카시니 우주선은 2004 년 6 월 30 일부터 토성을 공전했습니다. 2017 년 9 월 15 일까지 탐사선이 고리 형 행성의 대기로 뛰어 들면서 수명을 다했습니다.
이 의도적 인 죽음의 다이빙은 Cassini가 오염되지 않았는지 확인하기 위해 수행되었습니다. Enceladus 또는 Titan과 같은 잠재적으로 거주 가능한 토성 위성.
이 임무는 엔셀라두스에서 분출하는 물 제트를 찾고 토성의 초승달을 추적하는 것과 같은 발견으로 유명합니다.
Cassini는 여러 우주 기관 간의 공동 프로젝트로, Pioneer 및 Voyager와 같은 과거의 대형 NASA 탐사선과는 대조적입니다. 이 경우 주요 참가자는 NASA, 유럽 우주국 및 Agenzia Spaziale Italiana (이탈리아 우주국)입니다.
개발 역사
Cassini는 최초의 전용 우주선입니다. 토성과 그 시스템. 이 이름은 이아페투스 (1671), 레아 (1672), 테티스 (1684), 디오네 (1684) 등 토성의 위성 4 개를 처음으로 관측 한 17 세기 천문학 자 Giovanni Cassini의 이름을 따서 명명되었습니다.
이 우주선 이전에는 Pioneer 11 (1979), Voyager 1 (1980) 및 Voyager 2 (1981)가 여러 차례 토성 비행을했습니다. 타이탄의 표면은 (두꺼운 대기로 인해) 가시 파장에서 볼 수 없으며 지상 망원경으로는 볼 수 없었던 토성의 고리 몇 개를 발견했습니다.
마지막 비행 직후였습니다. 1982 년 미국과 유럽의 과학위원회는 가능한 미래 협력을 논의하기 위해 실무 그룹을 구성했습니다.이 그룹은 토성을 공전하고 대기 탐사선을 타이탄으로 보내는 주력 임무를 제안했습니다. 그러나 어려운 일이있었습니다. 1980 년대 초 NASA의 제트 추진 연구소는 임무의 간략한 역사에서 언급 한 “재정 기후” , 이는 카시니의 승인을 1989 년으로 밀어 붙였습니다.
유럽인과 미국인은 각각 공동 작업 또는 단독 작업을 고려했습니다. 예를 들어 전 우주 비행사 샐리 라이드의 1987 년 보고서는 토성에 대한 단독 임무를 옹호했습니다. “NASA의 리더십과 우주에서의 미국의 미래”라고 불리는이 보고서는 외부 가스 거대 행성 (예 : 토성)을 연구하는 것이 과학자들이 대기와 내부 구조에 대해 배우는 데 도움이된다고 말했습니다. (오늘날 우리는 이러한 종류의 연구가 외계 행성의 구조를 예측하는 데 도움이된다는 것을 알고 있지만 최초의 외계 행성은 1990 년대 초까지 발견되지 않았습니다.)
“타이탄은 특히 탐사에 대한 흥미로운 표적입니다. 현재 진행되고있는 유기 화학은 프리 바이오 틱 지상 대기에서 중요했을 수있는 과정을 연구 할 수있는 유일한 행성 규모의 실험실을 제공합니다. “라고 덧붙였습니다.이 보고서는 Titan에서는 이전에 지구에 존재했던 것과 유사한 화학이 될 수있었습니다. 삶이 생겼습니다.
Cassini의 개발은 진행하는 데 적어도 두 가지 주요 과제를 안고있었습니다. 1993 년과 1994 년까지 임무는 33 억 달러의 가격표를 가졌습니다 (2017 년에 약 50 억 달러 또는 비용의 절반 정도). 일부 비평가들은 이것을 임무에 대해 지나치게 높은 것으로 인식했습니다. 이에 대한 응답으로 NASA는 유럽 우주국도 자금을 기부하고 있다고 지적하고 Cassini의 기술이 f에 도움이되고 있다고 덧붙였습니다. JPL에 따르면 Mars Global Surveyor, Mars Pathfinder 및 Spitzer Space Telescope와 같은 저가형 NASA 임무. 카시니는 또한 우주선이 지구를 날아 다닐 때 방사성 동위 원소 열전 발전기 (원자력)가 지구에 위협이 될 수 있다는 우려를 가진 환경 단체들로부터 비난을 받았다고 JPL은 덧붙였습니다. 이 그룹은 1997 년 발사 직전에 하와이에서 법적 소송을 제기했지만 하와이 연방 지방 법원과 제 9 순회 항소 법원에서 소송을 거부했습니다.
