Misja wielkich nadziei i wielkich odkryć właśnie dobiega końca.
A zaczęło się niewinnie, bowiem w latach osiemdziesiątych specjaliści z Narodowej Agencji Aeronautyki i Przestrzeni Kosmicznej, w skrócie NASA, zauważyli nadspodziewane zróżnicowanie Saturna i jego otoczenia. No bo czego można było oczekiwać tak daleko od życiodajnej gwiazdy, czyli Słońca? Tam miało być zimno, ciemno i pusto, ale dane z misji Pioneer 11 oraz zdjęcia z obydwu Voyagerów zaprzeczyły temu. Zaproponowano zatem specjalną misję w ten rejon Układu Słonecznego.
Do planowania przedsięwzięcia dołączyli badacze oraz inżynierowie z Europejskiej Agencji Kosmicznej, czyli ESA. I tak doszło do skonstruowania, a następnie wyekspediowania w przestrzeń statku Cassini z przymocowanym doń lądownikiem Huygens.
Ale nie poszło to gładko – najpierw z powodów finansowych cały projekt został przez NASA odwołany, a po jego przywróceniu w drodze nadzwyczajnej interwencji dyrektora ESA, kiedy już całość była na stanowisku startowym, pojawiły się problemy techniczne.
Wreszcie 15 października 1997 roku rakieta wystartowała, ale wcale nie w stronę celu, lecz w pobliże Wenus. Otóż masa całego zestawu była zbyt wielka, aby udał się lot bezpośredni, skorzystano zatem z tak zwanej asysty grawitacyjnej. W skrócie polega to na bliskim przejściu w pobliżu jakiejś planety tak, aby uzyskać przyspieszenie pozwalające na daleką podróż. Oczywiście nie narusza to żadnej z zasad zachowania, po prostu w układzie sonda – planeta zmienia się tylko kierunek wektora prędkości, natomiast rośnie prędkość sondy odniesiona do Słońca. Źródłem dodatkowej energii kinetycznej, którą zyskuje sonda, jest oczywiście mijana planeta.
Źródło: https://saturn.jpl.nasa.gov
W wypadku omawianej misji sonda zaliczyła cztery asysty – dwukrotnie w pobliżu Wenus, raz przy Ziemi i wreszcie przy Jowiszu. Tę ostatnią wykorzystano do badania króla planet wraz z misją Galileo. Tak więc w pobliżu Jowisza spotkały się próbniki biorące nazwy od trzech gigantów nauki – Galileusz dokonał odkryć potwierdzających teorię Kopernika, Cassini odkrył przerwę w pierścieniu Saturna, a Huygens jego największy księżyc – Tytana.
I właśnie z Tytanem związany był najtrudniejszy fragment misji. Otóż polegał on na odłączeniu próbnika Huygens i skierowaniu go w stronę powierzchni tego księżyca. Całość wydarzenia była transmitowana przez kanał NASA TV 14 stycznia 2005 roku i grupa naszej młodzieży mogła oglądać te emocjonujące chwile na żywo – oczywiście z uwzględnieniem dwugodzinnego opóźnienia sygnału, wynikającego miedzy innymi z odległości układu Saturna od Ziemi, która wtedy wynosiła ponad jeden miliard dwieście milionów kilometrów.
Fale radiowe potrzebowały zatem aż 67 minut na samą podróż, ale dodatkowe opóźnienie wynikało z faktu retransmisji sygnału przez statek macierzysty.
Mało brakowało, a ta część misji zakończyła by się fiaskiem. Otóż w roku 2000, kiedy sonda dolatywała już do układu Jowisza, dodatkowy test, wykonany na żądanie jednego z inżynierów projektu, wykazał błędy w korekcie odbiornika modułu Cassini ze względu na dopplerowską zmianę częstotliwości sygnału lądownika, wynikającą z ich wzajemnej prędkości w momencie samego wejścia w atmosferę Tytana. Dopiero przeprogramowania orbit doprowadziły do tego, że mogliśmy obejrzeć obrazy z innego świata – spod metanowej mgły wyłaniały się rozpadliny, jeziora płynnego metanu i lodowe głazy.
Źródło: https://saturn.jpl.nasa.gov
A opracowany na nowo filmik z końcowego etapu opadania lądownika na spadochronie prezentuje się następująco:
Warto wspomnieć, że sonda niesie na pokładzie wykonany w Polsce czujnik temperatury, a na lądowniku Huygens pracował układ elektroniczny zaprojektowany przez inżynierów z Centrum Badań Kosmicznych w Warszawie.
Wyliczenie wszystkich naukowych sukcesów misji Cassini – Huygens jest dostępne tutaj, ja wspomnę tylko o odkryciu kriowulkanizmu na Enkeladusie – co było zaskoczeniem, jako że ten lodowy księżyc jest za mały na to, aby źródłem ciepła mógł być rozpad promieniotwórczy. Prawdopodobnie za istnienie lodowych gejzerów odpowiadają oddziaływania pływowe z księżycem Dione.
Na zdjęciach naszych uczniów widać zarówno sama planetę z pierścieniami, jak też kilka wspomnianych księżyców.
Fot. Mateusz Windak ©
Fot. MOA ©
Za kilka dni sonda Cassini zakończy swoją dwukrotnie już przedłużaną misję efektownym wejściem do atmosfery planety, co oczywiście musi spowodować jej całkowite zniszczenie.
Scenariusz tego wydarzenia, które nastąpi w piątek 15 września, jest następujący:
1) Przelot w odległości 110 tysięcy kilometrów od księżyca Janus
2) Przelot w odległości 91 tysięcy kilometrów od księżyca Pan
3) Przelot w odległości 86 tysięcy kilometrów od księżyca Pandora
4) Przelot w odległości 92 tysięcy kilometrów od księżyca Epimeteusz
5) Zakończenie misji przez wejście w atmosferę Saturna.
Nie będzie to pierwsza misja, kończąca się w tak widowiskowy (choć tego nie zobaczymy) sposób. Wspomnę tylko o dwóch – w roku 2014, uderzając o powierzchnię Księżyca, zakończyła swój żywot sonda LADEE, zaś piętnaście lat wcześniej statek Lunar Prospector, niosący na pokładzie garść prochów Eugene Shoemakera, rozbił się celowo w pobliżu bieguna południowego.
Grzegorz Sęk
