Cassini-Huygens

Cassini-Huygens

Operador	NASA / ESA / ASI
Tipo de Misión	Volar Por, orbitador, lander
Sobrevuelo de	Venus , la Luna , la Tierra , Masursky, Júpiter , Las lunas de Saturno
Satélite de	Saturno
Fecha de inserción orbital	01 de julio 2004 02:48:00 UTC
Fecha de lanzamiento	15 de octubre 1997 08:43:00 UTC (15 años, 5 meses y 7 días)
Vehículo de lanzamiento	Titan IV-B / Centauro
Lugar de lanzamiento	Espacio Complejo de Lanzamiento 40 Estación de la Fuerza Aérea de Cabo Cañaveral
Duración de la misión	En Progreso (Solsticio) (8 años, 8 meses y 21 días transcurridos)   Venus primero sobrevuelo   (Completado 04/26/1998)   Venus segundo sobrevuelo   (Completado 06/24/1999)   Luna sobrevuelo   (Completado 18/08/1999)   Tierra sobrevuelo   (Completado 18/08/1999)   Masursky sobrevuelo   (Completado 01/23/2000)   Júpiter sobrevuelo   (Completado 30/12/2000)   Huygens (nave espacial)   (Terminado 2005-01-14)   La misión principal   (Terminado 2008-06-3-30)   Misión del equinoccio   (Terminado 2010-09-27) Misión Solsticio   (En curso, a finales de 2017)
COSPAR ID	1997-061A
Página principal	www.esa.int (ESA) saturn.jpl.nasa.gov (NASA) www.asi.it (ASI)
Masa	2.523 kg (5.560 libras) (Orbitador unfueled solo)
Energía	3 RTG ( GPHS-RTG) ~ 880 Watts (en 1997) ~ 670 Watts (en 2010) 30 Voltios Corriente continua

Cassini-Huygens es un Clase Flagship NASA - ESA - ASI robótica nave espacial enviada al Saturno sistema. Se ha estudiado el planeta y sus múltiples satélites naturales desde que llegó allí en 2004, también la observación de Júpiter , el Heliosfera, y prueba de la teoría de la relatividad . Lanzado en 1997, después de casi dos décadas de gestación, se incluye un orbitador de Saturno y una sonda atmosférica / lander de la luna Titan llamada Huygens, que entró y aterrizó en Titán en 2005. Cassini es la cuarta sonda espacial para visitar Saturno y el primero en entrar en órbita, y su misión está en marcha a partir de 2013.

Se puso en marcha el 15 de octubre de 1997, sobre un Titan IVB / Centauro y entró en órbita alrededor de Saturno el 1 de julio de 2004, después de un viaje interplanetario que incluyó sobrevuelos de la Tierra, Venus y Júpiter. El 25 de diciembre de 2004, Huygens se separó del orbitador aproximadamente a las 02:00 UTC. Alcanzó la luna de Saturno Titán el 14 de enero de 2005, cuando entró en la atmósfera de Titán y descendió a la superficie. Volvió con éxito los datos a la Tierra, con el orbitador como relé. Esta fue la primera aterrizaje nunca logra en el sistema solar exterior .

Dieciséis países europeos y Estados Unidos conforman el equipo responsable del diseño, construcción, volar y recoger datos del orbitador Cassini y la sonda Huygens. La misión está dirigida por la NASA Jet Propulsion Laboratory de en los Estados Unidos, donde fue montado el orbitador. Huygens fue desarrollado por el Investigación Espacial Europea y el Centro de Tecnología, cuyo contratista principal era Alcatel de Francia. Equipo y aparatos de la sonda fueron suministrados por muchos países. La Agencia Espacial Italiana (ASI), siempre de radio de alta ganancia de la sonda Cassini antena, y un radar compacto y ligero, que sirve como una radar de apertura sintética, un altímetro de radar, y un radiómetro.

El 16 de abril de 2008, la NASA anunció una extensión de dos años de los fondos para las operaciones en tierra de esta misión, y en ese momento pasó a llamarse a la Misión Cassini Equinoccio. Esto se amplió de nuevo en febrero de 2010 con la Misión Solsticio Cassini continúa hasta 2017. El final actual del plan de la misión es una caída 2,017 controlada en la atmósfera de Saturno. Ese mismo año, 2017, Juno será de órbita por un choque contra Júpiter.

Naming

Modelo 3D animado de la nave espacial

Saturno en 2008

Se compone de dos elementos principales: el orbitador ASI / NASA Cassini, llamado así por el astrónomo italo-francesa Giovanni Domenico Cassini, (también conocido más tarde como Jean-Dominique Cassini cuando se convirtió en un ciudadano de Francia), y el desarrollado por la ESA Huygens, llamado así por el astrónomo holandés, matemático y físico Christiaan Huygens. Huygens descubrió Titán, y Cassini descubrió un poco más de las lunas de Saturno. La misión fue comúnmente llamado Saturno Titán Orbiter Probe (SOTP) durante la gestación, tanto como Misión Mariner Mark II y de forma genérica.

Cassini-Huygens es una misión de clase del buque insignia de los planetas exteriores. Los demás programas emblemáticos planetarios incluyen Galileo, Voyager, y Vikingo.

Objetivos

Cassini tiene siete objetivos principales:

1. Determinar la estructura tridimensional y el comportamiento dinámico de la anillos de Saturno
2. Determinar la composición de la superficies de satélite y la historia geológica de cada objeto
3. Determinar la naturaleza y el origen de la materia oscura en El hemisferio de avance de Japeto
4. Medir la estructura tridimensional y el comportamiento dinámico de la magnetosfera
5. Estudiar el comportamiento dinámico de Saturno atmósfera a nivel de las nubes
6. Estudiar la variabilidad del tiempo de las nubes de Titán y brumas
7. Caracterizar la superficie de Titán en una escala regional

Cassini-Huygens lanzó el 15 de octubre de 1997, a partir de Cabo Cañaveral de la Fuerza Aérea de la estación Lanzamiento espacio complejo 40 utilizando una Fuerza Aérea de EE.UU. Titan IVB / Cohete Centaur. El lanzador completa se compone de una de dos etapas Titan IV cohete, dos cinturón-sólido motores de cohetes, la etapa Centaur superior, y un recinto de carga útil, o carenado.