우주선의 방사성 동위 원소에 대한 우려를 해결하기 위해 NASA 임무에 일반적으로 사용되는 열전 발전기, NASA는 플라이 바이에 대한 보충 문서를 발행하고 지구를 보호하기위한 기관의 방법론을 자세히 설명하여 영향을받을 가능성이 100 만분의 1 미만이라고 응답했습니다.
출시 및 순항
Cassini는 토성의 임무는 복잡한 궤도 역학을 포함합니다.금성 (두 번), 지구 및 목성을 포함한 여러 행성을 지나서 각 행성의 중력을 이용하여 속도를 높였습니다.
거의 12,600 파운드 (약 5,700kg) 우주선 1998 년 4 월과 1999 년 6 월에 금성, 1999 년 8 월에 지구, 2000 년 12 월에 목성이 순회했습니다.
카시니는 2004 년 7 월 1 일 토성 주위를 공전했습니다. . 주요 목표 중에는 더 많은 달을 찾고, 토성의 고리와 고리의 색상을 유발 한 원인을 파악하고, 행성의 위성에 대해 더 많이 이해하는 것이 었습니다.
아마도 카시니의 가장 큰 목표는 호이겐스 착륙선을 토성의 가장 큰 달인 타이탄을 향해 발사 한 후 상세한 모습이 나왔습니다.이 착륙선은 1654 년에 망원경을 토성쪽으로 돌리고 그 이상한 모양을 관찰 한 네덜란드 과학자 Christiaan Huygens의 이름을 따서 명명되었습니다. Galileo Galilei가 처음 본 망원경의 모양을 그의 노트에 지구상의 귀와 같은 것으로 그렸습니다. 사실 r ings.
Huygens 착륙선은 달을 둘러싼 신비한 안개를 통해 내려와 2005 년 1 월 14 일에 착륙했습니다. 하강하는 동안 거의 2.5 시간 동안 지구로 정보를 전송 한 다음보고있는 것을 계속 전달했습니다. 1 시간 12 분 동안 표면에서.
이 짧은 시간 동안 연구원들은 암석 밭 사진을보고 대기와 표면의 달의 바람과 가스에 대한 정보를 얻었습니다.
장엄한 위성
토성의 특징 중 하나는 위성의 수입니다. 고리를 구성하는 수조 톤의 작은 암석을 제외하고 토성은 2012 년 9 월 현재 62 개의 위성을 발견했습니다. NASA는 웹 사이트 중 하나에 53 개의 이름이 지정된 위성을 나열했습니다.
사실 카시니는 두 개의 새로운 위성을 발견했습니다. 도착 직후 (Methone 및 Pallene) 2004 년이 끝나기 전에 Polydeuces를 발견했습니다.
탐사선이 토성의 위성을지나 돌아 다닐 때 지구로 돌려 보낸 연구 결과는 환경과 모습에 대한 새로운 사실을 밝혀 냈습니다. 더 주목할만한 발견은 다음과 같습니다.
- 토성의 중력에 의해 뒤틀린 얼음 제트를 발사하는 얼어 붙은 달인 엔셀라두스에서 액체 물의 증거를 찾습니다. 2015 년에 Cassini는 깃털 속의 가스와 먼지에 대해 더 많은 정보를 얻기 위해 Enceladus를 연속으로 비행했습니다.
- Titan에있는 거대한 메탄 호수에 대한 자세한 정보를 발견하고 고정했습니다.
- 이아페투스의 50 마일 산사태
- 레아의 근접 촬영, 뾰족한 표면이 드러남
- 토성에서 8 백만 마일 떨어진 거대한 고리 피비의 잔해를 제거했습니다.
