カッシーニ宇宙船は、2004年6月30日から土星を周回しました。 2017年9月15日、探査機が環状惑星の大気に突入して寿命を終えるまで。
この意図的な死の潜水は、カッシーニが汚染されないようにするために行われました。エンケラドゥスやタイタンなど、潜在的に居住可能な土星の月。
このミッションは、エンケラドスから噴出する水の噴流を見つけたり、土星のいくつかの新月を追跡したりするなどの発見で知られています。
カッシーニはいくつかの宇宙機関間の共同プロジェクトであり、パイオニアやボイジャーなどの過去の大規模なNASAプローブとは対照的です。この場合、主な参加者はNASA、欧州宇宙機関、Agenzia Spaziale Italiana（イタリアの宇宙機関）です。
開発の歴史
カッシーニは、最初に見た専用の宇宙船でした。土星とそのシステム。これは、土星の4つの衛星、イアペトゥス（1671）、レア（1672）、テティス（1684）、ディオネ（1684）を最初に観測した17世紀の天文学者ジョヴァンニカッシーニにちなんで名付けられました。
この宇宙船の前に、パイオニア11（1979）、ボイジャー1（1980）、ボイジャー2（1981）による土星のフライバイがいくつかありました。これらのミッションから得られた発見のいくつかには、タイタンの表面は（その厚い大気のために）目に見える波長では見ることができず、地上の望遠鏡では見えなかった土星のいくつかのリングを見つけました。
最後のフライバイの直後でした。 1982年に、米国とヨーロッパの両方の科学委員会が、将来のコラボレーションの可能性について話し合うためのワーキンググループを結成しました。このグループは、土星を周回し、大気探査機をタイタンに送る旗艦ミッションを提案しました。しかし、困難がありました。 1980年代初頭の「財政気候」、NASAのジェット推進研究所はミッションの簡単な歴史の中で言及しました、カッシーニの承認を1989年に押し上げました。
ヨーロッパ人とアメリカ人はそれぞれ、一緒に働くか、単独で働くかを検討しました。たとえば、元宇宙飛行士のサリーライドによる1987年の報告書は、土星への単独ミッションを提唱しました。 「NASAのリーダーシップとアメリカの宇宙の未来」と呼ばれるこの報告書は、外側のガス巨大惑星（土星など）を研究することで、科学者が大気と内部構造について学ぶのに役立つと述べています。 （今日、この種の研究が太陽系外惑星の構造を予測するのに役立つこともわかっていますが、最初の太陽系外惑星は1990年代初頭まで発見されませんでした。）
「タイタンは、特に興味深い探査対象です。現在そこで行われている有機化学は、太陽系外惑星の大気中で重要であったかもしれないプロセスを研究するための唯一の惑星規模の実験室を提供します」と報告書は付け加えました。生命が生まれました。
カッシーニの開発には、少なくとも2つの大きな課題がありました。1993年と1994年までに、ミッションの価格は33億ドル（2017年のドルで約50億ドル、つまりコストの約半分）になりました。一部の批評家は、これがミッションにとって高すぎると認識し、それに応じて、NASAは、欧州宇宙機関も資金を提供していることを指摘し、カッシーニの技術がfに役立っていると付け加えました。 JPLによると、火星グローバルサーベイヤー、マーズパスファインダー、スピッツァー宇宙望遠鏡などの低コストのNASAミッション。
カッシーニはまた、宇宙船が地球を飛んだときに、その放射性同位元素熱電発電機（原子力）が私たちの惑星に脅威を与える可能性があることを懸念する環境団体からフレークを受け取りました、とJPLは付け加えました。これらのグループは、1997年の打ち上げ直前にハワイで法的な異議申し立てを行いましたが、異議申し立てはハワイの連邦地方裁判所と第9巡回控訴裁判所によって却下されました。
宇宙船のラジオアイソトープに関する懸念に対処するためNASAのミッションで一般的に使用されている熱電発電機は、フライバイに関する補足文書を発行し、惑星を保護するための機関の方法論を詳述することで対応し、影響の可能性は100万分の1未満であると述べました。
打ち上げと巡航
カッシーニは直行しませんでした土星むしろ、その使命は複雑な軌道力学を含んでいました。金星（2回）、地球、木星など、いくつかの惑星を通過して、各惑星の重力を利用して速度を上げました。
約12,600ポンド（約5,700キログラム）の宇宙船1997年10月15日に地球から持ち上げられました。1998年4月と1999年6月に金星、1999年8月に地球、2000年12月に木星を通過しました。