El costo total de esta misión de exploración científica es de aproximadamente US $ 3,26 mil millones, incluyendo $ 1400 millones para el desarrollo de pre-lanzamiento, $ 704 millones de operaciones de la misión, $ 54.000.000 para el seguimiento y 422.000.000 dólares para el vehículo de lanzamiento. Estados Unidos contribuyó $ 2.6 mil millones (80%), la ESA $ 500 millones (15%), y la ASI 160.000.000 dólares (5%).

La misión principal de la Cassini se completó el 30 de julio de 2008. La misión se extendió hasta junio de 2010 (Cassini Equinoccio de Misión). Este estudió el sistema de Saturno en detalle durante Equinox, que ocurrió en agosto de 2009. El 3 de febrero de 2010, la NASA anunció otra extensión de Cassini, este es para 6 años y medio hasta el año 2017, la época del solsticio de verano en el hemisferio norte de Saturno (Cassini Misión Solsticio ). La extensión permite que otros 155 revoluciones alrededor del planeta, 54 sobrevuelos de Titán y 11 sobrevuelos de Encelado. En 2017, un encuentro con Titán cambiará su órbita de manera tal que, en su máxima aproximación a Saturno, será sólo 3.000 km sobre capa de nubes del planeta, por debajo del borde interior del anillo D. Esta secuencia de "órbitas proximales" terminará cuando otro encuentro con Titán envía la sonda en la atmósfera de Saturno.

Gira

Los datos seleccionados (tamaño pidió pero no a escala)
Titán	De la Tierra Luna	Ñandú	Japeto	Dione	Tethys	Las columnas de Encelado
Mimas	Hyperion	Phoebe	Janus	Epimeteo	Prometeo	Pandora
Helene	Atlas	Telesto	Metone

Historia

Cassini-Huygens en la plataforma de lanzamiento

Cassini-Huygens 's orígenes fecha a 1982, cuando el Fundación Europea de la Ciencia y la American Academia Nacional de Ciencias formó una grupo de trabajo para investigar futuras misiones cooperativas. Dos científicos europeos sugirieron un emparejado Saturno Orbiter y Titán de la sonda como una posible misión conjunta. En 1983, la NASA Comité de Exploración del Sistema Solar recomienda el mismo par Orbitador y Sonda como un proyecto central de la NASA. La NASA y la Agencia Espacial Europea (ESA) realizaron un estudio conjunto de la misión potencial de 1984 a 1985. ESA continuado con su propio estudio en 1986, mientras que el astronauta estadounidense Sally Ride, en su influyente informe de 1987 " NASA Liderazgo y el Futuro de América en el espacio ", también examinados y aprobados de la misión Cassini.

Si bien el informe de Ride describió el orbitador de Saturno y la sonda como una misión en solitario de la NASA, en 1988 el Administrador Asociado para la Ciencia y Aplicaciones de la NASA Len Fisk espacial regresó a la idea de una misión conjunta de la NASA y la ESA. Le escribió a su homólogo en la ESA, Roger Bonnet, sugiriendo fuertemente que la ESA elegir la misión Cassini de los tres candidatos a la mano y la promesa de que la NASA se comprometería a la misión tan pronto como la ESA hizo.

En el momento, la NASA estaba volviendo más sensibles a la tensión que se había desarrollado entre los programas espaciales estadounidenses y europeos, como resultado de las percepciones europeas que la NASA no había tratado como si fuera un igual en colaboraciones anteriores. Funcionarios y asesores implicados en el desarrollo y la planificación de Cassini-Huygens de la NASA intentaron corregir esta tendencia, haciendo hincapié en su deseo de compartir equitativamente los beneficios científicos y tecnológicos resultantes de la misión. En parte, este nuevo espíritu de cooperación con Europa fue impulsado por un sentido de competencia con la Unión Soviética , que había comenzado a cooperar más estrechamente con Europa como la ESA atrajo más lejos de la NASA.

La colaboración no sólo mejoró las relaciones entre los dos programas espaciales, sino también ayudó Cassini-Huygens sobrevive recortes presupuestarios del Congreso de los Estados Unidos. Cassini-Huygens fue atacado políticamente tanto en 1992 y 1994, pero la NASA logró persuadir al Congreso de Estados Unidos que sería prudente detener el proyecto después de la ESA ya había derramado fondos en el desarrollo debido a la frustración de las promesas rotas de exploración espacial podría extenderse a otras áreas de las relaciones exteriores. El proyecto procedió políticamente sin problemas después de 1994, aunque los grupos de ciudadanos preocupados por su potencial impacto ambiental intentaron descarrilar a través de protestas y demandas hasta pasadas y su lanzamiento 1997.

Diseño de naves espaciales

Montaje Cassini-Huygens

La nave espacial fue planeado originalmente para ser el segundo de tres ejes estabilizado, -RTG powered Mariner Mark II, una clase de nave espacial desarrollado para misiones más allá de la órbita de Marte .

Cassini fue desarrollado simultáneamente con el CRAF (FARC) los vehículos, pero varios recortes presupuestarios y rescopings del proyecto obligaron a la NASA a cancelar el desarrollo FARC a fin de salvar la Cassini. Como resultado, la nave espacial Cassini se convirtió en un diseño más especializada, la cancelación de la aplicación de la serie Mariner Mark II.

La nave espacial, incluyendo el orbitador y la sonda, es la más grande y más complejo no tripulada interplanetaria nave espacial construido hasta la fecha. El orbitador tiene una masa de 2150 kg (4,700 libras), la sonda de 350 kilogramos (770 libras). Con el adaptador de vehículo de lanzamiento y 3.132 kg (6.900 libras) de propulsores en el lanzamiento, la nave tenía una masa de cerca de 5.600 kilogramos (12.000 libras) en ese momento. Sólo los dos Nave espacial Phobos enviadas a Marte por la Unión Soviética fueron más pesados hasta ese momento.

