Huygens

kansakunta	Euroopan avaruusjärjestö (ESA)
Tavoite(T)	Titan Landing
avaruusalus	Huygens
avaruusaluksen massa	852-pounds (318-kilogramma)
Mission Design and Management	NASA / JPL / ESA
kantoraketti	Titan 401B-Centaur (TC-21 / Titan 401 no. 4B-33)
laukaisupäivä ja-aika	loka. 15, 1997 / 08:43 YY
laukaisupaikka	Cape Canaveral, Fla. / Launch Complex 40
Tieteelliset Välineet	1. Atmospheric Structure Instrument (HASI) 2. Kaasukromatografin neutraali massaspektrometri (GC/MS) 3. Aerosolikerääjä ja Pyrolysaattori (ACP) 4. Descent Imager/Spectral Radiometer (DISR) 5. Surface Science Package (SSP) 6. Doppler Wind Experiment (DWE)

ensimmäiset

• Huygens oli ensimmäinen ulompaan aurinkokuntaan laskeutunut luotain ja kauimpana maasta

Avainpäivät

loka. 15, 1997: Laukaisu

Tammi. 14, 2005: Titan landing

in Depth: Huygens

Cassini-Huygens project oli Nasan ja ESAn (sekä Italian avaruusjärjestön ASI: n) yhteistyöprojekti. NASA toimitti avaruusluotaimen Cassinin ja ESA laskeutujan, Huygensin.

Huygens-luotain laskeutui Saturnuksen suurimman kuun Titanin ilmakehään vuonna 2005. Se antoi yksityiskohtaisen tutkimuksen Titanin kaasukehästä sen 2,5 tuntia kestäneen laskeutumisen aikana. Se välitti dataa ja kuvia Titanin mutaisesta pinnasta vielä tunnin ja 10 minuuttia.

tehtävän ensisijaisiin tieteellisiin tavoitteisiin kuului monipuolinen joukko Saturnuksen, sen kuiden ja lähiympäristön tutkimuksia.

6 900 paunan (3 132 kilogramman) orbiterissa, jonka alkuperäinen suunniteltu käyttöikä oli 11 vuotta, oli voimanlähteenä kolme lämpösähköistä radioisotooppigeneraattoria (RTGs), jotka olivat samaa mallia kuin Ulyssesin, Galileon ja New Horizonsin kyydissä olleet RTGs: t.

740-kiloinen (335-kiloinen) Huygens on nimetty hollantilaisen fyysikon Christiaan Huygensin (1629-1695) mukaan. Cassini on nimetty italialaisen tähtitieteilijän Giovanni Cassinin (1625-1712) mukaan.

Hugyensin tarkoituksena oli tutkia Titanin kaasukehän kemiallisia ominaisuuksia, tuulta, lämpötilaa ja paineprofiileja noin 170 kilometrin päästä Kuun pinnalle. Luotainta ei ollut suunniteltu selviämään aiemmasta laskeutumisesta, vaikka tutkijat eivät sulkeneetkaan sitä mahdollisuutta pois.

Cassinin matka Saturnukseen sisälsi neljä painovoima-avustusta. Seitsemän kuukautta laukaisun jälkeen luotain ohitti Venuksen 26.huhtikuuta 1988 noin 284 kilometrin etäisyydellä saavuttaen 16 330 mailia tunnissa.

Cassini teki toisen ohilennon Venuksesta 24. kesäkuuta 1999 noin 623 kilometrin etäisyydeltä ja yhden maasta kello 03.28 UT Aug. 18, 1999, noin 1 171 kilometrin etäisyydellä, ennen kuin se suuntasi kohti Jupiteria.

tällä rataosuudella Cassini ohitti asteroidi 2685 Masurskyn Janilla. 23, 2000, lentäen peräti noin 932 000 mailia (1,5 miljoonaa kilometriä) klo 09.58 UT. Kohtaamisen aikana Cassini tutki kaukokartoituslaitteillaan asteroidin kokoa, mittasuhteita ja albedoa.

lähes vuotta myöhemmin, jouluk. 30, 2000, avaruusalus ohitti Jupiterin noin 6 miljoonan mailin (9,7 miljoonan kilometrin) etäisyydellä. Sen palauttamien tietojen joukossa oli yksityiskohtainen maapallon värikuva Jupiterista, joka oli luultavasti täydellisin kuva koko planeetasta tuohon aikaan.

vuosina 2001-2002 lennonjohtajat huomasivat kapeakulmakameran palauttamissa kuvissa ”usvan”, mutta se poistui avaruusaluksen kuumentamisen vaiheiden jälkeen.