カッシーニは2004年7月1日に土星の周りの軌道に落ち着きました。 。その主な目的の中には、より多くの月を探し、土星のリングとリングの色の原因を解明し、惑星の月についてもっと理解することが含まれていました。
おそらくカッシーニの最もホイゲンスの着陸船を土星の最大の月であるタイタンに向けて解放した後、詳細な外観が得られました。着陸船は、1654年に望遠鏡を土星に向け、その奇妙な塊のような形を観察したオランダの科学者クリスチャンホイゲンスにちなんで名付けられました—ガリレオガリレイが最初に見た望遠鏡の形を地球上の耳のようなものとして彼のノートに描いた—実際にはrによって引き起こされたイングス。
ホイヘンス着陸船は、月を取り巻く不思議なもやの中を降下し、2005年1月14日に着陸しました。降下中、約2.5時間にわたって地球に情報を送り返し、その後、見ているものを中継し続けました。地表から1時間12分。
その短い時間枠の中で、研究者たちは岩場の写真を見て、月の風と大気と地表のガスに関する情報を取り戻しました。
壮大な衛星
土星の特徴の1つは、衛星の数です。土星の環を構成する数兆トンの小さな岩を除いて、土星は2012年9月の時点で62個の衛星を発見しました。NASAはそのウェブサイトの1つに53個の名前付き衛星をリストしています。
実際、カッシーニは2つの新しい衛星を発見しました。到着直後（衛星とパレン）、2004年が終了する前に、ポリデュースが検出されました。
プローブが土星の衛星を通り過ぎたとき、プローブが地球に送り返した調査結果は、それらの環境と外観に関する新しいことを明らかにしました。より注目すべき調査結果のいくつかは次のとおりです。
- 土星の重力によって歪められたときに氷のジェットを発射する凍った月、エンケラドスで液体の水の証拠を見つける。 2015年、カッシーニはエンケラドスの一連のフライバイを行い、プルーム内のガスとほこりに関する詳細情報を取得しました。
- タイタンの巨大なメタン湖に関する詳細を発見して特定しました。
- イアペトゥスで50マイルの地滑り;
- レアの拡大図、あばたのある表面を明らかにする;
- 土星から800万マイル離れた巨大なリングが作られた可能性が高いフィービーからの破片の増加。
土星も無視されていません。たとえば、2012年のNASAの調査では、土星の大気中のジェット気流は、太陽からのエネルギーではなく、内部の熱によって駆動される可能性があると仮定されていました。科学者は、熱が惑星の内部から水蒸気を発生させ、それが凝縮すると考えています。上昇して熱を発生するため、その熱はジェット気流の形成と嵐の背後にあると考えられています。
ミッションの延長と終了
カッシーニは当初4回続く予定でした土星での数年間、2008年までですが、そのミッションは何度も延長されました。最後の最後の区間は、カッシーニソルスティスミッションと呼ばれ、惑星とその月がミッションの終わりに向かって再びソルスティスに到達したことから名付けられました。土星は29回ごとに太陽を周回します。地球年。カッシーニのミッションは13年間続きました。これは、惑星が軌道を回るときに、宇宙船が土星の季節変化のほぼ半分を観測したことを意味します。
2016年、宇宙船はリングのクローズアップビューを提供するための一連の最終操作、wi 2017年9月15日にカッシーニを土星に突入させるという究極の目標。この戦略は、カッシーニが地表に衝突して地球の微生物を拡散させる（小さな）可能性からエンケラドスや他の潜在的に居住可能な月を保護するために設計されました。
フィナーレの主なマイルストーンは次のとおりです。
- リンググレージング軌道：2016年11月30日から4月22日まで毎週、2017年、カッシーニは土星の極の周りをループしてリングの外縁を調べ、それらの粒子、ガス、構造について詳しく学びました。また、アトラス、ダフニス、パン、パンドラなど、この地域の小さな衛星も観測されました。
- 2017年4月22日、カッシーニはタイタンの最後のフライバイを行いました。フライバイは、カッシーニの軌道を変更して、惑星とそのリングの間で22回のダイビング（週に1回）を開始するように行われました。これは、宇宙船がこのゾーンを探索するのは初めてであり、軌道はそれを大気の外側部分とリングの内側ゾーン（粒子やガス分子に衝突する危険性がある場所）の間に運びました。
