Huygens

Nation	Europeiska rymdorganisationen (ESA)
mål (er)	Titan landning
rymdfarkoster	Huygens
rymdfarkoster massa	852-pounds (318-kilogram)
Uppdragsdesign och hantering	NASA / JPL / ESA
lanseringsfordon	Titan 401B-Centaur (TC – 21 / Titan 401 nr 4B-33)
lanseringsdatum och tid	okt. 15, 1997 / 08:43 UT
Startsida	Cape Canaveral, Fla. / Starta Komplex 40
Vetenskapliga Instrument	1. Atmosfärisk struktur Instrument (HASI) 2. Gaskromatograf Neutral masspektrometer (GC/MS) 3. Aerosoluppsamlare och Pyrolysator (ACP) 4. Härkomst Imager / spektral Radiometer (DISR) 5. Surface Science Package (ssp) 6. Doppler vind Experiment (DWE)

Firsts

• Huygens var den första rymdfarkosten att landa i det yttre solsystemet och längst bort från jorden

viktiga datum

oktober. 15, 1997: Starta

Januari. 14, 2005: Titan landing

djupgående: Huygens

Cassini-Huygens-projektet var ett samarbetsprojekt mellan NASA och ESA (liksom den italienska rymdorganisationen, ASI). NASA levererade Huvud rymdfarkosten, orbiter Cassini, och ESA levererade landaren, Huygens.

Huygens-sonden sjönk ner i atmosfären av Titan, Saturnus största måne, 2005. Det gav en detaljerad studie av Titans atmosfär under sin 2,5-timmars nedstigning till ytan. Det vidarebefordrade data och bilder från Titans leriga yta i ytterligare en timme och 10 minuter.

de primära vetenskapliga målen för uppdraget inkluderade en mångsidig uppsättning undersökningar av Saturnus, dess månar och dess närmaste miljö.

den 6 900 pund (3 132 kilo) orbiter med en original designlivslängd på 11 år drivs av tre radioisotop termoelektriska generatorer (RTG), av samma design som RTG: erna ombord på Ulysses, Galileo och New Horizons.

740 Pund (335 kilo) Huygens namngavs efter den holländska fysikern Christiaan Huygens (1629-1695). Cassini fick sitt namn efter den italienske astronomen Giovanni Cassini (1625-1712).

Hugyens var utformad för att undersöka Titans atmosfär, inklusive kemiska egenskaper, vind, temperatur och tryckprofiler från cirka 100 miles (170 kilometer) ner till månens yta. Sonden var inte utformad för att överleva tidigare landning även om forskare inte utesluter möjligheten.

Cassinis resa till Saturnus inkluderade fyra gravitationsassistanser. Sju månader efter lanseringen passerade rymdfarkosten Venus den 26 April 1988, med en räckvidd på cirka 175 miles (284 kilometer) och fick 16 330 miles per timme (26 280 kilometer i timmen).

Cassini utförde en andra flyby av Venus den 24 juni 1999, på en räckvidd på cirka 390 miles (623 kilometer) och en av jorden vid 03:28 ut Aug. 18, 1999, på en räckvidd på cirka 730 miles (1171 kilometer), innan du går till Jupiter.

under denna del av traversen passerade Cassini av asteroiden 2685 Masursky den Jan. 23, 2000, flyger så nära som cirka 932 000 miles (1,5 miljoner kilometer) klockan 09:58 UT. Under mötet använde Cassini sina fjärranalysinstrument för att undersöka asteroidens storlek, dimensioner och albedo.

nästan ett år senare, den Dec. 30 2000 passerade rymdfarkosten av Jupiter på ett avstånd av cirka 6 miljoner miles (9, 7 miljoner kilometer). Bland de data som den returnerade var en detaljerad global färgbild av Jupiter, förmodligen den mest kompletta bilden av hela planeten vid den tiden.

under 2001-2002 märkte controllers en” dis ” i bilder som returnerades av smalvinkelkameran men den eliminerades efter faser av uppvärmning av rymdfarkosten.

Cassinis undersökningar på väg till Saturnus inkluderade ett experiment i oktober 2003 där forskare observerade en frekvensförskjutning i radiovågor till och från sonden när dessa signaler reste nära solen. Dessa resultat bekräftade teoretiska förutsägelser baserade på Einsteins allmänna relativitetsteori.

i maj 2004 gick Cassini-Huygens in i Saturnsystemet—Saturns gravitationskraft blev starkare än dragningen från solen. Efter mer än fem års inaktivitet avfyrades Cassinis huvudmotor den 27 maj som ett test före orbitalinsättning.

efter en flyby av månen Phoebe den 11 juni på ett avstånd av bara 1 285 miles (2 068 kilometer) utförde Cassini ytterligare en korrigering fem dagar senare.