Cassinin tutkimuksiin matkalla Saturnukseen sisältyi lokakuussa 2003 tehty koe, jossa tutkijat havaitsivat radioaaltojen taajuusmuutoksen luotaimeen ja luotaimesta näiden signaalien kulkiessa lähellä Aurinkoa. Nämä tulokset vahvistivat Einsteinin yleiseen suhteellisuusteoriaan perustuvia teoreettisia ennusteita.

toukokuussa 2004 Cassini-Huygens saapui Saturnuksen systeemiin—Saturnuksen vetovoima muuttui voimakkaammaksi kuin auringon vetovoima. Yli viiden vuoden käyttämättömyyden jälkeen Cassinin päämoottori käynnistyi 27.toukokuuta testinä ennen kiertoradalle asettamista.

ohitettuaan Kuun Phoeben 11.kesäkuuta vain 2 068 kilometrin etäisyydellä Cassini suoritti vielä yhden korjauksen viisi päivää myöhemmin.

lopulta 1.heinäkuuta 2004 avaruusaluksen Moottori ampui 96 minuuttia, jolloin Cassini-Huygens asetettiin 0,012 × 5,6 miljoonan mailin (0,02 × 9 miljoonan kilometrin) kiertoradalle Saturnuksen ympäri. Se oli ensimmäinen ihmisen tekemä kappale, joka pääsi Saturnuksen kiertoradalle.

ensimmäisten kuukausien aikana Cassini toimitti yksityiskohtaisia tietoja Titanista kolmen flybyn aikana (2.Heinäkuuta, 27. lokakuuta ja 13. joulukuuta) ja löysi kaksi pientä uutta kuuta, Metonin ja Pallenen.

joulupäivänä 2004 kello 02.00 UT Huygens-laskeutuja, joka oli ollut lepotilassa yli kuusi vuotta, erkani Cassinista ja aloitti 22 päivää kestäneen rannikkonsa Titaniin. Se saapui Titanin ilmakehään kello 09.05.56 UT Jan. 14, 2005, ja neljässä minuutissa oli käyttöön sen 28 jalka (8,5 metriä) halkaisija päävarjo.

minuuttia myöhemmin Huygens alkoi lähettää runsaasti tietoa takaisin Cassinille yli kahden tunnin ajan ennen kuin se törmäsi Titanin pintaan kello 11:38:11 UT nopeudella 15 jalkaa sekunnissa (4,54 metriä sekunnissa). Laskeutumiskoordinaatit olivat 192,32 astetta läntistä pituutta ja 10,25 astetta eteläistä leveyttä, noin 7 kilometriä kohdepaikastaan.

viestintäohjelman ongelma rajoitti Huygensin Cassinille lähettämien kuvien määrää noin 700: sta 376: een. Maan päällä olleiden planeettatutkijoiden innostukseksi se kuitenkin jatkoi lähetyksiään vielä kolme tuntia ja 10 minuuttia, joiden aikana se välitti näkymän ympäristöstään (224 kuvaa samasta näkymästä).

Huygens näyttää laskeutuneen jääjyväsistä tehtyä hiekkaa muistuttavalle pinnalle. Pintakuvissa näkyi Tasainen tasanko, joka oli täynnä pikkukiviä sekä todisteita nesteen vaikutuksesta maastoon lähimenneisyydessä. Myöhemmät tiedot vahvistivat nestemäisten hiilivetyjärvien olemassaolon Titanin napa-alueilla.

huhtikuussa 2016 ESA ilmoitti, että yksi Titanin kolmesta suuresta merestä lähellä pohjoisnapaa, nimeltään Ligela Mare, on täynnä puhdasta nestemäistä metaania, jonka merenpohjassa on orgaanista ainesta sisältävää lietettä.

Cassini-orbiter puolestaan jatkoi päätehtäväänsä tutkiessaan Saturnuksen järjestelmää, sen matkaa rytmittivät toistuvat kohdennetut flybyt — flybyt, jotka toteutettiin aktiivisesti lentoratakorjauksilla — eri kuista, erityisesti Titanista, Enceladuksesta, Tethyksestä, Hyperionista, Dionesta, Rheasta ja Iapetuksesta.

