Sonda Cassini


Profil mise
Saturn - historie objevů
Saturn - dnešní stav
Cassini - základní data


Profil mise

V pondělí 13. října v 10:55 UT byla zahájena dlouho očekávaná a několikrát odložená mise
Cassini. Cílem sondy je detailní výzkum druhé největší (a nejkrásnější) planety Sluneční soustavy - planety Saturn. Sonda byla vynesena v současné době nejsilnější americkou raketou TitanIV-Centaur z kosmodromu Cap Canaveral na Floridě [http://www.ksc.nasa.gov]. K planetě Saturn dorazí po trajektorii VVEJGA, což znamená dvě gravitační asistence Venuše, jednu Země a jednu Jupiterem pro získání potřebné rychlosti (data na obrázku jsou posunuta, protože start měl původně být už 6. října, ale byl z technických důvodů o týden odložen)

Ke svému cíly by měl Cassini přiletět v červnu 2004. Sestoupí na nízkou oběžnou dráhu (pouhá 1/6 poloměru planety) a během 4-leté mise zhruba 60 krát Saturn obletí. V závěru roku 2004 bude z paluby uvolněn modul Huygens, který provede asi 2,5 hodiny trvající sestup skrz hustou atmosféru měsíce Titan a případně přistane na jeho povrchu.

Během mise sonda Cassini uskuteční více než 30 blízkých průletů kolem tohoto mysteriózního měsíce, nejméně 4 další kolem zajímavých ledových měsíců blízkých planetě a navíc ještě asi dva tucty kolem vzdálených Saturnových satelitů. Samozřejmě se pozornost sondy zaměří i na samotnou planetu a prozkoumá její rovníkové i polární oblasti.

Zpět na začátek

Saturn - historie objevů

Prvním člověkem, který pozoroval Saturn dalekohledem, byl slavný italský středověký astronom Galileo Galilei. Díky tomu se stal také objevitelem Saturnových prstenců. Prstence objevil v roce 1610. Galileo byl velmi překvapen, když mu o dva roky později prstence zmizely. Usoudil, že se jedná o jakási "ramena", která se z neznámých důvodů objevují a mizí.

Záhadu vysvětlil až holanský vědec Christian Huygens v roce 1659, který díky lepší optice zjistil, že se jedná o prstence. Jejich mizení vysvětlil následujícím způsobem. Saturn oběhne Slunce jednou za 29 let a během této doby rovina prstenců projde rovinou oběžné dráhy Země a prstence zmizí. Huygens také objevil největší měsíc planety - Titan.

Další klíčové objevy přidal o několik let později francouzko-italský astronom Jean-Dominique Cassini, který objevil další velké Saturnovy měsíce - Japetus, Rhea, Tethys a Dione. V roce 1675 si všiml, že prstence jsou rozděleny a tato úzká mezera dnes nese název Cassiniho dělení.

Zpět na začátek

Saturn - dnešní stav

Saturn
[www.deepspace.ucsb.edu/ia/nineplanets/saturn.htm] je druhá největší planeta Sluneční soustavy. Je to plynový obr tvořený převážně vodíkem a héliem. Má průměr odpovídající 10-ti průměrům Země, objem asi jako 750 Zemí a hmotnost rovnou 95 hmotnostem Země. Jeho průměrná hustota je menší než hustota vody. Saturn je 10 krát dále od Slunce než Země. V této vzdálenosti panují teploty kolem -180oC.

Dnes víme, že systém prstenců se skládá z tisíců prstýnků různé šířky. Zmíněné Cassiniho dělení je mezera mezi prstenci A a B. Prstence [http://ringside.arc.nasa.gov/www/saturn/saturn.htm] nejsou pevná tělesa, ale tvoří je nespočetné množství nespojených částic s rozměry od neviditelného prachu po několika metrové kusy. Významnou složkou je zde vodní led, který zřejmě pokrývá pevné částice. Prstence jsou udržovány pohromadě gravitací několika měsíců, které se pohybují v jejich blízkosti. Tyto měsíce jsou také nazývány pastýřské.

Saturn má nejrozsáhlejší systém měsíců ze všech planet. Je tvořen tělesy s rozměry od 40 km po 5 150 km (Titan, který je větší než planeta Merkur). Některé měsíce jsou velmi záhadné, např. Enceladus nebo Japetus. Avšak nejvíce fascinující je měsíc Titan [http://www.deepspace.ucsb.edu/ia/nineplanets/titan.html], který je obklopen atmosférou o padesát procent hustší než je atmosféra Země. Je tvořená hlavně dusíkem a kdyby Titan dostával více slunečního záření, byla by jeho atmosféra podobná atmosféře mladé Země. Přehled 18-ti pojmenovaných měsíců je v následující tabulce (řada dalších, nedávno objevených měsícu nebyla ještě pojmenována):

