Huygens

Nazione	Agenzia Spaziale Europea (ESA)
Obiettivo(s)	Titan Atterraggio
Navicella	Huygens
Navicella di Massa	852-libbre (318-chilogrammi)
Missione di Progettazione e di Gestione	NASA / JPL / ESA
Veicolo di Lancio	Titan 401B-Centauro (TC-21 / Titan 401 no. 4B-33)
Data di Lancio e il Tempo	Ott. 15, 1997 / 08:43
Sito di lancio	Cape Canaveral, Fla. / Complesso di lancio 40
Strumenti scientifici	1. Atmospheric Structure Instrument (HASI) 2. Gascromatografo Spettrometro di massa neutro (GC/MS) 3. Collettore aerosol e pirolizzatore (ACP) 4. Imager di discesa / Radiometro spettrale (DISR) 5. Pacchetto di scienza di superficie (SSP) 6. Esperimento Doppler vento (DWE)

Firsts

• Huygens è stata la prima sonda spaziale ad atterrare nel sistema solare esterno e la più lontana dalla Terra

Date chiave

Ottobre. 15, 1997: Lancio

Gennaio. 14, 2005: Titan landing

Approfondimenti: Huygens

Il progetto Cassini-Huygens è stato un progetto cooperativo tra NASA ed ESA (così come l’Agenzia Spaziale Italiana, ASI). La NASA ha fornito il veicolo spaziale principale, l’orbiter Cassini, e l’ESA ha fornito il lander, Huygens.

La sonda Huygens scese nell’atmosfera di Titano, la più grande luna di Saturno, nel 2005. Ha fornito uno studio dettagliato dell’atmosfera di Titano durante la sua discesa in superficie di 2,5 ore. Ha trasmesso dati e immagini dalla superficie fangosa di Titano per un’altra ora e 10 minuti.

Gli obiettivi scientifici primari della missione includevano una serie diversificata di indagini su Saturno, le sue lune e il suo vicino ambiente.

L’orbiter da 6.900 libbre (3.132 chilogrammi) con una vita di progetto originale di 11 anni era alimentato da tre generatori termoelettrici a radioisotopi (RTGs), dello stesso design degli RTGS trasportati a bordo di Ulisse, Galileo e New Horizons.

La Huygens da 740 libbre (335 chilogrammi) prende il nome dal fisico olandese Christiaan Huygens (1629-1695). Cassini prende il nome dall’astronomo italiano Giovanni Cassini (1625-1712).

Hugyens è stato progettato per studiare l’atmosfera di Titano, comprese le proprietà chimiche, il vento, la temperatura e i profili di pressione da circa 100 miglia (170 chilometri) fino alla superficie della luna. La sonda non è stata progettata per sopravvivere dopo l’atterraggio, anche se gli scienziati non hanno escluso la possibilità.

Il viaggio di Cassini a Saturno includeva quattro assist di gravità. Sette mesi dopo il lancio, il veicolo spaziale passò Venere il 26 aprile 1988, ad una distanza di circa 175 miglia (284 chilometri), guadagnando 16.330 miglia all’ora (26.280 chilometri all’ora).

Cassini eseguì un secondo flyby di Venere il 24 giugno 1999, ad un raggio di circa 390 miglia (623 chilometri) e uno della Terra alle 03:28 UT Aug. 18, 1999, ad un raggio di circa 730 miglia (1.171 chilometri), prima di dirigersi verso Giove.

Durante questa porzione della traversata, Cassini passò dall’asteroide 2685 Masursky il 16 gennaio. 23, 2000, volando il più vicino circa 932.000 miglia (1,5 milioni di chilometri) alle 09: 58 UT. Durante l’incontro, Cassini ha usato i suoi strumenti di telerilevamento per indagare le dimensioni, le dimensioni e l’albedo dell’asteroide.

Quasi un anno dopo, il dic. 30, 2000, la navicella spaziale passò da Giove ad una distanza di circa 6 milioni di miglia (9,7 milioni di chilometri). Tra i dati restituiti c’era una dettagliata immagine a colori globale di Giove, probabilmente l’immagine più completa dell’intero pianeta in quel momento.