La nave espacial Cassini es más de 6,8 metros (22 pies) de alto y más de 4 metros (13 pies) de ancho. La complejidad de la nave espacial se requería tanto por su trayectoria (trayectoria de vuelo) a Saturno, y por el ambicioso programa de observaciones científicas una vez que la nave llegue a su destino. Cassini tiene al menos 1.630 interconectado componentes electrónicos, 22.000 conexiones de los cables, y más de 14 kilómetros (8.7 millas) de cableado. La CPU de la computadora de control del núcleo era un redundante Sistema de control de la norma MIL-STD-1750A.

Cassini es impulsado por 32,7 kg de plutonio-238-el calor de desintegración radiactiva del material se convierte en electricidad. Huygens fue apoyado por la Cassini durante el crucero, pero utiliza las baterías químicas cuando independiente.

Ahora que la sonda Cassini está orbitando Saturno, es entre 8.2 y 10.2 unidades astronómicas de la Tierra . Debido a esto, se tarda entre 68 a 84 minutos para que las señales de radio a viajar de la Tierra a la nave espacial, y viceversa. De este modo, los controladores de tierra no pueden dar instrucciones "en tiempo real" a la nave espacial, ya sea para las operaciones del día a día, o en casos de eventos inesperados. Incluso si ellos respondieron inmediatamente después de tener conocimiento de un problema, al menos tres horas habrán pasado entre la ocurrencia del problema en sí y la recepción de la respuesta de los ingenieros por el satélite.

Instrumentos

La superficie de Titán revela por VIMS

Rhea delante de Saturno

Norte hexágono polar de Saturno

Sección de la superficie de Phobe

Instrumentación Cassini 's se compone de: un asignador de radar de apertura sintética, un sistema de imagen de dispositivo de carga acoplada, un visible / mapeo infrarrojo espectrómetro, un espectrómetro infrarrojo compuesto, una analizador de polvo cósmico, radio y plasma experimento onda, un espectrómetro de plasma, un ultravioleta espectrógrafo de imágenes, un instrumento de imagen de la magnetosfera, una magnetómetro y un ión / neutral espectrómetro de masas . Telemetría de las comunicaciones antena y otros transmisores especiales (una Transmisor de banda S y un doble frecuencia K _un sistema -band) también se puede utilizar para hacer observaciones de las atmósferas de Titán y Saturno y medir las gravedad campos del planeta y sus satélites.

Espectrómetro de Plasma de Cassini (CAPS)

Los CAPS es un instrumento de detección directa que mide la energía y la carga eléctrica de las partículas que los encuentros de instrumentos, (el número de electrones y protones en la partícula). CAPS medirán las moléculas procedentes de la ionosfera de Saturno y también determinar la configuración del campo magnético de Saturno. CAPS también investigarán plasma en estas áreas, así como el viento solar dentro de la magnetosfera de Saturno.

Analizador de Polvo Cósmico (CDA)

El CDA es un instrumento de detección directa que mide el tamaño, la velocidad y dirección de diminutos granos de polvo cerca de Saturno. Algunas de estas partículas están orbitando Saturno, mientras que otros pueden venir de otros sistemas estelares. El CDA en el orbitador está diseñado para aprender más acerca de estas misteriosas partículas, los materiales en otros cuerpos celestes y potencialmente sobre los orígenes del universo.

Compuesto espectrómetro infrarrojo (CIRS)

El CIRS es un instrumento de teledetección que mide la ondas infrarrojas procedentes de objetos para aprender acerca de sus temperaturas, propiedades térmicas y composiciones. A lo largo de la misión Cassini-Huygens, el CIRS medirá las emisiones infrarrojas de atmósferas, anillos y superficies en el vasto sistema de Saturno. Es un mapa de la atmósfera de Saturno en tres dimensiones para determinar los perfiles de temperatura y presión con la altitud, composición del gas, y la distribución de aerosoles y las nubes. También medir las características térmicas y la composición de las superficies de satélite y anillos.

Ion y Espectrómetro de Masas Neutrales (INMS)

El INMS es un instrumento de detección directa de que los análisis de partículas cargadas (como los protones y los iones más pesados) y partículas neutras (como átomos) cerca de Titán y Saturno para aprender más sobre sus atmósferas. INMS está destinado también para medir el ion positivo y ambientes neutros de satélites y anillos helados de Saturno.

Subsistema de Ciencia de Imagen (ISS)

La ISS es un instrumento de percepción remota que captura la mayoría de las imágenes de luz visible , y también algunas imágenes de infrarrojos y ultravioletas imágenes. La ISS ha tomado cientos de miles de imágenes de Saturno, sus anillos y sus lunas, de regreso a la Tierra por radio telemetría. La ISS tiene una cámara de gran angular (WAC) que toma imágenes de grandes áreas, y una cámara de ángulo estrecho (NAC) que toma imágenes de áreas pequeñas con gran detalle. Cada una de estas cámaras utiliza un dispositivo de carga acoplada sensible (CCD) como su onda electromagnética detector. Cada CCD tiene una matriz cuadrada 1024 de píxeles, 12 m en un lado. Ambas cámaras permiten muchos modos de recopilación de datos, incluyendo la compresión de datos en el chip. Ambas cámaras están equipadas con filtros espectrales que giran en una rueda para ver diferentes bandas dentro del espectro electromagnético que van desde 0,2 hasta 1,1 micras.