slutligen, den 1 juli 2004, avfyrade rymdskeppsmotorn i 96 minuter och införde därmed Cassini-Huygens i en 0,012 5,6 miljoner mil (0,02 9 miljoner kilometer) omloppsbana runt Saturnus. Det var det första mänskliga objektet som gick in i bana runt Saturnus.

under de första månaderna tillhandahöll Cassini detaljerade uppgifter om Titan under tre flybys (2 juli, 27 oktober och 13 December) och upptäckte två små nymånar, Meton och Pallene.

på juldagen 2004 klockan 02:00 ut separerade Huygens-landaren, som hade varit vilande i mer än sex år, från Cassini och började sin 22-dagars kust till Titan. Det gick in i Titans atmosfär kl 09: 05: 56 ut Jan. 14, 2005, och inom fyra minuter hade utplacerade sin 28 fot (8,5 meter) diameter Huvud fallskärm.

en minut senare började Huygens överföra en mängd information tillbaka till Cassini i mer än två timmar innan han påverkade Titanytan vid 11:38:11 UT med en hastighet av 15 fot per sekund (4,54 meter per sekund). Landningskoordinater var 192,32 grader västlig longitud och 10,25 grader sydlig latitud, cirka 4 miles (7 kilometer) från dess målpunkt.

ett problem i kommunikationsprogrammet begränsade antalet bilder som Huygens överförde till Cassini, från cirka 700 till 376. Men till planetforskarnas spänning tillbaka på jorden fortsatte Den sina överföringar i ytterligare tre timmar och 10 minuter under vilka den överförde en bild av omgivningen (224 bilder av samma vy).

Huygens verkar ha landat på en yta som liknar sand gjord av iskorn. Ytbilder visade en platt slätt fylld med stenar samt bevis på vätska som verkar på terrängen under det senaste förflutna. Efterföljande data bekräftade förekomsten av flytande kolväte sjöar i polarområdena i Titan.

i April 2016 meddelade ESA att en av Titans tre stora hav nära Nordpolen, känd som Ligela Mare, är fylld med ren flytande metan, med en havsbotten täckt av ett slam av organiskt rikt material.

Cassini orbiter fortsatte under tiden sitt huvuduppdrag att undersöka Saturnsystemet, dess resa punkterades av upprepade riktade flybys-flybys aktivt implementerade av bankorrigeringar – av olika månar, särskilt Titan, Enceladus, Tethys, Hyperion, Dione, Rhea och Iapetus.

Cassini avslutade sitt primära uppdrag 27 maj 2008 med sitt 43: e flyby av Titan. Under denna period upptäckte rymdfarkosten två nya månar, Daphnis och Anthe.

det avslöjade också mycket värdefulla data om Titan, inklusive de första radarbilderna av månens yta som tagits under Oktober. 27, 2004, flyby. Cassini fann tydliga bevis på stora sjöar av flytande kolväte i Titans nordliga breddgrader.

rymdfarkosten utförde också ett antal radio ockultationsexperiment för att studera storleksfördelningen av partiklar i Saturnus ringar och atmosfär.

kanske den mest spännande flybyen var den 12 mars 2008, då Cassini flög inom 31 miles (50 kilometer) från Enceladus yta och passerade genom plymerna från dess södra gejsrar. Rymdfarkosten upptäckte vatten och koldioxid och kartlade också ytfunktioner.

i April 2008 godkände NASA en tvåårig förlängning av sitt uppdrag (60 fler Saturnbanor), som officiellt började 1 juli 2008 och kallades Cassini Equinox Mission (det sammanföll med Saturnus equinox).

ytterligare Saturnmånar identifierades (Aegaeon och S/2009 S 1, den senare en ”propeller moonlet” kanske bara cirka 1300 fot eller 400 meter över) medan möten med Enceladus tillät Cassini att förvärva mycket högupplösta bilder av dess yta och att direkt prova sina kryo-vulkaniska plumes som verkar innehålla komplexa organiska kemikalier.

under det tvååriga Equinox-uppdraget, som slutade i September 2010, utförde Cassini 26 riktade flybys av Titan, sju av Enceladus och en vardera av Dione, Rhea och Helene.

Den Feb. 3, 2010, meddelade NASA att Cassinis uppdrag skulle fortsätta utöver den ursprungliga tvååriga förlängningen till det nya Cassini Solstice-uppdraget som skulle pågå till September 2017, några månader förbi Saturnus sommarsolstånd.

det nya uppdraget namngavs efter det Saturniska sommarsolståndet som inträffade i maj 2017, vilket markerade början på sommaren på norra halvklotet och vintern på södra halvklotet. (Rymdfarkosten hade anlänt till Saturnus strax efter planetens Norra vintersolstånd. Förlängningen gjorde det möjligt för forskare att studera en fullständig säsongsperiod på planeten.)

