Cassini-Huygens

Le vaisseau spatial de Cassini-Huygens a été lancé le 15 octobre , le 1997 le complexe de lancement de de s de station l'Armée de l'Air Cape Canaveral de le '40 using un lanceur du centaure du titan IVB de l'Armée de l'Air des USA de . Le lanceur s'est composé d'un lanceur à deux étages de du titan IV , deux courroie-sur les moteurs pleins de Rocket de l'étape supérieure de centaure, et une clôture de charge utile, ou capot de carénage. Le système complet de vol de Cassini de s'est composé de lanceur et de vaisseau spatial.

Le vaisseau spatial se compose de navette spatiale de Cassini et de sonde de Huygens. La navette spatiale a été conçue pour satelliser Saturne et ses lunes pendant quatre années. La sonde était de plonger dans l'atmosphère du titan et de la terre sur sa surface, qu'elle a faite tôt dans la mission. Dix-sept nations contribuées à construire le vaisseau spatial. La navette spatiale de Cassini a été construite et contrôlée par le laboratoire de propulsion par réaction de du de Caltech de de la NASA. La sonde de Huygens a été établie par l'agence spatiale européenne (ESA) de . L'agence spatiale italienne (ASI) de a fourni l'antenne à gain élevé de la communication du de Cassini, et un radar à plusieurs modes de fonctionnement compact et léger révolutionnaire (radar à antenne synthétique, altimètre de radar, radiomètre).

Tout le coût de la mission est au sujet du du US$ 3.26 milliard , y compris $1.4 milliards pour le développement avant le lancement, $704 million pour des déroulements de la mission, $54 millions pour dépister et $422 millions pour le lanceur. Les USA ont contribué $2.6 milliards, ESA $500 millions et ASI $160 millions.

La fin nominale de la mission a lieu en 2008, mais il est probable qu'on accorde davantage de placement. la liste du

A de des abréviations de Cassini-Huygens de est disponible.

Histoire

Les origines de Cassini-Huygens datent à 1982, quand la base européenne de la Science de et l'Académie des Sciences nationale américain ont constitué un groupe de travail pour étudier de futures missions coopératives. Deux scientifiques européens ont proposé une sonde appareillée de navette spatiale et de titan de Saturne comme mission commune possible. En 1983, le Comité d'exploration de système solaire du de la NASA a recommandé les mêmes paires de navette spatiale et de sonde qu'un projet de la NASA de noyau. La NASA et l'agence spatiale européenne (ESA) de ont réalisé une étude commune de la mission potentielle de 1984 à 1985. L'ESA a continué sa propre étude en 1986, alors que le tour américain de Sally de d'astronaute, dans ses 1987 influents rapportent le " ; Conduite de la NASA de et futur de l'Amérique dans l'espace , " ; également examiné et approuvé la mission de Cassini.

Tandis que le rapport du tour décrivait la navette spatiale et la sonde de Saturne comme mission soloe de la NASA, dans 1988 l'administrateur d'associé pour la Science d'espace et des applications de la NASA Len Fisk retourné à l'idée d'une mission de la NASA et d'ESA de joint. Il a écrit à ses contre-parties à l'ESA, capot de Roger, proposant fortement que l'ESA choisissent la mission de Cassini des trois candidats actuels et prometteurs que la NASA commettrait à la mission dès que l'ESA a fait.

Lorsque, la NASA devenait plus sensible à la contrainte qui s'était développée entre les programmes spatiaux américains et européens en raison des perceptions européennes que la NASA ne l'avait pas traitée aimer une égale pendant des collaborations précédentes. Les fonctionnaires et les conseillers de la NASA impliqués en favorisant et en prévoyant Cassini-Huygens ont essayé de corriger cette tendance en soumettant à une contrainte leur désir de partager également tous les avantages scientifiques et de technologie résultant de la mission. En partie, cet esprit de coopération récemment découvert avec l'Europe a été conduit par un sens de la concurrence avec l'Union Soviétique , qui avait commencé à coopérer plus étroitement avec l'Europe pendant que l'ESA dessinait plus loin de la NASA.