Técnica Dual magnetómetro (MAG)

El MAG es un instrumento de detección directa que mide la fuerza y la dirección del campo magnético alrededor de Saturno. Los campos magnéticos son generados en parte por el núcleo fundido intensamente caliente en el centro de Saturno. Medir el campo magnético es una de las maneras para sondear el núcleo, a pesar de que es demasiado caliente y profundo para visitar. MAG tiene como objetivo desarrollar un modelo tridimensional de la magnetosfera de Saturno, y determinar el estado magnético de Titán y su atmósfera, y los satélites helados y su papel en la magnetosfera de Saturno.

Magnetosférica Instrumento Imaging (MIMI)

El MIMI es a la vez un instrumento directo y teledetección que produce imágenes y otros datos sobre las partículas atrapadas en el campo magnético enorme de Saturno, o magnetosfera. Esta información será utilizada para estudiar la configuración y dinámica de la magnetosfera en general y su interacción con el viento solar, la atmósfera de Saturno, Titán, anillos y satélites helados. MIMI incluye el Ion y neutral de la cámara (INCA), que captura y medidas Los átomos neutros energéticos (ENA).

Radar

El radar de a bordo es un instrumento remoto activo y pasivo de detección a distancia que va a producir mapas de la superficie de Titán. Mide la altura de los objetos de la superficie (como las montañas y cañones) mediante el envío de señales de radio que rebotan en la superficie de Titán y el momento de su regreso. Las ondas de radio pueden penetrar el espeso velo de neblina que rodea Titán. El radar escuchará las ondas de radio que Saturno o sus lunas pueden estar produciendo.

Radio y Plasma Wave instrumento Ciencia (RPWS)

El RPWS es un instrumento directo y teledetección que recibe y mide las señales de radio procedentes de Saturno, incluyendo las ondas de radio emitidas por la interacción del viento solar con Saturno y Titán. RPWS es medir los campos de ondas eléctricas y magnéticas en las magnetosferas medianas y planetarias interplanetarias. También determinará la densidad de electrones y la temperatura cerca de Titán y en algunas regiones de la magnetosfera de Saturno. RPWS estudia la configuración del campo magnético de Saturno y su relación con Saturno radiación kilométrica (SKR), así como el seguimiento y la ionosfera mapeo de Saturno, plasma, y el relámpago (y posiblemente de Titán) la atmósfera de Saturno.

Radio Subsistema de Ciencia (RSS)

El RSS es un instrumento de detección remota que utiliza antenas de radio en la Tierra para observar las señales de radio de manera que el cambio nave espacial a medida que se envían a través de objetos, tales como la atmósfera de Titán o los anillos de Saturno, o incluso detrás del Sol . La RSS también estudia las composiciones, las presiones y temperaturas de atmósferas y ionosferas, estructura radial y distribución del tamaño de partícula dentro de los anillos, cuerpo y del sistema masas y ondas gravitacionales. El instrumento utiliza el enlace de la nave espacial en la banda X de comunicación, así como el enlace descendente en banda S y K _un enlace ascendente y descendente -band.

Espectrógrafo de Imágenes Ultravioletas (UVIS)

El UVIS es un instrumento de detección remota que captura imágenes de la luz ultravioleta reflejada por un objeto, como las nubes de Saturno y / o de sus anillos, para aprender más acerca de su estructura y composición. Diseñado para medir la luz ultravioleta sobre longitudes de onda 55,8 a 190 nm, este instrumento es también una herramienta valiosa para ayudar a determinar la composición, la distribución, el contenido de partículas de aerosol y las temperaturas de sus atmósferas. A diferencia de otros tipos de espectrómetro, este instrumento sensible puede tener dos lecturas espectrales y espaciales. Es particularmente adeptos a determinar la composición de los gases. Observaciones espaciales tienen una visión amplia por estrecho, sólo uno pixel de altura y 64 píxeles de ancho. La dimensión espectral es de 1.024 píxeles por píxel espacial. También, puede tomar muchas imágenes que crean películas de las formas en que este material se mueve alrededor de otras fuerzas.

Visible e Infrarrojo espectrómetro cartográfico (VIMS)

El VIMS es un instrumento de percepción remota que captura imágenes usando la luz visible e infrarroja para aprender más acerca de la composición de la superficie de la luna, los anillos y las atmósferas de Saturno y Titán. Se compone de dos cámaras en uno: uno usó para medir la luz visible, la otra de infrarrojos. Medidas VIMS reflejan y emiten radiación de atmósferas, anillos y superficies sobre las longitudes de onda 350-5100 nm, para ayudar a determinar sus composiciones, temperaturas y estructuras. También observa la luz del sol y la luz de las estrellas que pasa a través de los anillos de aprender más acerca de su estructura. Los científicos planean utilizar VIMS para estudios a largo plazo del movimiento de las nubes y la morfología en el sistema de Saturno, para determinar los patrones climáticos de Saturno.

Telemetría

La nave Cassini es capaz de transmitir varios formatos de telemetría diferentes. El subsistema de telemetría es quizás el subsistema más importante, ya que sin ella no puede haber retorno de datos.

Cassini telemetría fue desarrollado desde cero, debido a la nave mediante un conjunto más moderno de ordenadores.

Cassini fue la primera nave a adoptar mini-paquetes para reducir la complejidad del Diccionario de telemetría, y el proceso de desarrollo de software condujo a la creación de un Administrador de telemetría.

Actualmente existen alrededor de 1.088 canales (en 67 mini-paquetes) reunidos en el Diccionario Telemetría Cassini. Fuera de estos 67 menores complejidad mini-paquetes

• Algunas 6 mini-paquetes contenían la covarianza subsistema y elementos de ganancia de Kalman (161 mediciones), no se utiliza durante las operaciones normales de la misión.
• Esto dejó a 947 mediciones en 61 mini-paquetes.

Se construyeron un total de siete mapas de telemetría correspondientes a 7 modos de telemetría AACS. Estos modos son: (1) Registro; (2) Crucero nominal; (3) Crucero Lento Medio; (4) Crucero lenta; (5) Orbital Operaciones; (6) Av; (7) ATE Calibración (actitud Estimador). Estos 7 mapas cubren todos los modos de telemetría nave espacial.