- 2017年9月15日、カッシーニは自殺の急落をしました。衛星が地球に通信できる限り測定を行います。
この期間にカッシーニが行った科学の一部には、惑星の重力と磁場のマップの作成が含まれていました。 、リング内の物質の量を推定し、サターンとそのリングの高解像度画像をクローズアップから撮影します。
宇宙船は、新しい視点から興味深い発見をしました。土星の磁場は惑星の回転軸と密接に一致していることがわかりました。これは、磁場と惑星の回転の傾きの違いによって、磁場が生成されると考える方法のために科学者を困惑させました。しかし、2017年7月下旬に、科学者たちは、おそらく土星の内部プロセスが測定を混乱させたかどうかを確認するために、より多くのデータを収集することを計画しました。
カッシーニの遺産
宇宙船の直後カッシーニのミッションプランナーであるエリック・スタームは記者団に、彼と彼のチームがこれほど長い間ミッションを運営した後に学んだことについてのレポートを書く予定であると語った。科学者たちは熱意を持って長い年月を過ごしましたが（休暇中や深夜に作業する必要がある場合もありました）、エンジニアリングも重要でした。
カッシーニチームのエンジニア、キム・ステッドマン14歳年、冗長性が不可欠であると述べました。彼女は、ミッション中にリアクションホイールといくつかのプローブのスラスターが故障したと述べました。これは、宇宙船がデータを収集するために機器を向けることができなかったこと、またはアンテナを惑星に向けることによって地球と通信できなかったことを意味します。ただし、バックアップがあったため、カッシーニの使命は継続しました。
チームは、将来の宇宙船の計画に役立つレポートを発行する予定です。これらの推奨事項の1つに、ガスゲージが含まれている可能性があります。カッシーニは約1％で死亡しました。残りの燃料は残っていましたが、主任推進エンジニアのトッド・バーバーはSpace.comに、カッシーニに残っている燃料の量を見積もるのに苦労したと語りました。彼はさまざまな間接的な方法でそれを行う必要がありました。彼の計算には誤差があり、「それらを実行するのに十分な燃料が残っているかどうかわからなかったため、推進力を必要とする操縦について少し神経質になりました。
任務は終わったかもしれませんが、科学の結果はすべての情報がまだ分析されていないため、何十年も流れ続けています。 NASAはまた、カッシーニが亡くなった後も、宇宙船から新しい写真をリリースし続けました。たとえば、2017年9月下旬に、代理店はエンケラドスの写真を送信しました。これは、月面に多くの間欠泉があるため、関心の高いターゲットです。
他にもいくつかの初期段階のミッションがあります。これらのミッションは数年先にありますが（承認された場合）、土星とその月への科学的関心を表しており、その設計はカッシーニの発見に基づいています。具体的には、土星に関連する5つの概念が、次のニューフロンティア計画、過去数年間にニューホライゾン冥王星宇宙船、ジュノー木星オービター、および小惑星帰還宇宙船OSIRIS-RExを生み出したプログラムをめぐって争っています。 5つの提案は次のとおりです。
SPRITE（土星探査機の内部と大気エクスプローラー）は、意図的に土星の大気圏に飛び込み、その組成と構造を約90分間確認します。カッシーニは数分しか続きませんでした。急落中ですが、この作業用には設計されていません。
Oceanusは、メタノロジーサイクルを通じて有機分子を調べ、大気間の交換プロセスを評価することで、タイタンの居住可能性を調べるように設計されています。 、表面と地下」、テキサス州ウッドランズで開催された第48回月惑星科学会議で発表されたプロジェクトの説明によると。
ドラゴンフライは、タイタンの大気圏を定期的に飛行して有機物を観察します。
エンセラダスライフファインダーは、プルームを複数回飛行して、そこにある分子、特に生命の前駆体を示す可能性のある複雑な有機化合物を収集して特徴づけます。
エンケラドゥスの生命の署名と居住性。ほとんど公開されていません。フライバイ中にカッシーニによって定期的に検査されたエンケラドスの噴煙をターゲットにしている可能性があります。
提案された12のニューフロンティアミッション（他のミッションは金星、月、または彗星をターゲット）の中から勝者が選ばれます。 2019年半ばに2025年までに発売されます。ただし、準決勝の選択があります。 NASAは、最終決定を下す前に、その前にこれらの提案のうち2つまたは3つを選択して、さらに調査します。