Сатурн - Властелин Колец
Заходите к нам на форум: задавайте вопросы - получайте ответы!
Исследование Солнечной Системы - Сатурн
 Исследователи
КА "Cassini"
Страница: КА "Cassini" NASA, Сатурн все ближе (Part #1, Part #2), Орбита Сатурна (Part #1, Part #2, Part #3), Посадка на Титан (Part #1, Part #2.1, Part #2.2), Система Сатурна (Part #1, Part #2, Part #3), Два года миссии (Part #1, Part #2, Part #3), Новые открытия, Первая пятилетка (Part #1, Part #2), Разгадка тайн Сатурна; Проделанная работа (Part #1, Part #2), Луны, кольца и ураганы (Part #1, Part #2, Part #3), 15 лет в космосе! (Part #1, Part #2, Part #3), Продолжаем миссию (Part #1, Part #2, Part #3, Part #4);
Сатурн: Властелин Колец

Космические исследователи

Сезонные изменения на Титане

    Продолжается миссия Cassini в системе Сатурна. В рамках дополнительной программы исследований Solstice («Солнцестояние») аппарат изучает окольцованную планету и ее спутники.
    Полученные Cassini новые материалы дают возможность проанализировать ход развития колоссального шторма на Сатурне, следить за сменой сезонов на Титане, продолжать изучение беспокойного Энцелада. Не оставлены без внимания и знаменитые кольца: оказывается, они хранят в себе историю падения на планеты гигантских комет и астероидов.

    «На Титане не только приятнейший климат, - сказал Румфорд. - Женщины; например, самые прекрасные существа в космосе между Солнцем и Бетельгейзе».
    Курт Воннегут. «Сирены Титана»
КАССИНИ: ТАЙНЫ СИСТЕМЫ САТУРНА

    Увы, случались и неприятности: инженеры NASA были вынуждены отключить плазменный спектрометр CAPS (Cassini Plasma Spectrometer) из-за серии коротких замыканий. Но обо всем по порядку...

Cassini «празднует» 10 лет встречи с Юпитером

    30 декабря 2000 г. Cassini прошел на минимальном расстоянии (9.7 млн км) от Юпитера, причем во время пролета ему удалось совершить несколько научных открытий.
    Зонд изучал самую большую планету Солнечной системы с октября 2000 по март 2001 г. За это время он успел сделать 26 000 снимков газового гиганта. Хотя разрешение этих изображений было не выше, чем у фотографий «Вояджеров», камеры Cassini могли снимать в более широком спектре. Благодаря этому исследователи тщательно изучили атмосферу Юпитера, в частности - структуру и распределение по высоте ураганов, облаков, туманов и других образований.
    Так, в юпитерианской атмосфере было обнаружено гигантское овальное пятно - один из двух известных на сегодня ураганов-антициклонов огромного размера наряду с Большим Красным пятном. Удалось также провести видеосъемку зарождения и формирования гроз: огромные штормы набирали силу, поглощая меньшие.
    Композитный инфракрасный спектрометр CIRS (Composite Infrared Spectrometer), установленный на Cassini, позволил составить точную карту температур и химического состава атмосферы планеты-гиганта и выявить мощную газовую струю в районе экватора, которая движется со скоростью 140 м/с на высоте около 100 км над видимыми облаками.
    Помимо этого, зонд изучил взаимодействие солнечного ветра с электромагнитным полем планеты.

Глобальная Карта Титана

    Спутник Сатурна Титан был открыт 25 марта 1655 г. нидерландским астрономом Христианом Гюйгенсом. Диаметр Титана составляет 5152 км. Это крупнейший спутник Сатурна и второй по величине в Солнечной системе - немного больше его лишь спутник Юпитера Ганимед. Зато Титан - единственный из спутников планет Солнечной системы, обладающий плотной атмосферой, а состав ее слегка напоминает земную: она состоит на 98% из азота и на 1.6% из метана.
    Ученые проделали огромную работу, склеив один из самых удивительных паззлов из «кусочков» данных, которые Cassini отправил на Землю за шесть лет исследований. Специалисты использовали снимки, полученные при помощи картографического спектрометра видимого и инфракрасного диапазонов VIMS (Visible and Infrared Mapping Spectrometer), «взгляд» которого смог пробиться через метановую дымку спутника.