Sonda Huygens

Huygens vista de la superficie de Titán		Lo mismo con diferente tratamiento de la información

La sonda Huygens, suministrado por la Agencia Espacial Europea (ESA) y lleva el nombre del astrónomo holandés del siglo 17 quien descubrió Titán, Christiaan Huygens, escudriñó las nubes, la atmósfera y la superficie de la luna de Saturno, Titán, en su descenso el 15 de enero de 2005. Fue diseñado para entrar y el freno en la atmósfera de Titán y en paracaídas un laboratorio robótico totalmente instrumentado hasta la superficie.

El sistema de sonda consistía en la propia sonda que descendió a Titan, y el equipo de soporte de la sonda (PSE) que se mantuvo unido a la nave espacial en órbita. El PSE incluye electrónica que rastrean la sonda, se recuperan los datos recogidos durante su descenso, y el proceso y entregar los datos al orbitador que lo transmite a la Tierra. La CPU de la computadora de control del núcleo era un redundante Sistema de control de la norma MIL-STD-1750A.

Los datos se transmiten por un enlace de radio entre Huygens y Cassini proporcionados por la sonda de retransmisión de datos del Subsistema (PDRS). Como la misión de la sonda no pudo MANDO desde la Tierra debido a la gran distancia, que fue gestionado automáticamente por el comando de datos Subsistema de Gestión (CDMS). Los PDRS y CDMS fueron proporcionados por el Agencia Espacial Italiana (ASI).

Selección de acontecimientos y descubrimientos

Venus y la Tierra sobrevuelos y el crucero a Júpiter

Imagen del Luna durante sobrevuelo

La sonda espacial Cassini realizó dos gravitacional de ayuda de sobrevuelos de Venus el 26 de abril de 1998 y 24 de junio de 1999. Estos sobrevuelos siempre la sonda espacial con impulso suficiente para viajar por todo el camino a la cinturon de asteroides. En ese momento, la gravedad del Sol sacó la sonda espacial de nuevo en el interior del Sistema Solar, donde hizo un fly-by-gravitacional ayudar de la Tierra.

El 18 de agosto de 1999, a las 03:28 UTC, la nave Cassini hizo un sobrevuelo gravitacional de ayuda de la Tierra. Una hora y 20 minutos antes del máximo acercamiento, Cassini hicieron su máximo acercamiento a la Luna de la Tierra a 377,000 kilometros, y tomó una serie de fotos de calibración.

El 23 ene, 2000, la sonda espacial Cassini realizó un sobrevuelo del asteroide 2685 Masursky a las 10:00 UTC. La nave Cassini tomó fotos en el plazo de cinco a siete horas antes de que el fly-by a una distancia de 1,6 millones de kilómetros y un diámetro de 15 por 20 km se estimó para el asteroide.

Sobrevuelo de Júpiter

Un Júpiter imagen sobrevuelo

Cassini hizo su aproximación más cercana a Júpiter el 30 de diciembre de 2000, e hizo muchas mediciones científicas. Acerca de 26.000 imágenes de Júpiter fueron tomadas durante el sobrevuelo de meses de duración. Produjo el más detallado retrato global color de Júpiter todavía (ver imagen a la derecha), en el que las características visibles más pequeños están a unos 60 km (37 millas) de ancho.

La Nueva misión Horizons a Plutón capturó imágenes más recientes de Júpiter, con un enfoque más cercano el 28 de febrero de 2007.

Un hallazgo importante del sobrevuelo, anunció el 6 de marzo de 2003, era de la circulación atmosférica de Júpiter. "Cinturones" Dark alternan con "zonas" de luz en la atmósfera, y los científicos habían considerado durante mucho tiempo las zonas, con sus nubes pálidas, como zonas de surgencia de aire, en parte porque muchas nubes en forma de la Tierra, donde el aire está aumentando. Pero el análisis de las imágenes de Cassini mostró que las células individuales de tormenta de surgencia nubes brillantes de color blanco, demasiado pequeño para ver desde la Tierra, aparecen casi sin excepción en los cinturones oscuros. Según Anthony Del Genio de la NASA Instituto Goddard de Estudios Espaciales, "los cinturones deben ser las áreas de movimiento atmosférico neto aumento en Júpiter, [por lo que] el movimiento neto de las zonas tiene que hundirse."

Otras observaciones atmosféricas incluyen un óvalo oscuro remolinos de alta atmosférica-neblina, aproximadamente del tamaño de la Gran Mancha Roja , cerca del polo norte de Júpiter. Las imágenes infrarrojas reveló aspectos de la circulación cerca de los polos, con bandas de vientos que rodea el globo, con bandas adyacentes se mueven en direcciones opuestas.

El mismo anuncio también discutió la naturaleza de Júpiter anillos. Dispersión de la luz por las partículas en los anillos mostró las partículas se forma irregular (en lugar de esférica) y es probable que se originan como eyecciones de los impactos de micrometeoritos en las lunas de Júpiter, probablemente Metis y Adrastea.

Las pruebas de la Relatividad General

El 10 de octubre de 2003, el equipo científico de Cassini ha anunciado los resultados de las pruebas de de Einstein Teoría de la Relatividad General , que se realiza mediante el uso ondas de radio que se transmiten desde la sonda espacial Cassini. Este es actualmente el mejor medición de γ parámetros post-newtoniana; el resultado γ = 1 + (2,1 ± 2,3) x 10 ^-5 está de acuerdo con las predicciones de la relatividad general estándar.

Los científicos midieron la radio un cambio de frecuencia en las ondas de radio hacia y desde la nave espacial, mientras que esas señales viajaban cerca del Sol De acuerdo con la Teoría de la Relatividad General, un objeto masivo como el Sol hace que el espacio-tiempo de la curva, y un haz de ondas de radio (o de la luz, o cualquier forma de radiación electromagnética ) que pasa por el Sol tiene que viajar más lejos debido a la curvatura.