Nel 2001-2002, i controllori hanno notato una “foschia” nelle immagini restituite dalla telecamera ad angolo stretto, ma è stata eliminata dopo fasi di riscaldamento del veicolo spaziale.

Le indagini di Cassini in rotta verso Saturno includevano un esperimento nell’ottobre 2003 in cui gli scienziati osservavano uno spostamento di frequenza delle onde radio da e verso la sonda mentre quei segnali viaggiavano vicino al Sole. Questi risultati hanno confermato le previsioni teoriche basate sulla teoria generale della relatività di Einstein.

Nel maggio 2004, Cassini-Huygens entrò nel sistema di Saturno—l’attrazione gravitazionale di Saturno divenne più forte dell’attrazione dal Sole. Dopo più di cinque anni di inattività, il motore principale di Cassini è stato acceso il 27 maggio come test prima dell’inserimento orbitale.

Dopo un flyby della luna Phoebe l ‘ 11 giugno ad una distanza di appena 1.285 miglia (2.068 chilometri), Cassini eseguì un’altra correzione cinque giorni dopo.

Infine, il 1º luglio 2004, il motore del veicolo spaziale sparò per 96 minuti, inserendo così Cassini-Huygens in un’orbita di 0,012 × 5,6 milioni di miglia (0,02 × 9 milioni di chilometri) attorno a Saturno. Fu il primo oggetto creato dall’uomo ad entrare in orbita attorno a Saturno.

Nei suoi primi mesi, Cassini fornì dati dettagliati su Titano durante tre flybys (2 luglio, 27 ottobre e 13 dicembre) e scoprì due piccole nuove lune, Metone e Pallene.

Il giorno di Natale 2004 alle 02:00 UT, il lander Huygens, che era rimasto inattivo per più di sei anni, si separò da Cassini e iniziò la sua costa di 22 giorni fino a Titano. È entrato nell’atmosfera di Titano alle 09: 05: 56 UT Jan. 14, 2005, e nel giro di quattro minuti aveva schierato il suo paracadute principale di 28 piedi (8,5 metri) di diametro.

Un minuto dopo, Huygens iniziò a trasmettere una grande quantità di informazioni a Cassini per più di due ore prima di impattare sulla superficie di Titano alle 11:38:11 UT ad una velocità di 15 piedi al secondo (4,54 metri al secondo). Le coordinate di atterraggio erano 192,32 gradi di longitudine ovest e 10,25 gradi di latitudine sud, a circa 4 miglia (7 chilometri) dal punto di destinazione.

Un problema nel programma di comunicazione ha limitato il numero di immagini che Huygens ha trasmesso a Cassini, da circa 700 a 376. Tuttavia, per l’eccitazione degli scienziati planetari tornati sulla Terra, ha continuato le sue trasmissioni per altre tre ore e 10 minuti durante i quali ha trasmesso una visione dell’ambiente circostante (224 immagini della stessa vista).

Huygens sembra essere atterrato su una superficie simile alla sabbia fatta di granelli di ghiaccio. Le immagini di superficie hanno mostrato una pianura piatta disseminata di ciottoli e prove di liquido che agisce sul terreno nel recente passato. I dati successivi hanno confermato l’esistenza di laghi di idrocarburi liquidi nelle regioni polari di Titano.

Nell’aprile 2016, l’ESA ha annunciato che uno dei tre grandi mari di Titano vicino al polo nord, noto come Ligela Mare, è pieno di metano liquido puro, con un fondale marino coperto da un fango di materiale ricco di organici.

L’orbiter Cassini, nel frattempo, continuò la sua missione principale investigando il sistema di Saturno, il suo viaggio punteggiato da ripetuti flybys mirati-flybys attivamente implementati da correzioni di traiettoria-di varie lune, in particolare Titano, Encelado, Tethys, Hyperion, Dione, Rhea e Giapeto.