La collaboration a non seulement amélioré des relations entre les deux programmes spatiaux mais a également aidé Cassini-Huygens à survivre congressionnel compression dedans les Etats-Unis. Cassini-Huygens a relevé du feu politiquement dans 1992 et 1994, mais la NASA a avec succès persuadé le congrès des États-Unis de qu'il serait imprudent d'arrêter le projet après que l'ESA ait déjà versé des fonds dans le développement parce que l'anéantissement sur des promesses cassées d'exploration d'espace pourrait se renverser plus de dans d'autres domaines des relations internationales. Le projet a procédé politiquement sans à-coup après 1994, bien que, comme remarquable ci-dessous, les groupes des citoyens aient préoccupé par ses incidences sur l'environnement potentielles essayées pour les dérailler par des protestations et des procès jusqu'à ce qu'et passé son lancement 1997.

Conception de vaisseau spatial

Le vaisseau spatial a été à l'origine prévu pour être deuxième stabilisée gyroscopique, le RTG - la marque actionnée II , une classe de marin de de vaisseau spatial développée pour des missions au delà de l'orbite du Mars . Le Cassini était développé ainsi que le vaisseau spatial en forme d'étoile du Flyby ( CRAF ) de rendez-vous de comète de , mais les divers compressions budgétaires et rescopings du projet ont forcé la NASA à terminer le développement du CRAF afin de sauver le Cassini . En conséquence, le vaisseau spatial de Cassini de est devenu une conception plus spécialisée, décommandant l'exécution de la série de la marque II de marin.

Le vaisseau spatial, y compris la navette spatiale et la sonde, est de vaisseau spatial interplanétaire du plus grand et la plupart complexe construit jusqu'ici. La navette spatiale a une masse 2.150 du le kilogramme , la sonde 350 kilogrammes. Avec l'adapteur de lanceur et 3.132 kilogrammes de propulseurs lors de lancement, le vaisseau spatial a eu une masse d'environ 5. Seulement deux le vaisseau spatial de Phobos envoyé au Mars par l'Union Soviétique étaient plus lourd. Le vaisseau spatial de Cassini de était de plus de 6.3 pieds ) d'hauteur et plus de 4 mètres (13. La complexité du vaisseau spatial se rend nécessaire par sa trajectoire (trajectoire de vol de ) à Saturne, et par le programme ambitieux des observations scientifiques une fois que le vaisseau spatial atteint sa destination. Elle fonctionne avec 1.630 composants électroniques reliés ensemble , 22.000 raccordements de de fil, et plus de 14 kilomètres (8.7 milles) de cableing.

Maintenant que le Cassini satellise Saturne, il est entre les unités 8.2 astronomiques de la terre . Pour cette raison, il prend entre 68 à 84 minutes pour que les signaux voyagent de la terre au vaisseau spatial, et vice versa. Ainsi, les contrôleurs moulus ne peuvent pas donner le " ; vrai-time" ; instructions au vaisseau spatial, pour des opérations de jour en jour ou dans les cas des événements inattendus. Même si ils répondent juste après se rendre compte d'un problème, presque trois heures auront passé avant qu'elles reçoivent une réponse du vaisseau spatial.

Instruments

; spectromètre de plasma de Cassini (CHAPEAUX) : Les CHAPEAUX est un instrument de détection direct qui mesure l'énergie et la charge électrique des particules telles que des électrons et des protons que l'instrument rencontre. Les CHAPEAUX mesureront les molécules provenant de l'ionosphère de Saturne et détermineront également la configuration du champ magnétique de Saturne. Les CHAPEAUX étudieront également le plasma dans ces secteurs aussi bien que le vent solaire dans la magnétosphère de Saturne.

; Analyseur de la poussière cosmique (CDA) de : Le CDA est un instrument de détection direct qui mesure la taille, la vitesse, et la direction des grains de poussière minuscules près de Saturne. Certaines de ces particules satellisent Saturne, alors que d'autres peuvent venir d'autres systèmes solaires. Le CDA sur la navette spatiale est conçu pour apprendre plus au sujet de ces particules mystérieuses, les matériaux dans d'autres corps célestes et potentiellement au sujet des origines de l'univers.