Пролеты Cassini у спутников Сатурна после 18 февраля 2011 г.
(с момента предыдущей публикации)
Виток
Событие
Спутник
Дата
Расст., км
146
-
  Телесто
20.03.2011
10038
147
Т75
  Титан
19.04.2011
10053
148
Т76
  Титан
08.05.2011
1873
149
-
  Елена
18.06.2011
6982
149
Т77
  Титан
20.06.2011
1359
151
-
  Рея
01.08.2011
5846
153
Т78
  Титан
12.09.2011
5821
154
Е14
  Энцелад
01.10.2011
99
155
Е15
  Энцелад
19.10.2011
1231
156
Е16
  Энцелад
06.11.2011
496
158
D3
  Диона
12.12.2011
99
158
Т79
  Титан
13.12.2011
3586
159
Т80
  Титан
02.01.2012
29415
160
Т81
  Титан
30.01.2012
31131
Включены целевые и близкие нецелевые пролеты.

    «Cassini вращается вокруг Сатурна, а не вокруг Титана, поэтому он оказывается вблизи последнего примерно раз в месяц. Из-за этого составление карты заняло так много времени. Кроме того, нашей работе мешали густые метановые облака и прочие погодные явления», - объясняет один из авторов проекта астроном Стефан Ле-Муэлик (Stephane Le Mouelic) из Нантского университета.
    Для составления «мозаики» были привлечены данные 70 сближений Cassini с Титаном, однако лишь в нескольких случаях геометрия пролета позволяла вести наблюдения с высоким разрешением, поэтому детализация карты в одних регионах получилась хуже, чем в других. Совместить снимки, сделанные с разного расстояния и под разными углами, было нелегкой задачей. Кроме того, каждое изображение приходилось корректировать с поправкой на различия в условиях освещения и даже править попиксельно искажения, созданные атмосферными помехами.

На конференции планетологов EPSC-DPS во французском городе Нанте 4 октября 2011 г. международная команда астрономов представила удивительную цветную карту-мозаику поверхности Титана - самого большого спутника Сатурн.
КАССИНИ: ТАЙНЫ СИСТЕМЫ САТУРНА

    «Созданная нами карта состоит из двух слоев. В качестве фона мы использовали изображения низкого разрешения, на которые затем накладывались более четкие снимки. В отдельных случаях, когда мы имели изображения VIMS с минимального расстояния, мы могли показать детали с разрешением до 500 метров на пиксел», - комментируют авторы проекта, выражая надежду, что их карта облегчит исследования планетологам, изучающим климат Титана.
    Смог Титана скрывает перистые облака На снимках Титан похож на грязно-оранже-вый шар, но для ученых он настоящий бриллиант - ведь спутник обладает плотной атмосферой, достойной планеты. На огромной луне Сатурна бьют молнии, идет мелкий дождь, а иногда собираются и настоящие ливневые тучи из метана и этана.
    И вот новое открытие: Карри Андерсон (Carrie Anderson) и Роберт Самуэлсон (Robert Samuelson) из Центра космических полетов имени Годдарда сообщили о легких тонких облаках из частиц льда в атмосфере Титана, похожих на земные перистые облака. Открытие было сделано с помощью композитного инфракрасного спектрометра CIRS (Composite Infrared Spectrometer).

Кассини исследует север Титана. Снимок сделан в видимом фиолетовом спектре широкоугольной камерой 19 апреля 2011 года, с расстояния 137 000 км от Титана. Масштаб 8 км на пиксель.
КАССИНИ: ТАЙНЫ СИСТЕМЫ САТУРНА

    В отличие от коричневатого тумана, облака имеют жемчужно-белый цвет свежевыпавшего снега. Их наличие служит последним ключом к разгадке интригующей тайны атмосферы Титана и ее однонаправленного цикла, в течение которого углеводороды и другие органические соединения попадают на поверхность в виде осадков, но не испаряются обратно в атмосферу. Тем не менее запасы их в атмосфере еще не иссякли (пока?).
    «Впервые мы получаем столь подробную информацию об этих облаках, - отметил Самуэлсон. - До этого нам было довольно много известно о газовом составе атмосферы Титана, но не о высотных облаках».
    Кучевые метановые и этановые облака обнаружили еще наземные телескопы, а позднее их «увидел» и Cassini. По сравнению с кучевыми, недавно открытые перистые облака намного тоньше и расположены в верхних слоях атмосферы.