Cassini ha concluso la sua missione primaria il 27 maggio 2008, con il suo 43 ° flyby di Titano. Durante questo periodo, il veicolo spaziale scoprì due nuove lune, Daphnis e Anthe.

Ha anche scoperto molti dati preziosi su Titano, comprese le prime immagini radar della superficie della luna scattate durante il suo ottobre. 27, 2004, flyby. Cassini ha trovato chiare prove di grandi laghi di idrocarburi liquidi nelle latitudini settentrionali di Titano.

Il veicolo spaziale ha anche eseguito una serie di esperimenti di occultazione radio per studiare la distribuzione dimensionale delle particelle negli anelli e nell’atmosfera di Saturno.

Forse il flyby più emozionante è stato il 12 marzo 2008, quando Cassini ha volato entro 31 miglia (50 chilometri) dalla superficie di Encelado, passando attraverso i pennacchi dai suoi geyser meridionali. Il veicolo spaziale ha rilevato acqua e anidride carbonica e ha anche mappato le caratteristiche della superficie.

Nell’aprile 2008, la NASA approvò un’estensione di due anni della sua missione (altre 60 orbite di Saturno), che iniziò ufficialmente il 1º luglio 2008, e fu chiamata la missione Equinozio di Cassini (coincise con l’equinozio di Saturno).

Sono state identificate altre lune di Saturno (Aegaeon e S/2009 S 1, quest’ultimo un “luna elica” forse solo circa 1.300 piedi o 400 metri di diametro) mentre gli incontri con Encelado hanno permesso a Cassini di acquisire immagini ad altissima risoluzione della sua superficie e di campionare direttamente i suoi pennacchi crio-vulcanici che sembrano contenere sostanze chimiche organiche complesse.

Durante la missione Equinox di due anni, che si è conclusa nel settembre 2010, Cassini ha eseguito 26 voli mirati di Titano, sette di Encelado e uno ciascuno di Dione, Rhea ed Helene.

Il febbraio. 3, 2010, la NASA ha annunciato che la missione di Cassini avrebbe continuato oltre l’estensione originale di due anni nella nuova missione Cassini Solstice che sarebbe durata fino a settembre 2017, pochi mesi dopo il solstizio d’estate di Saturno.

La nuova missione prende il nome dal solstizio d’estate di Saturnia avvenuto nel maggio 2017, che ha segnato l’inizio dell’estate nell’emisfero settentrionale e l’inverno nell’emisfero meridionale. (La navicella era arrivata a Saturno subito dopo il solstizio d’inverno settentrionale del pianeta. L’estensione ha quindi permesso agli scienziati di studiare un periodo stagionale completo del pianeta.)

La missione Cassini Solstice è stata guidata principalmente dalla sua capacità di continuare studi ravvicinati su Titano, in particolare i cambiamenti climatici stagionali come tempeste, inondazioni e cambiamenti nei laghi. Altri obiettivi per lo studio includevano Encelado, in particolare il suo potenziale astrobiologico, lune ghiacciate come Dione e Rea e la magnetosfera e gli anelli di Saturno.

L’estensione consentiva 155 orbite attorno a Saturno, più 54 flybys di Titano, 11 di Encelado, due di Rhea e tre di Dione.

All’inizio della Missione del Solstizio, il nov. 2, 2010, Cassini ha incontrato un problema quando un malfunzionamento nel computer del veicolo spaziale ha spento tutti i sistemi non essenziali. Lentamente, in un periodo di circa tre settimane, i controllori sono stati in grado di ripristinare tutti gli strumenti di Cassini al lavoro. Solo un flyby mirato di Titan è stato colpito durante l’interim.

Il 6 marzo 2014, la navicella spaziale ha condotto il suo 100 ° flyby di Titano (ad un raggio di circa 930 miglia o 1.500 chilometri), conducendo misurazioni di gravità al fine di esplorare l’esistenza di un oceano sottomarino globale.

