ultraviolet Imaging Spectrograph (UVIS) – Tekur myndir af útbláu ljósi sem endurvarpast af skýjum og hringum Satúrnusar svo hægt sé að læra meira um uppbyggingu þeirra og efnasamsetningu.

  • Visible and Infrared Mapping Spectrometer (VIMS) – Tvær myndavélar sem gera litróf úr sýnilegu og innrauðu ljósi svo hægt sé að úr hverju yfirborð tunglanna, hringarnir og lofthjúpar Satúrnusar og Títans eru.

Huygens-könnunarfarið

Sjá nánar: Huygens-könnunarfarið

Huygens-könnunarfarið er evrópski hluti leiðangursins, nefnt eftir hollenska stjörnufræðingnum Christiaan Huygens sem uppgötvaði Títan árið 1655. Á jóladag árið 2004 losnaði könnunarfarið frá Cassini geimfarinu og hóf 22 daga siglingu sína til Títans. Þann 15. janúar 2005 féll kanninn inn í lofthjúp Títans, sveif hægt og rólega niður á yfirborðið og lenti þar heilu og höldnu.

Ferðalagið

Cassini-Huygens var skotið á loft frá Canaveralhöða í Flórída þann 15. október 1997. Því var skotið út í geiminn með Titan IVB/Centaur eldflaug, þeirri öflugustu sem NASA bjó yfir á þessum tíma. Þrátt fyrir það var hún ekki nógu öflug til að senda þetta stóra geimfar beina leið til Satúrnusar.

Þess vegna var brugðið á það ráð að beita aðferð sem kallast þyngdarhjálp (e. gravity assist). Með þyngdarhjálp er hægt að auka hraða geimfars með því að láta það fara nærri reikistjörnu. Reikistjarna togar í geimfarið en massi geimfarsins togar örlítið á móti í reikistjörnuna. Það gefur möguleika á orkuskiptum.

Cassini fór tvær ferðir umhverfis sólina á leið sinni til Satúrnusar. Þann 26. apríl 1998 flaug geimfarið fyrir aftan Venus og “stal” þannig örlitlum brautarskriðþunga af reikistjörnunni og fékk við það aukinn hraða. Síðan flaug það aftur framhjá Venusi þann 24. júní 1999 og að lokum framhjá jörðinni 18. ágúst sama ár. Með þessari þyngdarhjálp fékk Cassini-Huygens loks nægan hraða til að þeytast út í ytra sólkerfið.

Flogið framhjá Júpíter

Seinustu þyngdarhjálpina fékk geimfarið hjá Júpíter 30. desember árið 2000. Fékk þá Cassini-Huygens þann lokahnykk sem þurfti til að komast alla leið til Satúrnusar. Teknar voru 26.000 ljósmyndir af Júpíter. Margar þeirra eru þær bestu sem teknar hafa verið að reikistjörnunni. Aðeins myndir sem New Horizons geimfarið tók í febrúar 2007 á leið sinni til Plútós eru betri.

Föbe heimsótt

Föstudaginn 11. júní 2004 flaug Cassini framhjá Föbe, ysta tungli Satúrnusar. Var þetta í eina skiptið sem Cassini hafði tök á að heimsækja Föbe. Þar áður hafði Voyager 2 flogið framhjá tunglinu árið 1981, þá þúsund sinnum lengra frá því en Cassini.

Föbe er örsmár hnöttur, aðeins 220 km í þvermál, en í 13 milljón km fjarlægð frá Satúrnusi. Tunglið er mjög dökkt en samt úr ís og snýst öfugan hring um Satúrnus miðað við flest önnur tungl reikistjörnunnar. Þetta bendir til þess að Föbe sé ættaður utar í sólkerfinu og að Satúrnus hafi einhvern tímann fangað það.

Koman til Satúrnusar

Þann 1. júlí 2004 kom Cassini-Huygens til Satúrnusar, eftir sjö ára ferðalag frá jörðinni. Cassini flaug að Satúrnusi undir hringflötinn í gegnum stóra geil milli F-hringsins og G-hringsins. Næst komst Cassini í 18.000 km fjarlægð frá Satúrnusi.

Eldflaugar geimfarsins voru ræstar skömmu eftir að Cassini kom inn fyrir hringana. Var það gert til að hægja ferðina um 622 metra á sekúndu svo þyngdarsvið Satúrnusar gæti klófest Cassini. Annars hefði Cassini einfaldlega þotið framhjá. Ræsingin hófst klukkan 01:12 að íslenskum tíma og stóð yfir í 95 mínútur, einni mínútu skemur en ráð var fyrir gert. Að lokum var Cassini loksins kominn á braut um Satúrnus. 




Leita á vefnum


 

Fleygar setningar

- Gylfaginning, 8. kafli

Sól það né vissi - hvar hún sali átti,
máni það né vissi - hvað hann megins átti,
stjörnur það né vissu - hvar þær staði átti.

 

Vinir okkar

  • Hugsmiðjan
  • Sjónaukar.is
  • Portal To The Universe
  • Stjörnuskoðunarfélag Seltjarnarness
  • Vísindavefurinn
  • Hubble spacetelescope
  • European Southern Observatory - ESO



Póstlisti






Þetta vefsvæði byggir á Eplica