; Spectromètre infrarouge composé de (CERCLES) : Les CERCLES est un instrument de télédétection qui mesure la lumière infrarouge venant d'un objet pour se renseigner sur la sa température, propriétés thermiques et composition. Dans toute la mission de Cassini-Huygens, les CERCLES mesureront les émissions infrarouges des atmosphères, des anneaux et des surfaces dans le vaste système de Saturne. Il tracera l'atmosphère de Saturne dans trois dimensions pour déterminer des profils de la température et de pression avec l'altitude, la composition de gaz, et la distribution des aérosols et des nuages. Il mesurera également les caractéristiques thermiques et la composition des surfaces et des anneaux satellites.

; Ion de et spectromètre de masse neutre (INMS) : L'INMS est un instrument de détection direct qui analyse les particules chargées (comme des protons et des ions plus lourds) et les particules neutres (comme des atomes) près du titan et du Saturne pour apprendre plus au sujet de leurs atmosphères. INMS est prévu également pour mesurer l'ion positif et les environnements neutres des satellites glacials et des anneaux de Saturne.

; Sous-système de la Science de formation image (ISS) de : L'ISS en est un instrument de télédétection qui saisit des images dans la lumière visible , et dans l'infrarouge et la lumière UV . Les scientifiques comptent que l'ISS renverra des centaines de milliers d'images de Saturne et ses anneaux et lunes. L'ISS a un appareil-photo grand-angulaire (WAC) de , cela peut prendre de larges photos, et un appareil-photo étroit d'angle (NAC), qui peut enregistrer de petits secteurs dans le détail fin. Chaque appareil-photo utilise un dispositif à couplage de charge sensible (CCD) en tant que son détecteur. Chaque CCD se compose d'une rangée de 1.024 places de Pixel, 12  ; μm d'un côté. Le système de l'appareil-photo tient compte de beaucoup de modes de collecte de données, y compris la compression de données de sur-morceau. Les appareils-photo sont équipés des filtres spectraux qui tournent sur un wheel&mdash ; pour regarder différentes bandes dans le spectre électromagnétique s'étendant de 0.

; Magnétocompteur duel de technique (MAG) de : Le magnétique est un instrument de détection direct qui mesure la force et la direction du champ magnétique autour de Saturne. Les champs magnétiques sont produits en partie par le noyau fondu intensément chaud au centre de Saturne. La mesure du champ magnétique est l'une des manières de sonder le noyau, quoiqu'elle soit trop chaude et profonde lointains pour visiter. Le magnétique vise à développer un modèle tridimensionnel de la magnétosphère de Saturne, et détermine l'état magnétique de titan et son atmosphère, et les satellites glacials et leur rôle dans la magnétosphère de Saturne.

; Instrument magnétosphérique de formation image (MIMI) de : Le MIMI est un instrument de télédétection directe et qui produit des images et d'autres données au sujet des particules emprisonnées dans le champ magnétique énorme de Saturne, ou magnétosphère. Cette information sera employée pour étudier la configuration et la dynamique globales de la magnétosphère et de ses interactions avec le vent solaire, l'atmosphère de Saturne, le titan, les anneaux, et les satellites glacials.

; Détection par radio de et instrument de rangement (RADAR) : Le RADAR est un instrument de détection passif actif et à distance à distance qui produira des cartes de la surface du titan. Il mesure la taille des objets extérieurs (comme des montagnes et des gorges) en envoyant les signaux par radio qui rebondissent outre de la surface et de la synchronisation du titan leur retour. Les ondes radio peuvent pénétrer le voile épais du titan environnant de brume. Le RADAR détectera à l'oreille les ondes radio que Saturne ou ses lunes peut produire.

; La radio de et la Science d'onde de plasma équipent (RPWS) : Le RPWS est un instrument de télédétection directe et qui reçoit et mesure les signaux par radio venant de Saturne, y compris les ondes radio dégagées par l'interaction du vent solaire avec Saturne et titan. RPWS est de mesurer les champs électriques et magnétiques de vague dans le milieu interplanétaire et les magnétosphères planétaires. Il déterminera également la densité et la température d'électrons près du titan et dans quelques régions de la magnétosphère de Saturne. RPWS étudie la configuration du champ magnétique de Saturne et son rapport avec le rayonnement kilométrique de Saturne (SKR), aussi bien que la surveillance et tracer l'ionosphère de Saturne, le plasma, et la foudre de l'atmosphère de Saturne (et probablement titan).