Satelit Vzdálenost
(103km)
Poloměr
(km)
Hmotnost
(kg)
Objevitel Objev v roce
Pan 134 10 ? Showalter 1990
Atlas 138 14 ? Terrile 1980
Prometheus 139 46 2.7017 Collins 1980
Pandora 142 46 2.2017 Collins 1980
Epimetheus 151 57 5.6017 Walker 1980
Janus 151 89 2.0118 Dollfus 1966
Mimas 186 196 3.8019 Herschel 1789
Enceladus 238 260 8.4019 Herschel 1789
Tethys 295 530 7.5520 Cassini 1684
Telesto 295 15 ? Reitsema 1980
Calypso 295 13 ? Pascu 1980
Dione 377 560 1.0521 Cassini 1684
Helene 377 16 ? Laques 1980
Rhea 527 765 2.4921 Cassini 1672
Titan 1222 2575 1.3523 Huygens 1655
Hyperion 1481 143 1.7719 Bond 1848
Iapetus 3561 730 1.8821 Cassini 1671
Phoebe 12952 110 4.0018 Pickering 1898

Základní fyzikální charakteristiky Saturnu a Titanu jsou uvedeny v další tabulce:

SATURN TITAN
rovníkový průměr120 536 km5 150 km
hmotnost5.688 x 1026 kg 1.35 x 1023kg
střední hustota690 kg/m31 880 kg/m3
typické rychlosti větrů 400-500 m/s
teplota na horním okraji oblaků94 K (-179oC)
rotační perioda10.656 hod.
střední vzdálenost od Slunce1 429 400 000 km 1 222 000 000 km
střední orbitální rychlost9.64 km/s
oběžná doba 29.458 let
složení atmosféryvodík, héliumdusík, argon, metan

Zpět na začátek

Cassini - základní data

Cassini je poslední velkou a drahou meziplanetární sondou, kterou NASA
[http://www.hq.nasa.gov]vyvinula. Orbitální modul s přístoji má hmotnost 2 150 kg, což spolu s 350 kg vážícím modulem Huygens a více než 3 000 kg paliva dává celkovou hmotnost kolem 5 500 kg. Vzhledem k slabému slunečnímu záření ve vzdálenostech Saturna není možné, aby sonda získávala energii ze sluneční panelům. Proto jsou na její palubě radioizotopové termoelektrické generátory využívající přirozeného radioaktivního rozpadu plutonia. Díky tomu musí být start sondy povolen speciální komisí jmenovanou prezidentem. Na palubě orbiteru je 12 vědeckých přístojů:

Přístoj Určení
Imaging science subsystem snímkování ve viditelném, UV a IR světle
Cassini radar mapování povrchu Titanu
Radio science subsystem studium atmosféry, prstenců a gravitačních polí; hledaní gravitačních vln
Ion and neutral mass spectrometer neutrální a nabité částice v okolní prostoru
Visible and infrared mapping spectrometer chemické složení povrchů, atmosfér a prstenců
Composite infrared spectrometer teploty a složení povrchů, atmosfér a prstenců
Cosmic dust analyzer ledové a prachové částice v okolí
Radio and plasma wave spectrometer plazmatické a rádiové vlny, prach
Cassini plasma spectrometer plazma a magnetická pole
Ultraviolet imaging sprectrograph studium složení a struktury atmosfér
Magnetospheric imaging instrument magnetosféra a její interakce se slunečním větrem
Dual technique magnetometer magnetická pole a jejich interakce se slunečním větrem, prstenci a měsíci

Zatímco orbiter byl vyvinut v americké NASA, modul Huygens určený pro měsíc Titan navrhla a vyrobila ESA (Evropská kosmická agentura) [http://www.esrin.esa.it]. Jedná se o těleso o průměru 2,7 metru, které vstoupí do atmosféry Titanu, během sestupu bude měřit charakteristiky okolního prostředí a snad i přistane na povrchu tohoto měsíce. Na palubě modulu je umístněno 6 přístrojů:

Přístroj Určení
Descent imager and spectral radiometer snímkování; teploty částic během sestupu i na povrchu
Huygens atmospheric structure instrument struktura a fyzikální vlastnosti atmosféry
Gas chromatograph and mass spectrometer chemické složení plynů a částic v atmosféře
Aerosol collector pyrolyzer oblaka a vznášející se částice
Surface science package fyzikální vlastnosti povrchu měsíce
Doppler wind experiment proudění atmosféry v jejího vlivu na sestup sondy

Kromě NASA a ESA se na projektu podílí ještě Italská kosmická agentura (ISA) [http://www.asi.it], která vyvinula vysokoziskovou anténu pro sondu. Evropskou část projektu zastupují vědci z 16 evropských států. Misi bude řídit JPL [http://www.jpl.nasa.gov/orgs], komunikace bude probíhat pomocí anténní sítě NASA's Deep Space Network (DSN) [http://deepspace1.jpl.nasa.gov/dsn] tvořené 34-m anténami v Kalifornii (Goldstone), Španělsku (Madrid) a Austrálii (Canberra) a antény umístněné v Darmstadtu (SRN). Doufejme, že všechno bude probíhat podle plánu a že za sedm let se můžeme těšit na stejně fascinující snímky a data o tomto bohatém světě, jaké nám dnes dodává o světě Jupiterově sonda Galileo [http://www.jpl.nasa.gov/galileo]

Zpět na začátek
S použitím informací z Cassini home page [http://www.jpl.nasa.gov/cassini] připravil
NewI'm
15. října 1997
Počet návštěv -

Zpět na ASTRO