Cassini Solstice-uppdraget styrdes huvudsakligen av dess förmåga att fortsätta nära studier av Titan, särskilt säsongsmässiga klimatförändringar som stormar, översvämningar och förändringar i sjöar. Andra mål för studien inkluderade Enceladus, särskilt dess astrobiologiska potential, isiga månar som Dione och Rhea och Saturnus magnetosfär och ringar.

förlängningen tillät 155 banor runt Saturnus, plus 54 flybys av Titan, 11 av Enceladus, två av Rhea och tre av Dione.

i början av Solstice-uppdraget, Den Nov. 2, 2010, Cassini stötte på ett problem när ett fel i rymdfarkostens dator stängde av alla icke-väsentliga system. Långsamt, under en period av cirka tre veckor, kunde kontrollerna återställa alla Cassinis instrument till fungerande ordning. Endast en riktad flyby av Titan påverkades under tiden.

den 6 mars 2014 genomförde rymdfarkosten sitt 100: e flyby av Titan (på ett område av cirka 930 miles eller 1500 kilometer) och genomförde gravitationsmätningar för att utforska förekomsten av ett globalt underjordiskt hav.

i juli 2014 hade Cassini identifierat minst 101 distinkta gejsrar som bröt ut i södra polarregionen Encelaus. Forskare drog slutsatsen att det är möjligt för flytande vatten att nå hela vägen till ytan från månens underjordiska hav (tillkännagavs i April 2014). Närvaron av detta salta underjordiska hav, cirka 19 till 25 miles (30-40 kilometer) tjockt, under ett 6 mil (10 kilometer) isskal, ökar möjligheten att mikrobiellt liv kan existera där.

betydande händelser 2015-2016 inkluderade ett nära flyby (cirka 29 000 mil eller 47 000 kilometer) Rhea i februari 2015, vilket möjliggjorde mycket högupplösta bilder av den naturliga satelliten. Det fanns en flyby av den oregelbundet formade Hyperion i maj 2015 på cirka 21 000 miles (34 000 kilometer) som visar en djupt slagskär yta. De två sista flybysna av Dione var i juni och augusti 2015, på en räckvidd på bara 321 respektive 295 miles (516 respektive 474 kilometer).

kanske årets mest spektakulära uppdragshändelse var Cassinis ”djupdykning” till bara 30 miles (49 kilometer) ovanför den södra polära regionen i den geologiskt aktiva Enceladus i oktober 2015. Under mötet samplade rymdfarkostens gasanalysator och dammdetektorinstrument månens plume av gas och dammstora isiga partiklar.

en sista flyby av Enceladus genomfördes i December på ett intervall på cirka 3 100 mil (4 999 kilometer) och avslutade ett kapitel i Cassini-uppdragets möten med Saturnus månar.

i December 2015 initierade Cassini ett antal känsliga orbitalmanövrar utformade för att luta rymdfarkostens bana ur Saturnus ringplan. Varje manöver följdes av en gravitationsassistans från Titan (”Titan gör allt tungt lyft”, noterade Earl Maize, Cassini-projektledare på JPL) och skickade därmed fordonet till en allt högre lutning (i förhållande till Saturnus ekvator). Dessa manövrar satte upp Titan för sitt sista dramatiska år 2016-2017, med två distinkta faser av uppdraget.

Den Nov. 30, 2016, åkte Cassini på en stig som bar den högt över och under Saturnus poler och dykade var sjunde dag genom den hittills outforskade regionen vid ytterkanten av huvudringarna. Denna fas av uppdraget, kallad ”Cassinis Ringbetande banor” involverade 20 ”Dyk” genom denna region. Det slutade 22 April 2017. Under några av dessa pass samplade rymdfarkosten direkt ringpartiklar och molekyler av svaga gaser nära ringarna.

i mars och April 2017 fick ringkorsningar rymdfarkosten att flyga genom de dammiga yttre regionerna i F-ringen. Efter att den sista ringbetande banan avslutades den 22 April 2017 omformade en flyby av Titan Cassinis bana för att skicka den på en ny fas av uppdraget, ”Grand Finale”, som involverade 22 störtar, den första den 26 April genom 1490 mil (2400 kilometer) klyftan mellan Saturnus och dess innersta ring.

uppdraget avslutades September. 15, 2017, på sin 293: e bana av Saturnus när Cassini kastade sig in i den Saturniska atmosfären och avslutade ett av de mest ambitiösa och spektakulära uppdragen i planetutforskningens historia.

enligt de flesta uppskattningar brann rymdfarkosten upp i atmosfären och förstördes cirka 45 sekunder efter den sista överföringen. Under de sista stunderna av nedstigningen strålade data från åtta av Cassinis vetenskapliga instrument viktiga data tillbaka till jorden, vilket gav insikt i planetens bildande och utveckling.