La distancia extra que las ondas de radio viajaban de la nave Cassini, más allá del Sol, a la Tierra retrasa su llegada. La cantidad de este retardo de tiempo ofrece una prueba sensible de las predicciones calculadas de la Teoría de la Relatividad de Einstein.

Aunque algunas desviaciones mensurables de los valores que se calculan utilizando la Teoría General de la Relatividad se predicen algunos modelos cosmológicos inusuales, sin desviaciones fueron encontrados por este experimento. Las pruebas anteriores utilizando ondas de radio que se transmiten por las sondas espaciales Viking y Voyager estaban de acuerdo con los valores calculados a partir de la Relatividad General con una precisión de una parte en mil. Las mediciones más precisas de la Cassini experimento sonda espacial mejoraron esta precisión a una parte en 51.000, con los datos medidos firmemente apoyan la Teoría General de la Relatividad de Einstein.

Nuevas lunas de Saturno

Descubrimiento fotografía de la luna Dafnis

El uso de imágenes tomadas por la Cassini, tres nuevas lunas de Saturno fueron descubiertos en 2004. Ellos son muy pequeños y se les dio los nombres provisionales S / 2004 S 1, S / 2004 S 2 y S / 2004 S 5 antes de ser nombrados Metone, Pallene y Pólux a principios de 2005.

El 1 de mayo de 2005, una nueva luna fue descubierta por Cassini en el División de Keeler. Se le dio la designación S / 2005 S 1 antes de ser nombrado Dafnis. La otra única luna conocida dentro del sistema de anillos de Saturno es Pan.

Una luna nueva quinta fue descubierto por Cassini el 30 de mayo de 2007, y fue etiquetado provisionalmente S / 2007 S 4. Ahora se conoce como Anthe.

Un comunicado de prensa el 3 de febrero 2009 mostró una luna nueva sexta encontrado por Cassini. La luna es aproximadamente 1/3 de milla de diámetro dentro del G-anillo del sistema de anillos de Saturno, y ahora se llama Aegaeon (antes S / 2008 S 1).

Un comunicado de prensa el 02 de noviembre 2009 menciona la luna nueva séptimo encontrado por la Cassini el 26 de julio de 2009. Está actualmente etiquetado S / 2009 S 1 y es de aproximadamente 300 m (984 ft.) De diámetro en el sistema de anillo B.

Phoebe sobrevuelo

Phoebe en 2004 por Cassini

El 11 de junio de 2004, Cassini sobrevoló la luna Phoebe. Esta fue la primera oportunidad para los estudios de primer plano de esta luna desde el Voyager 2 sobrevuelo. También fue sólo sobrevuelo de Cassini 's posible que Phoebe debido a la mecánica de las órbitas disponibles alrededor de Saturno.

Primeras imágenes en primer plano se recibieron el 12 de junio de 2004, y los científicos de la misión de inmediato se dieron cuenta de que la superficie de Phoebe se ve diferente de los asteroides visitados por naves espaciales. Las partes de las superficies gran cantidad de cráteres se ven muy brillantes en esas imágenes, y se cree actualmente que existe una gran cantidad de hielo de agua bajo su superficie inmediata.

Rotación de Saturno

En un anuncio el 28 de junio de 2004, los científicos del programa Cassini describen la medición del período de rotación de Saturno. Puesto que no hay características fijas sobre la superficie que pueden ser utilizados para obtener este período, se utilizó la repetición de las emisiones de radio. Estos nuevos datos están de acuerdo con los últimos valores medidos desde la Tierra, y constituyen un enigma para los científicos. Resulta que el período de rotación de radio ha cambiado desde que se midió por primera vez en 1980 por Voyager, y que es ahora 6 minutos más. Esto no indica un cambio en el giro global del planeta, pero se piensa que es debido al movimiento de la fuente de las emisiones de radio a una latitud diferente, en el que la velocidad de rotación es diferente.

Órbita alrededor de Saturno

Saturno en julio de 2004 por Cassini-WAC

El 1 de julio de 2004, la nave espacial voló a través de la brecha entre la F y G anillos y logrado órbita, después de un viaje de siete años. Es la primera nave espacial en orbitar Saturno nunca.

El Saturn Inserción Orbital (SOI) maniobra realizada por Cassini fue complejo, que requiere la nave para orientar su antena de alta ganancia, lejos de la tierra ya lo largo de su trayectoria de vuelo, para proteger sus instrumentos de partículas en los anillos de Saturno. Una vez que la nave cruzó el plano del anillo, tenía que girar de nuevo para señalar su motor a lo largo de su trayectoria de vuelo, y entonces el motor disparado para desacelerar la nave por 622 metros por segundo para permitir Saturno para capturarlo. Cassini fue capturado por la gravedad de Saturno en alrededor de 20:54 Hora del Pacífico el 30 de junio de 2004. Durante la maniobra Cassini pasó a menos de 20.000 kilometros (12.000 millas) de la cima de las nubes de Saturno.

Aunque está en la órbita de Saturno, salida desde el sistema de Saturno se evaluó en 2008 durante la final de la planificación de misiones.

Sobrevuelos de Titán

La superficie de Titán en 2004, fotografiado mirando a través de la atmósfera (algunas nubes son visibles), pero con el borde recortado

Cassini tuvo su primer sobrevuelo distante de Saturno, la luna más grande, Titán, el 2 de julio de 2004, sólo un día después de la inserción en órbita, cuando se acercó a unos 339.000 kilometros (211 000 millas) de Titán y siempre el mejor aspecto en la superficie de la luna hasta la fecha . Las imágenes tomadas a través de filtros especiales (capaces de ver a través de la neblina global de la luna) mostraron nubes del polo sur se cree que están compuestas de metano características y superficie con brillo muy diferentes. El 27 de octubre de 2004, la nave espacial ejecuta la primera de las 45 previstas sobrevuelos cercanos de Titán cuando voló a tan sólo 1.200 kilometros por encima de la luna. Casi cuatro gigabits de datos fueron recogidos y transmitidos a la Tierra, incluyendo las primeras imágenes de radar de superficie bruma-envuelta de la luna. Reveló la superficie de Titán (al menos la zona cubierta por el radar) sea relativamente plana, con la topografía de llegar no más de unos 50 metros de altitud. El sobrevuelo proporcionó un aumento notable en la resolución de imagen más de la cobertura anterior. Las imágenes con un máximo de 100 veces mejor resolución fueron tomadas y son típicas de las resoluciones previstas para su posterior sobrevuelos de Titán.