Cassini päätti päälentonsa 27. toukokuuta 2008, jolloin se ohitti Titanin 43. kerran. Tänä aikana avaruusalus löysi kaksi uutta kuuta, Daphniksen ja Anthen.

se paljasti myös paljon arvokasta tietoa Titanista, mukaan lukien ensimmäiset tutkakuvat kuun pinnasta, jotka on otettu sen lokakuun aikana. 27, 2004, ohilento. Cassini löysi selviä todisteita Titanin pohjoisten leveysasteiden suurista nestemäisistä hiilivetyjärvistä.

avaruusalus teki myös useita radio-okkultaatiokokeita tutkiakseen hiukkasten kokojakaumaa Saturnuksen renkaissa ja ilmakehässä.

ehkä jännittävin ohilento oli 12. maaliskuuta 2008, kun Cassini lensi 50 kilometrin säteellä Enceladuksen pinnasta kulkien sen eteläisten geysirien plumeiden läpi. Avaruusalus havaitsi vettä ja hiilidioksidia ja kartoitti myös pinnan ominaisuuksia.

huhtikuussa 2008 NASA hyväksyi kahden vuoden jatkoajan tehtävälleen (60 Saturnuksen kiertorataa lisää), joka virallisesti alkoi 1.heinäkuuta 2008 ja oli nimeltään Cassini Equinox Mission (se sattui samaan aikaan Saturnuksen päiväntasauksen kanssa).

muita Saturnuksen kuita tunnistettiin (Aegaeon ja S/2009 s 1, joista jälkimmäinen ”potkurikuu” oli ehkä vain noin 1 300 jalkaa tai 400 metriä läpimittainen), kun taas kohtaamiset Enceladuksen kanssa antoivat Cassinille mahdollisuuden ottaa erittäin korkean resoluution kuvia sen pinnasta ja ottaa suoraan näytteitä sen Kryo-vulkaanisista plumeista, jotka näyttävät sisältävän monimutkaisia orgaanisia kemikaaleja.

syyskuussa 2010 päättyneen kaksivuotisen Päiväntasausmatkan aikana Cassini suoritti 26 Titanin, seitsemän Enceladuksen ja yhden Dionen, Rhean ja Helenen.

Helmikuuta. 3, 2010, NASA ilmoitti, että Cassini mission jatkuisi yli alkuperäisen kahden vuoden jatkoksi Uusi Cassini Solstice Mission joka kestää syyskuuhun 2017, muutama kuukausi ohi Saturnuksen kesäpäivänseisaus.

Uusi lähetysasema sai nimensä toukokuussa 2017 sattuneen Saturnuksen kesäpäivänseisauksen mukaan, joka merkitsi kesän alkua pohjoisella pallonpuoliskolla ja talven alkamista eteläisellä pallonpuoliskolla. (Avaruusalus oli saapunut Saturnukseen juuri planeetan pohjoisen talvipäivänseisauksen jälkeen. Pidennys antoi siis tutkijoille mahdollisuuden tutkia planeetan täydellistä vuodenaikaa.)

Cassinin Päivänseisauksen tehtävää ohjasi ennen kaikkea sen kyky jatkaa Titanin tarkkoja tutkimuksia, erityisesti vuodenaikojen mukaisia ilmastonmuutoksia, kuten myrskyjä, tulvia ja järvien muutoksia. Muita tutkimuskohteita olivat Enceladus, erityisesti sen astrobiologinen potentiaali, jäiset kuut kuten Dione ja Rhea sekä Saturnuksen magnetosfääri ja renkaat.

laajennus mahdollisti 155 kiertorataa Saturnuksen ympäri sekä 54 Titanin, 11 Enceladuksen, kaksi Rhean ja kolme Dionen.

Päivänseisauksen alkaessa, Marraskuuta. 2, 2010, Cassini törmäsi ongelmaan, kun toimintahäiriö avaruusaluksen tietokoneessa sammutti kaikki epäolennaiset järjestelmät. Hitaasti, aikana noin kolme viikkoa, ohjaimet pystyivät palauttamaan kaikki Cassini ’ s välineitä toimintakuntoon. Vain yksi Titanin ohilento kärsi välivaiheen aikana.