; Sous-système par radio de la Science (RSS) de : Le RSS est un instrument de télédétection qui utilise les antennes par radio sur terre pour observer les signaux par radio de manière du changement de vaisseau spatial car ils sont envoyés par des objets, tels que l'atmosphère du titan ou les anneaux de Saturne, ou même derrière le Sun . Le RSS étudie également les compositions, des pressions et les températures des atmosphères et des ionosphères, distribution de dimension particulaire radiale de structure et dans des anneaux, des masses de corps et de système et des vagues de la gravité. L'instrument emploie la liaison de bande x de vaisseau spatial aussi bien que la liaison descendante de S-bande et la liaison montante et la liaison descendante de K_a-band.

; Spectrographe ultra-violet de formation image de (UVIS) : L'UVIS est un instrument de télédétection qui saisit des images de la lumière UV réfléchie outre d'un objet, tel que les nuages de Saturne et/ou de ses anneaux, pour apprendre plus au sujet de leur structure et composition. A conçu pour mesurer la lumière UV au-dessus des longueurs d'onde de 55.8 à 190 nanomètre, cet instrument est également un outil valable à aider à déterminer la composition, la distribution, la teneur en particules d'aérosol et les températures de leurs atmosphères. À la différence d'autres types de spectromètre, cet instrument sensible peut prendre les lectures spectrales et spatiales. Il est particulièrement à même de déterminer la composition des gaz. Les observations spatiales adoptent une position large-par-étroite, seulement un Pixel les Pixel grands et 60 de à travers. La dimension spectrale est 1.024 Pixel par Pixel spatial. En outre, elle peut prendre beaucoup d'images qui créent des films des manières desquelles ce matériel est déplacé autour par d'autres forces.

; Spectromètre de cartographie évident et infrarouge de (VIMS) : Le VIMS est un instrument de télédétection qui saisit des images using la lumière visible et infrarouge pour apprendre plus au sujet de la composition des surfaces de lune, des anneaux, et des atmosphères de Saturne et de titan. Il se compose de deux appareils-photo dans un : un utilisé à la lumière visible de mesure, l'autre infrarouge. VIMS mesure le rayonnement reflété et émis des atmosphères, des anneaux et des surfaces au-dessus des longueurs d'onde de 350 à 5100 nanomètre, pour aider à déterminer leurs compositions, températures et structures. Il observe également la lumière du soleil et la lumière des étoiles qui traverse les anneaux pour apprendre plus au sujet de leur structure. Les scientifiques prévoient d'employer VIMS pour des études à long terme du mouvement et de la morphologie de nuage dans le système de Saturne, pour déterminer les modèles de temps de Saturne.

Source d'énergie de plutonium et polémique

L'utilisation de 32.8  ; le kilogramme de plutonium-le a plus lancé dans l'espace jusqu'à la protestation significative alors-attirée des groupes environnementaux, des physiciens, et d'un certain ancien personnel de la NASA. La NASA a fait plusieurs rapports prévus pour signifier que la mission était acceptablement sûre : les possibilités du dégagement radioactif pendant premier ½ le 3 des minutes après le lancement étaient 1 dans 1.400 ; les possibilités d'un dégagement plus tard dans la montée de la fusée dans l'orbite étaient 1 dans 476 ; les possibilités du métier tombant à la terre étaient plus tard moins de 1 dans million ; un pire scénario signifierait que 120 humains pourraient mourir du Cassini - le Cancer causé sur 50 ans. Ces figures ont été moquées en tant que conjectures sauvages par les commentateurs qui ont inclus le théorique Michio Kaku de professeur de physicien, qui a suggéré que 200.000 humains meurent si la ré-entrée survécue par boîtes métalliques de plutonium et brisé dans un secteur fortement peuplé, bien que ses évaluations aient été basées sur la dispersion atmosphérique du plutonium au-dessus d'une métropole . La trajectoire du lancement de Cassini ne l'a pas apporté dans la proximité appropriée d'aucune grande métropole et la conception du RTGs signifierait qu'il serait très peu susceptible les rompre même dans le cas d'un arrêt catastrophique de mission.

