Zrekonstruowano ostatnie chwile sondy Cassini

15 września zakończyła się trwająca prawie 20 lat misja sondy Cassini. Statek przypieczętował swój los spektakularnym, kontrolowanym nurkowaniem i zniszczeniem w atmosferze Saturna. Do naukowców spłynęły dane z ostatnich chwil życia sondy. Informacje te mogą jeszcze pomóc w odpowiedzi na wiele naukowych pytań, a także wyposażyć inżynierów w wiedzę potrzebną do projektowania przyszłych misji.

Relacja Uranii z końca misji Cassini

Cassini podczas wejścia w atmosferę Saturna transmitowała na Ziemię dane z 8 włączonych instrumentów naukowych oraz dane telemetryczne dotyczące zachowania i położenia statku. Podczas gdy te pierwsze są jeszcze dokładnie analizowane, to inżynierowie na bazie telemetrii mogą już dużo powiedzieć o ostatnich chwilach statku. W szczególności silniczki kontroli położenia rozsiane wokół korpusu sondy, każdy o ciągu 0,5 N dają inżynierom najwięcej informacji na temat ostatniego, destrukcyjnego lotu sondy.

Kontrolowane oscylacje


Na godzinę przed wejściem w atmosferę sonda oscylowała w swoim położeniu o ułamek stopnia. Wpływ na takie zachowanie sondy miała wtedy tylko i wyłącznie grawitacja Saturna. Aby utrzymać stałe położenie anten skierowanych na Ziemię, statek wykonywał więc bardzo niewielkie odpalenia silniczków kontroli położenia. Gdy sonda wychodziła poza dopuszczalny zakres odchylenia, silniczek o ciągu 0,5 N kierował sondę w przeciwną stronę. Ta faza lotu trwała do około 3 minut przed utratą sygnału.


Północna półkula Saturna sfotografowana przez sondę Cassini 28 czerwca. Na zdjęciu widać charakterystyczny heksagonalny układ chmur na biegunie planety. Źródło: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute.

Więcej fotografii z ostatnich dni sondy Cassini

Cassini, gdy znalazł się na wysokości 1 900 km nad chmurami Saturna rozpoczął podróż przez szczątkową atmosferę planety, podobną w gęstości do tego co doświadcza Międzynarodowa Stacja Kosmiczna. Prędkość sondy była względem tej atmosfery jednak prawie 5 razy większa niż ta, z którą orbituje stacja wokół Ziemi.

Największy opór szczątkowej atmosferze stawiało 11-metrowe ramię, które separuje korpus z elektroniką statku od czułego na wszelką elektronikę magnetometru. Coraz silniej oddziałujące szczątkowe powietrze Saturna powodowało odchylenie ramienia do tyłu. Natychmiast starały się to kompensować silniczki kontroli położenia. Z sekundy na sekundę wykonywały one dłuższe i częstsze odpalenia.

Walka z atmosferą Saturna


Po pewnym czasie silniczki zaczęły działać już niemal bez przerwy. Tak sonda Cassini walczyła z coraz gęstszą atmosferą Saturna przez ostatnie 90 sekund. 20 sekund zanim utracono sygnał z sondy silniczki już stale utrzymywały 100% swoich możliwości. Ostatnie osiem sekund z telemetrii pokazuje, że sonda zaczęła przegrywać walkę z Saturnem i odchylać się od położenia gwarantującego kontakt z Ziemią. Najpierw zniknęła telemetria, wysyłana w skupionej wiązce radiowej. Dopiero 24 sekundy później utracono ostatni sygnał radiowy z świadczący o działaniu sondy.


Animacja ukazująca ostatnie 30 sekund sygnału radiowego pasma X (na górze) i S (na dole) otrzymane od sondy Cassini 15 września 2017 roku. Źródło: NASA/JPL-Caltech.

Dzięki tak długiemu utrzymaniu komunikacji z sondy z Ziemią, naukowcy dostali od statku wyjątkowe dane, opisujące górne warstwy atmosfery Saturna. Są one teraz poddawane dogłębnej analizie.

Źródło: NASA

Więcej informacji:

Na zdjęciu: Wizja artystyczna sondy Cassini wchodzącej w atmosferę Saturna. Źródło: NASA/JPL-Caltech.