토성도 무시되지 않았습니다. 예를 들어, 2012 년 NASA의 한 연구에서는 대기 중 토성의 제트 기류가 태양 에너지 대신 내부 열에 의해 동력을 공급받을 수 있다고 가정했습니다. 과학자들은 열이 행성 내부에서 수증기를 가져와 응축된다고 믿습니다. 이 열은 폭풍뿐만 아니라 제트 기류 형성 뒤에 있다고 믿어집니다.
미션 확장 및 종료
Cassini는 원래 4 번 지속될 예정이었습니다. 2008 년까지 토성에서 몇 년을 보냈지 만 임무가 여러 번 연장되었습니다. 마지막이자 마지막 다리는 카시니 지점 임무라고 불 렸습니다. 행성과 위성이 임무가 끝날 때까지 다시 지점에 도달했기 때문에 이름이 붙여졌습니다. 토성은 29 년마다 태양을 공전합니다. 지구 년. 카시니의 임무가 13 년 동안 지속 되었기 때문에, 이것은 우주선이 행성이 궤도를 돌면서 토성의 계절적 변화의 거의 절반을 관찰했음을 의미했습니다.
2016 년에 우주선이 발사되었습니다. 링의 클로즈업보기를 제공하기위한 일련의 최종 조작 2017 년 9 월 15 일에 카시니를 토성으로 떨어 뜨리는 궁극적 인 목표입니다.이 전략은 카시니가 표면과 충돌하여 지구 미생물을 퍼뜨릴 수있는 (작은) 기회로부터 엔셀라두스와 다른 잠재적으로 거주 가능한 위성을 보호하기 위해 고안되었습니다.
피날레의 주요 이정표는 다음과 같습니다.
- 울타리 방목 궤도 : 2016 년 11 월 30 일부터 4 월 22 일까지 매주 , 2017 년, Cassini는 고리의 바깥 쪽 가장자리를보고 입자, 가스 및 구조에 대해 자세히 알아보기 위해 토성의 극 주위를 순환했습니다. 또한이 지역에서 Atlas, Daphnis, Pan 및 Pandora를 포함한 작은 위성을 관찰했습니다.
- 2017 년 4 월 22 일 Cassini는 Titan의 마지막 비행을했습니다.이 비행은 카시니의 궤도를 바꾸는 방식으로 이루어 졌기 때문에 행성과 고리 사이를 22 회 (주 1 회) 다이빙하기 시작했습니다. 우주선이이 구역을 탐사 한 것은 이번이 처음이었고 궤도는 대기의 외부 부분과 고리의 내부 영역 (입자 또는 가스 분자에 부딪 힐 위험이 있음) 사이를 이동했습니다.
- 2017 년 9 월 15 일, Cassini는 자살을 시도했습니다. 도구가 지구로 다시 통신 할 수있는 한 측정을 수행합니다.
카시니가이 기간 동안 수행 한 일부 과학에는 행성의 중력 및 자기장지도 작성이 포함되었습니다. , 고리에 얼마나 많은 물질이 있는지 추정하고 클로즈업에서 토성과 그 고리의 고해상도 이미지를 촬영합니다.
우주선은 새로운 유리한 지점에서 흥미로운 발견을했습니다. 그것은 토성의 자기장이 행성의 자전축과 밀접하게 정렬되어 있다는 것을 발견했습니다. 과학자들은 자기장과 행성 자전 사이의 기울기 차이를 통해 자기장이 발생한다고 생각하는 방식 때문에 당황했습니다. 그러나 2017 년 7 월 말, 과학자들은 토성의 내부 프로세스가 측정 값을 혼동하는지 확인하기 위해 더 많은 데이터를 수집 할 계획이었습니다.
Cassini의 유산
우주선 직후 카시니 미션 플래너 에릭 스텀은 기자들에게 오랫동안 미션을 수행 한 후 배운 내용에 대한 보고서를 작성할 계획이라고 말했다. 열정으로 인해 과학자들이 오랜 세월 동안 (때로는 휴일이나 한밤중에 일해야하는 경우가 있음) 엔지니어링도 핵심이었습니다.