Pour s'accélérer, la trajectoire de Cassini s de a inclus plusieurs manoeuvres de la gravité de la fronde : deux passages de Venus , un de la terre , puis un de Jupiter . Le fly-by de la terre était le point final quand le Cassini a posé n'importe quel danger aux humains, et s'est produit avec succès le 18 août , le 1999 . L'a eu souffert un défaut de fonctionnement qui l'a fait effectuer, étude finale des incidences sur l'environnement de la NASA a estimé qu'une fraction significative du plutonium à l'intérieur du RTGs aurait dispersé dans le pire des cas dans l'atmosphère terrestre, mais les possibilités de celle étaient presque dix millions à un. Ce pire cas a impliqué un angle aigu d'entrée dans lequel le Cassini graduellement combustion nucléaire et être vaporisé dans l'atmosphère, un scénario fortement peu probable. Un nombre restreint d'activistes ont continué à protester après la manoeuvre.

Après ses extrémités de mission primaire en 2008, le Cassini est déjà programmé pour recevoir une prolongation de deux ans de mission, et un second est possible. La NASA vise le de désarmement Cassini en 2012. À la différence du vaisseau spatial de '' Galilée '' de , qui a été plongé dans le Jupiter pour se désagréger dans une entrée atmosphérique ardente, une approche semblable pour le Cassini peut effectuer un grand objet dans les anneaux et le rendre incontrôlable. Au lieu de cela, la NASA considère une orbite à haute altitude de stationnement et un impact sur une plus petite lune où la contamination de RTG ne sera pas un problème. Spécifiquement, les scientifiques ne veulent pas souiller Enceladus ou titan, qui peuvent avoir les matériaux organiques, avec les déchets radioactifs.

Sonde de Huygens de

voient également :

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La sonde de Huygens de , fournie par l'agence spatiale européenne (ESA) de et baptisée du nom du hollandais Christiaan Huygens d'astronome de XVIIème siècle, a contrôlé les nuages, l'atmosphère, et la surface du titan de la lune de Saturne dans sa descente sur le 2005 du 15 janvier . Elle a été conçue pour entrer et frein en atmosphère du titan et pour parachuter un laboratoire robotique vers le bas entièrement équipé sur la surface.

Le système de sonde a compris la sonde elle-même qui est descendue au titan, et l'équipement de soutien de sonde (PSE) qui est resté a attaché au vaisseau spatial orbital. Le PSE inclut l'électronique qui dépiste la sonde, récupère les données recueillies pendant sa descente, et les processus et fournit les données à la navette spatiale qui la transmet à la terre. Les données ont été transmises par une liaison hertzienne entre Huygens et Cassini fournis par sous-système de relais de données de sonde (PDRS). Car la mission de la sonde ne peut pas telecommanded de la terre en raison de la grande distance, elle est automatiquement contrôlée par le sous-système de gestion des données de commande (CDMS). Les PDRS et les CDMS ont été fournis par l'agence spatiale italienne (ASI) de .

Événements et découvertes importants

voient également :

la chronologie de Cassini-Huygens de

Venus et croisière à Jupiter

Le le 18 août , le 1999 à 3h28 UTC Cassini a fait un flyby de gravity-assist de la terre. Une heure et 20 minutes avant qu'étroit s'approchent, Cassini a fait l'approche la plus étroite à la lune à 377.000 kilomètres, et a pris une série d'images de calibrage.

Le le 23 janvier , le 2000 , Cassini a exécuté un flyby de en forme d'étoile 2685 Masursky du vers 10h00 UTC. Le Cassini a pris des images pendant 5 à 7 heures avant à 1.6 million de distance de kilomètre et a estimé un diamètre de 15 à 20 kilomètres.

Flyby de Jupiter

La mission de New Horizons de à Pluton a saisi des images plus récentes de Jupiter, avec une approche la plus étroite le 28 février 2007.