A luglio 2014, Cassini aveva identificato almeno 101 geyser distinti in eruzione sulla regione polare meridionale di Enceledaus. I ricercatori hanno concluso che è possibile che l’acqua liquida raggiunga la superficie dal mare sotterraneo della luna (annunciato nell’aprile 2014). La presenza di questo oceano sotterraneo salato, di circa 19-25 miglia (30-40 chilometri) di spessore, sotto un guscio di ghiaccio di 6 miglia (10 chilometri), solleva la possibilità che la vita microbica possa esistere lì.

Eventi significativi nel 2015-2016 incluso un vicino flyby (a circa 29.000 miglia o 47.000 chilometri) di Rhea nel febbraio 2015, consentendo immagini ad altissima risoluzione del satellite naturale. C’era un flyby dell’Hyperion di forma irregolare nel maggio 2015 a circa 21.000 miglia (34.000 chilometri) che mostrava una superficie profondamente sfregiata dall’impatto. Gli ultimi due flybys di Dione erano in giugno e agosto 2015, ad una gamma di soli 321 e 295 miglia (516 e 474 chilometri) rispettivamente.

Forse l’evento di missione più spettacolare dell’anno è stata la “deep-dive” di Cassini ad appena 30 miglia (49 chilometri) sopra la regione polare meridionale dell’Encelado geologicamente attivo nell’ottobre 2015. Durante l’incontro, gli strumenti dell’analizzatore di gas e del rilevatore di polvere della navicella hanno campionato il pennacchio di gas e particelle ghiacciate della luna.

Un ultimo flyby di Encelado fu effettuato a dicembre a una distanza di circa 3.100 miglia (4.999 chilometri), concludendo un capitolo negli incontri della missione Cassini con le lune di Saturno.

Nel dicembre 2015, Cassini ha avviato una serie di delicate manovre orbitali progettate per inclinare l’orbita della navicella fuori dal piano dell’anello di Saturno. Ogni manovra è stata seguita da un gravity-assist da Titan (“Titan fa tutto il lavoro pesante”, ha osservato Earl Maize, Cassini project manager al JPL), inviando così il veicolo ad un’inclinazione sempre più elevata (rispetto all’equatore di Saturno). Queste manovre hanno istituito Titan per il suo ultimo anno drammatico in 2016-2017, coinvolgendo due fasi distinte della missione.

Il nov. 30, 2016, Cassini partì per un sentiero che lo portava in alto sopra e sotto i poli di Saturno, immergendosi ogni sette giorni attraverso la regione finora inesplorata al bordo esterno degli anelli principali. Questa fase della missione, chiamata “Orbite ad anello di Cassini” ha coinvolto 20 “immersioni” attraverso questa regione. Si è concluso il 22 aprile 2017. Durante alcuni di questi passaggi, il veicolo spaziale direttamente campionati particelle di anello e molecole di gas deboli vicino agli anelli.

A marzo e aprile 2017, gli incroci ad anello hanno fatto volare la navicella attraverso le polverose regioni esterne dell’anello F. Dopo l’ultima orbita di pascolo dell’anello conclusa il 22 aprile 2017, un flyby di Titano ha rimodellato la traiettoria di Cassini per inviarlo in una nuova fase della missione, il “Gran Finale”, che coinvolge 22 tuffi, il primo il 26 aprile attraverso il divario di 1.490 miglia (2.400 chilometri) tra Saturno e il suo anello più interno.

La missione si è conclusa settembre. 15, 2017, sulla sua 293a orbita di Saturno quando Cassini si tuffò nell’atmosfera saturniana terminando una delle missioni più ambiziose e spettacolari della storia dell’esplorazione planetaria.

Secondo la maggior parte delle stime, il veicolo spaziale bruciò nell’atmosfera e fu distrutto circa 45 secondi dopo l’ultima trasmissione. Durante gli ultimi momenti della discesa, i dati di otto degli strumenti scientifici di Cassini hanno riportato dati importanti sulla Terra, dando una visione della formazione e dell’evoluzione del pianeta.