14 인 Cassini 팀의 엔지니어 인 Kim Steadman 중복성이 필수적이라고 말했습니다. 그녀는 임무 중에 반응 바퀴와 탐사선의 추진기 중 일부가 실패했다고 말했습니다. 이것은 우주선이 데이터를 수집하기 위해 기기를 가리킬 수 없거나 행성을 안테나를 가리켜 지구와 통신 할 수 없음을 의미했습니다. 그러나 Cassini의 임무는 백업이 있었기 때문에 계속되었습니다.
팀은 향후 우주선 계획을 지원하기 위해 보고서를 발행 할 계획이며 이러한 권장 사항 중 하나는 가스 게이지를 포함 할 수 있습니다. Cassini는 약 1 %로 사망했습니다. 연료의 양이 남았지 만 선임 추진 엔지니어 인 Todd Barber는 Space.com에 카시니에 얼마나 많은 연료가 남아 있는지 추정하는 데 어려움을 겪었다 고 말했습니다. 그는 다양한 간접적 인 방법을 통해 그렇게해야했습니다. 이것은 마지막 몇 달 동안 Barber가 추진력이 필요한 기동에 대해 약간 긴장합니다. 계산에 오류가 있고이를 수행 할 충분한 연료가 남아 있는지 알 수 없었기 때문입니다.
임무는 끝났지 만 과학 결과는 그럴 것입니다. 모든 정보가 아직 분석되지 않았기 때문에 수십 년 동안 계속 흐릅니다. NASA는 카시니가 사망 한 후에도 우주선에서 새로운 사진을 계속 공개했습니다. 예를 들어, 2017 년 9 월 말, 에이전시는 달 표면에 많은 간헐천으로 인해 높은 관심을 받고있는 엔셀라두스의 사진을 보냈습니다.
다른 여러 초기 단계의 임무도 있습니다. 이러한 임무는 몇 년이 지나야 승인을받은 경우에도 토성과 위성에 대한 과학적 관심을 나타내며 그 디자인은 카시니의 발견을 기반으로합니다. 특히, 5 개의 토성 관련 개념은 다음 뉴 프론티어 임무, 지난 몇 년 동안 뉴 호라이즌 스 플루토 우주선, 주노 목성 궤도 선 및 소행성 복귀 우주선 OSIRIS-REx를 산출 한 프로그램을 위해 경쟁하고 있습니다. 다섯 가지 제안은 다음과 같습니다.
SPRITE (Saturn Probe Interior and Atmosphere Explorer), 약 90 분 동안 토성의 구성과 구조를보기 위해 의도적으로 토성의 대기로 날아갑니다. Cassini는 단 몇 분만 지속되었습니다. 이 작업을 위해 설계되지 않았습니다.
Oceanus는 메탄올 순환 순환을 통해 “유기 분자를 조사하고 대기 사이의 교환 과정을 평가하여 Titan의 거주 가능성을 살펴 보도록 설계되었습니다.” , 표면 및 지하 “는 텍사스 주 우드 랜즈에서 열린 제 48 회 달 및 행성 과학 컨퍼런스에서 발표 된 프로젝트 설명에 따르면.
Dragonfly는 유기물을보기 위해 Titan의 대기에서 주기적으로 비행합니다. 그 표면은 여러 위치에 있습니다.
Enceladus Life Finder는 여러 번 깃털을 통과하여 그곳에있는 분자, 특히 생명의 선구자를 나타낼 수있는 복잡한 유기 화합물을 수집하고 특성화합니다.
Enceladus Life Signatures and Habitability (공개적으로 거의 공개되지 않은 항목). 카시니가 날아 다니는 동안 주기적으로 조사한 엔셀라두스의 깃털을 표적으로 할 수 있습니다.
제안 된 12 개의 뉴 프론티어 미션 (다른 미션은 금성, 달 또는 혜성) 중 우승 후보가 선정됩니다. 2019 년 중반 출시 예정입니다.그러나 준결승전이 있습니다. NASA는 최종 결정을 내리기 전에 추가 연구를 위해이 제안 중 2 ~ 3 개를 선택합니다.