Une conclusion importante du flyby, annoncé sur le 2003 du 6 mars , était de la circulation atmosphérique de Jupiter. " foncé ; belts" ; remplacement avec le " léger ; zones" ; dans l'atmosphère, et des scientifiques avait longtemps considéré comme étant les zones, avec leurs nuages pâles, des secteurs d'air de remontée, en partie parce que beaucoup de nuages sur la forme de terre où l'air se lève. Mais l'analyse du langage figuré de Cassini a prouvé qu'individuel donner l'assaut à les cellules des nuages lumineux-blancs de remontée, trop petit pour voir de la terre, sautent vers le haut presque sans exception dans les ceintures foncées. Selon le Anthony Del Genio le institut de Goddard de de s de la NASA de le 'pour l'espace étudie , " ; les ceintures doivent être les domaines du mouvement atmosphérique filet-en hausse sur Jupiter, le mouvement net dans les zones doit être sinking." ;

D'autres observations atmosphériques ont inclus un ovale foncé de tourbillonnement de brume de la haut-atmosphère, au sujet de la taille de la grande tache rouge , près du Pôle Nord de Jupiter. Le langage figuré infrarouge a indiqué des aspects de circulation près des poteaux, avec des bandes des vents de globe-encerclement, avec les bandes adjacentes se déplaçant des directions opposées.

La même annonce a également discuté la nature des anneaux du de Jupiter. La dispersion de la lumière par des particules dans les anneaux a montré que les particules étaient de forme irrégulière (plutôt que sphérique) et commencent probablement comme déchets des impacts de micrometeorite sur les lunes de Jupiter, probablement Metis et Adrastea .

Essai de la théorie d'Einstein de relativité générale

Le phénomène de rai a vérifié

Nouvelles lunes de Saturne

Sur le le 2005 du 1er mai , une nouvelle lune a été découvert par Cassini dans l'espace de Keeler de . Il a été donné la désignation S/2005 S1 avant d'être appelée Daphnis . Le seul l'autre lune connue à l'intérieur du système de l'anneau de Saturne est la casserole .

Flyby de Phoebe

Les premières images hautes étroites ont été reçues le 12 juin , le 2004 , et les scientifiques de mission se sont immédiatement rendus compte que la surface des sembler de Phoebe différents des asteroïdes visités en le vaisseau spatial. Les parties des surfaces fortement forées regardent très lumineuses dans ces images, et on le croit actuellement qu'un grand nombre de glace d'eau existe sous sa surface immédiate.

Rotation de Saturne

Saturne de mise sur orbite

Le Saturne la manoeuvre qu'orbitale (SOI) d'insertion a exécuté par le Cassini était complexe, exigeant du métier d'orienter son antenne à gain élevé à partir de la terre et le long de sa trajectoire de vol, pour protéger ses instruments des particules en anneaux de Saturne. Une fois que le métier croisait l'avion d'anneau, il a dû tourner encore pour diriger son moteur le long de sa trajectoire de vol, et puis le moteur mis le feu pour ralentir le métier et pour permettre à Saturne de le capturer. Le Cassini a été capturé par la pesanteur de Saturne à environ l'heure d'été Pacifique de de 20h54 le 30 juin , le 2004 . Pendant le Cassini de manoeuvre a passé dans 20,000  ; kilomètre (13.000 milles) de dessus de nuage de Saturne.

Flybys de titan

Rencontre de Huygens de avec le titan

voient également :

la sonde de Huygens de Le Cassini a libéré la sonde de Huygens de le 25 décembre , le 2004 , à l'aide d'un ressort. Il a écrit l'atmosphère du titan le 14 janvier , le 2005 .

Flybys d'Enceladus

Occultations par radio des anneaux de Saturne

Lacs de titan

Le le 13 mars , le 2007 , le JPL a annoncé qu'il a trouvé la preuve irréfutable des mers du méthane et de l'éthane dans l'hémisphère nord. Au moins un de ces derniers est plus grand que le l'un des Great Lakes dans le Amérique du Nord .

Ouragan de Saturne

Flyby d'Iapetus

Trajectoire

Cassini-Huygens a exécuté deux aides de pesanteur chez Venus, une à la terre et une chez Jupiter.

Le diagramme ci-dessus simplifié montre, dans deux dimensions, le mouvement orbital de Cassini-Huygens dès et après l'arrivée chez Saturne.

Voir également