6. maaliskuuta 2014 avaruusalus suoritti Titanin 100. ohilennon (noin 930 mailin eli 1 500 kilometrin etäisyydellä) tehden painovoimamittauksia tutkiakseen maapallon pinnanalaisen valtameren olemassaoloa.

heinäkuuhun 2014 mennessä Cassini oli tunnistanut ainakin 101 erillistä geysiriä, jotka purkautuivat Enceledauksen eteläisellä napa-alueella. Tutkijat päättelivät, että kuun maanalaisesta merestä on mahdollista päästä nestemäistä vettä aina pinnalle asti (ilmoitettiin huhtikuussa 2014). Tämän suolaisen, 30-40 kilometriä paksun ja 10 kilometriä pitkän jääkuoren alla olevan maanalaisen meren läsnäolo herättää sen mahdollisuuden, että siellä voisi olla mikrobielämää.

merkittäviä tapahtumia vuosina 2015-2016 oli Rhean lähilento (noin 29 000 mailia tai 47 000 kilometriä) helmikuussa 2015, mikä mahdollisti hyvin korkean resoluution kuvat luonnollisesta satelliitista. Epäsäännöllisen muotoisen Hyperionin ohilento tapahtui toukokuussa 2015 noin 34 000 kilometrin korkeudessa, jossa näkyi syvästi törmäyksestä arpeutunut pinta. Dionen kaksi viimeistä lentoa olivat kesä-ja elokuussa 2015 vain 321 ja 295 Mailin (516 ja 474 kilometrin) etäisyyksillä.

vuoden ehkä näyttävin lähetystapahtuma oli Cassinin ”syväsukellus” vain 49 kilometrin korkeuteen geologisesti aktiivisen Enceladuksen etelänavan pinnasta lokakuussa 2015. Kohtaamisen aikana avaruusaluksen Kaasuanalysaattorin ja pölynilmaisimen mittalaitteet ottivat näytteitä Kuun kaasupilvestä ja pölyn kokoisista jäisistä hiukkasista.

Enceladuksen viimeinen ohilento suoritettiin joulukuussa noin 3 100 mailin (4 999 kilometrin) etäisyydellä, mikä päätti luvun Cassini-lennon kohtaamisista Saturnuksen kuiden kanssa.

joulukuussa 2015 Cassini käynnisti useita herkkiä kiertorataharjoituksia, joiden tarkoituksena oli kallistaa avaruusaluksen rata pois Saturnuksen rengastasosta. Jokaista manööveriä seurasi Titanin gravitaatioavustin (”Titan tekee kaiken raskaan työn”, totesi Cassinin projektipäällikkö Earl Maize JPL: stä), jolloin ajoneuvo kallistui yhä enemmän (suhteessa Saturnuksen päiväntasaajaan). Nämä sotaharjoitukset loivat Titanin sen viimeiselle dramaattiselle vuodelle 2016-2017, johon kuului kaksi eri vaihetta tehtävässä.

Marraskuuta. 30, 2016, Cassini lähti polulle, joka kuljetti sitä korkealla Saturnuksen napojen yläpuolella ja alla, sukeltaen seitsemän päivän välein tähän asti tutkimattoman alueen läpi päärenkaiden ulkoreunalla. Tähän ”Cassinin Rengaslaiduntamiseksi” kutsuttuun operaation vaiheeseen kuului 20 ”sukellusta” tämän alueen läpi. Se päättyi 22. huhtikuuta 2017. Joidenkin näiden ohilentojen aikana avaruusalus otti suoraan näytteitä renkaiden lähellä olevista heikoista kaasuista ja hiukkasista.

maalis-huhtikuussa 2017 kehäristeykset saivat avaruusaluksen lentämään F-renkaan pölyisten ulkoalueiden läpi. Viimeisen renkaan laiduntavan kiertoradan päätyttyä 22. huhtikuuta 2017 Titanin ohilento muokkasi Cassinin lentorataa lähettääkseen sen uuteen vaiheeseen, ”Grand Finaleen”, johon kuului 22 syöksyä, joista ensimmäinen tapahtui 26.huhtikuuta Saturnuksen ja sen sisimmän renkaan välisen 1490 Mailin (2400 kilometrin) aukon läpi.

tehtävä päättyi syyskuussa. 15, 2017, Saturnuksen 293. kiertoradalla, kun Cassini syöksyi Saturnuksen ilmakehään päättäen yhden kunnianhimoisimmista ja näyttävimmistä lennoista planeettatutkimuksen historiassa.

useimpien arvioiden mukaan avaruusalus paloi ilmakehässä ja tuhoutui noin 45 sekuntia viimeisen lähetyksen jälkeen. Laskeutumisen viimeisinä hetkinä kahdeksasta Cassinin tieteellisestä instrumentista saadut tiedot siirsivät tärkeitä tietoja takaisin Maahan, mikä antoi tietoa planeetan muodostumisesta ja evoluutiosta.