Huygensaterriza en Titán

Cassini libera la Huygens sonda el 25 de diciembre de 2004, por medio de un resorte en espiral y los carriles destinados para girar la sonda para mayor estabilidad. Entró en la atmósfera de Titán el 14 de enero de 2005, y después de un descenso de dos y media horas aterrizó en tierra firme. Aunque Cassini transmitió con éxito 350 de las imágenes que recibe de Huygens de su sitio de descenso y aterrizaje, un error de software no pudo dar vuelta en uno de los receptores de la Cassini y causó la pérdida de las otras 350 fotografías.

Encelado sobrevuelos

Encelado backdropped por sombras de los anillos de Saturno en 2007

Durante los primeros dos sobrevuelos cercanos a la Luna Encelado en 2005, Cassini descubrió una "desviación" en el campo magnético local que se caracteriza por la existencia de una delgada atmósfera, pero significativo. Otras mediciones obtenidas en ese punto en el tiempo al vapor de agua ionizado como su principal constituyente. Cassini también observó géiseres de hielo de agua en erupción desde el polo sur de Encelado, que da más credibilidad a la idea de que Encelado es el suministro de las partículas del anillo E de Saturno. Científicos de la misión la hipótesis de que puede haber bolsas de agua líquida cerca de la superficie de la luna que alimentan las erupciones, haciendo de Encelado uno de los pocos cuerpos del Sistema Solar para contener agua líquida.

El 12 de marzo de 2008, Cassini hizo un primer sobrevuelo de Encelado, llegando a 50 km de la superficie de la luna. La nave espacial pasado a través de los penachos que se extienden desde sus géiseres del sur, la detección de agua, dióxido de carbono y diversos hidrocarburos con su espectrómetro de masas, mientras que también el mapeo de características de la superficie que están en mucho mayor temperatura que sus alrededores con el espectrómetro de infrarrojos. Cassini fue incapaz de recoger datos con su analizador de polvo cósmico debido a un mal funcionamiento de software desconocido.

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El 21 de noviembre de 2009, Cassini volvió a hacer una mosca por la de Encelado, esta vez con una geometría muy diferente, acercándose a 1.600 kilometros (990 millas) de la superficie. Se esperaba que el (CIRS) instrumento Composit Espectrógrafo Infrarrojo para hacer un mapa de las emisiones térmicas de la raya del tigre Bagdad Surco. Este fue el octavo sobrevuelo de Encelado y también se refiere a veces como "E-8." Los datos e imágenes devueltos se espera que ayuden a crear la imagen más detallada hasta ahora mosaico de la parte sur del hemisferio que mira hacia Saturno de la luna y un mapa térmico contigua de una de las características intrigantes "rayas de tigre", con la más alta resolución hasta la fecha.

Ocultaciones de radio de los anillos de Saturno

En mayo de 2005, Cassini comenzó una serie de experimentos de ocultación, para medir el tamaño de la distribución de las partículas en los anillos de Saturno, y medir la atmósfera de Saturno en sí. Durante más de 4 meses, Cassini completó órbitas diseñados para este propósito. Durante estos experimentos, Cassini voló detrás del plano de los anillos de Saturno, como se ve desde la Tierra, y se transmite ondas de radio a través de las partículas. Se recibieron las señales de radio en la Tierra, donde se analizó la frecuencia, fase y potencia de la señal para ayudar a determinar la estructura de los anillos.

Imagen superior: visible mosaico color de los anillos de Saturno tomadas el 12 de diciembre de 2004. Bajo la imagen: Vista simulada construido a partir de unaobservación de la ocultación de radio el 3 de mayo de 2005. El color en la imagen inferior representa tamaños de partículas del anillo.

Fenómeno Spoke verificada

En las imágenes capturadas 05 de septiembre 2005,Cassinidetectó rayos en los anillos de Saturno, anteriormente visto sólo por el observador visual Stephen James O'Meara en 1977 y luego confirmado por las Voyagersondas espaciales en la década de 1980.

Lagos de Titán

Lagos de Titán

Las imágenes de radar obtenidas en 21 de julio 2006 parecen mostrar lagos de hidrocarburos líquidos (como el metano y etano ) en las latitudes del norte de Titán. Este es el primer descubrimiento de lagos actualmente existentes en cualquier lugar además de la Tierra. Los lagos varían en tamaño de una a cien kilómetros de diámetro.

Titan "mar" (izquierda) en comparación a escala deLago Superior(derecha)

El 13 de marzo de 2007, el Laboratorio de Propulsión Jet anunció que encontró una fuerte evidencia de mares de metano y etano en el hemisferio norte de Titán. Al menos uno de ellos es más grande que cualquiera de los Grandes Lagos de América del Norte.

Saturno huracán

En noviembre de 2006, los científicos descubrieron una tormenta en el polo sur de Saturno con una clara pared del ojo . Esto es característico de un huracán en la Tierra y nunca se había visto en otro planeta antes. A diferencia de una huracán terrestre, la tormenta parece estar inmóvil en el polo. La tormenta es de 8.000 kilómetros (5.000 millas) de ancho, y 70 kilómetros (43 millas) de altura, con vientos que soplan a 560 kilómetros por hora (350 mph).

Japeto sobrevuelo

El 10 de septiembre de 2007, Cassini completó su sobrevuelo de los dos tonos, luna extraña, con forma de nuez, Japeto. Las imágenes fueron tomadas a partir de 1.000 millas (1.600 km) por encima de la superficie. Como era enviar las imágenes a la Tierra, que fue golpeado por un rayo cósmico que lo obligó a entrar temporalmente modo seguro. Todos los datos del sobrevuelo se recuperó.

Extensión Misión

Tormenta en el Norte en 2011

El 15 de abril de 2008, Cassini recibió fondos para una misión extendida de dos años. Constaba de 60 órbitas más de Saturno , con 21 más estrecha sobrevuelos de Titán, siete de Encelado, seis de Mimas, ocho de Tetis, y uno sobrevuelo dirigido cada uno de Dione, Rhea, y Helene. La misión extendida comenzó el 1 de julio de 2008, y se cambió el nombre del Equinoccio Misión Cassini como la misión coincidió con Saturno equinoccio.

Se presentó una propuesta a la NASA para una segunda extensión de la misión, nombrado provisionalmente la misión o XXM extendida extendida. Esto fue posteriormente aprobado y cambió el nombre del Solsticio Misión Cassini . Verá Cassini que orbita Saturno 155 más veces, la realización de 54 sobrevuelos adicionales de Titán y 11 más de Encelado. El final misión elegida es una serie de cerca de Saturno pasa, que pasa dentro de los anillos, a continuación, una zambullida en la atmósfera de Saturno alrededor del 2017 el norte de solsticio de verano, para destruir la nave espacial.

Gran Tormenta de 2010 y sus secuelas

El 25 de octubre de 2012, Cassini fue testigo de las consecuencias de la masiva tormenta Gran Mancha Blanca que se repite aproximadamente cada 30 años en Saturno. Los datos del espectrómetro infrarrojo compuesto (CIRS) de instrumentos de Cassini indican una descarga de gran alcance de la tormenta que causó un aumento de temperatura en la estratosfera de Saturno 83 kelvin (150 grados Fahrenheit) por encima de lo normal. Al mismo tiempo, un gran aumento en el gas etileno fue detectado por investigadores de la NASA en el Centro de Investigación de Goddard en Greenbelt, Maryland. El etileno es un gas incoloro e inodoro que es muy raro en Saturno y se produce de forma natural ya través de fuentes artificiales de la Tierra. La tormenta que produjo esta descarga se observó por primera vez por la Cassini el 5 de diciembre de 2010 en el hemisferio norte de Saturno. La tormenta es la primera de su tipo en ser observada por una nave espacial en órbita alrededor de Saturno, así como el primero que se observa en longitudes de onda del infrarrojo térmico, lo que permite a los científicos observar la temperatura de la atmósfera de Saturno y seguimiento de fenómenos que son invisibles a simple vista . El pico de gas etileno que fue producido por la tormenta llegó a niveles que eran 100 veces más que los pensamientos posibles de Saturno. Los científicos también han determinado que la tormenta testigo fue el más grande más caliente vórtice, estratosférico jamás detectado en nuestro sistema solar, siendo inicialmente más grande que Júpiter Gran Mancha Roja.

Tránsito de Venus

El 21 de diciembre de 2012, Cassini observó un tránsito de Venus por el Sol El instrumento VIMS analizó la luz solar que pasa a pesar de la atmósfera de Venus. VIMS observó previamente el tránsito de exoplaneta HD 189733 b.

Fin de la planificación de la misión

Durante la planificación de sus misiones de larga duración, diversos planes de futuro para la Cassini fueron evaluados en especial sobre la base de la ciencia de retorno, el costo y tiempo. Algunas de las opciones examinadas incluyen la colisión con la atmósfera de Saturno, satélite helado, o anillos; otro es salida de Saturno órbita a Júpiter , Urano , Neptuno , o un Centauro. Otras opciones incluyen dejándolo en ciertas órbitas estables alrededor de Saturno, o la salida a una órbita heliocéntrica. Cada plan requiere de ciertas cantidades de tiempo y cambios de velocidad. Otra posibilidad fue aerofrenado en órbita alrededor de Titán.

Esta tabla se basa en la página 19 deMisiones Cassini Extended(NASA), desde 2008.

La elección fue XXM (Misión Solsticio Cassini), a partir de 2010, varios años de sobrevuelos que culminaron en órbitas proximales y el impacto Saturno en 2017. VerPlanetary Science Decadal Survey para otros conceptos de misión del Sistema Solar.

Trayectoria

La trayectoria gravitacional de ayuda inicial de Cassini-Huygens es el proceso mediante el cual una masa insignificante acerca a una masa significativa "desde atrás" y "roba" algo de su impulso orbital. La masa significativa, por lo general un planeta, pierde una proporción muy pequeña de su impulso orbital a la masa insignificante, la sonda espacial en este caso. Sin embargo, debido a la pequeña masa de la sonda espacial, esta transferencia de momento le da un aumento de velocidad relativamente grande en proporción a su velocidad inicial, la aceleración de su recorrido por el espacio exterior.

LaCassini-Huygenssonda espacial realizó dos gravitacionales ayudar a sobrevuelos de Venus, uno más de recorrido de paso en la Tierra, y un recorrido de paso final en Júpiter.

La inicial gravitatoria de ayuda de trayectoria deCassini-Huygens

Diagrama simplificado que muestra, en dos dimensiones, el movimiento orbital deCassini-Huygensen y después de la llegada a Saturno

La Cassini de naves de gran velocidad en relación con el Sol Las diversas hondas gravitacionales formen picos visibles en la izquierda, mientras que la variación periódica de la derecha se debe a la órbita de la nave alrededor de Saturno. Los datos provienen de la Horizons Sistema Efemérides del JPL en 2005. La velocidad superior es instantánea la velocidad en kilómetros por segundo. La velocidad mínima alcanzada durante su órbita de Saturno es más o menos igual a la propia velocidad orbital de Saturno, que es el ~ 5.0 km / s. velocidad que la Cassini embarcación adaptada a entrar en órbita.

Glosario

Mapas en color de cinco lunas de Saturno