Снимки северного полюса Титана. Эта серия снимков показывает изменения облачности над северным полюсом Титана. Изображения охватывают период с 2006 по 2009 год, когда на севере происходила смена времен года с зимы на весну. В 2006 году большое облако над северным полюсом было плотным и непрозрачным. Но в 2009 году во время равноденствия, когда Солнце было над экватором Титана, облако стало гораздо прозрачнее и протяженнее. Рассеивание облака позволило ученым увидеть северные озера и моря Титана.
КАССИНИ: ТАЙНЫ СИСТЕМЫ САТУРНА

    «Они очень тонкие и легко рассеиваются, -комментирует Андерсон. - Единственным намеком на их существование были слабые проблески, замеченные зондом Voyager 1 в 1980 г. во время его пролета мимо Титана».
    Надеясь отыскать тонкие ледяные облака, ученые выполнили серию наблюдений приполярной области Титана примерно на тех же широтах, которые Voyager исследовал 30 лет назад. Наблюдения под углом позволяли захватить больший по толщине слой и принесли успех.
    Облака на Титане не могут состоять из привычных для нас кристалликов водяного льда. Роль воды берет на себя метан, который разрушается на большой высоте с последующим образованием этана и других углеводородов, а также нитрилов - соединений, содержащих одну или несколько циано-групп. Все указанные вещества могут участвовать в образовании облаков, опускаясь на такую высоту, где температура падает до необходимых значений.

Экваториальные облака Титана
КАССИНИ: ТАЙНЫ СИСТЕМЫ САТУРНА

    По мнению авторов исследования, эти соединения движутся и опускаются вниз под влиянием установившегося перетока от полюса в более теплом в данное время года полушарии к противоположному полюсу. Приток газа должен увеличивать плотность облаков в более холодном полушарии; возможно, именно поэтому они были обнаружены на севере. В южной части спутника облаков остается гораздо меньше, что подтвердили дополнительные наблюдения атмосферы Титана у экватора и на 58° ю. ш.
    По-настоящему серьезная проверка гипотезы ожидается в 2017 г., когда в северном полушарии спутника начнется лето.

Сезонные дoжди меняют поверхность Титана

    Погода на спутнике Сатурна зависит от времени года, а сейчас там наступает весна. Приборы Cassini запечатлели огромные облачные системы и потемнение поверхности Титана. Лучшее объяснение этому - влага, которая пролилась дождем и затопила обширные территории. Правда, в данном случае речь идет не о воде, а о жидком метане.
    «Удивительно стать свидетелем такой знакомой активности, как мощные дожди, бури и сезонные изменения погодных условий, на далеком холодном спутнике, - поражается Элизабет Тёртл (Elizabeth P. Turtle), научный сотрудник команды Cassini из Университета Джонса Хопкинса. - Эти наблюдения помогают нам понять работу Титана как системы, равно как и аналогичные процессы на нашей планете».

Озеро Онтарио, Титан
КАССИНИ: ТАЙНЫ СИСТЕМЫ САТУРНА

    В 2009 г. планета прошла точку весеннего равноденствия, а в 2011 г. в системе Сатурна настал аналог нашего апреля. Наблюдения зонда Cassini показали, что с ростом продолжительности светового дня изменилась и циркуляция атмосферных масс, порождая над экваториальными областями спутника мощные облака. Они насыщены метаном, который играет в очень холодной атмосфере Титана ту же роль, что и вода в атмосфере Земли. Со временем облака проливаются дождями, которые наполняют озера жидкими углеводородами. Cassini обнаружил подобные озера в приполярных областях спутника Сатурна в ходе радиолокационной съемки, но последние наблюдения стали надежным свидетельством того, что и в экваториальных районах Титана могут существовать сезонные или постоянные резервуары жидких веществ. Ранее считалось, что на экваторе Титана климат весьма засушлив; эти выводы основывались на обилии территорий, занятых дюнами.

    Эти фотографии показывают нам исчезающие озера на южном полушарии Титана. На верхнем левом изображении, полученном в декабре 2007, области выделенные синим цветом более темные, чем прилегающие районы, что указывает на озера, заполненные жидким этаном и метаном. Эти области соответствуют выделенным областям на правом изображении.
    На правом верхнем снимке, полученном в мае 2009, темные области исчезли, это означает, что озера пересохли. Красным контуром отмечено дно бывших озер.
    На левом нижнем снимке, полученном в октябре 2007 года, множество областей выделены красным цветом, как предполагают ученые это области пересыхающих озер. Эти области соответствуют выделенным областям на правом нижнем снимке.
    На правом нижнем изображении от декабря 2008 года, контраст между темными областями и окружающей поверхностью полностью исчезает. Ученые считают, что ближе к концу лета на южном полушарии жидкость постепенно испаряется из озер.
КАССИНИ: ТАЙНЫ СИСТЕМЫ САТУРНА

    Судя по всему, климат Титана похож - с поправкой на температуру, конечно, - на земные тропики. Как известно, в тропических областях Земли, получающих много солнечного света, создается зона восходящих потоков и формируются облака, которые опоясывают планету. На Титане это верно для экваториальных областей во время смены сезонов. Летом же и зимой, когда осадки выпадают в полярных областях спутника, на экваторе наступает засуха.

Погода преобладает над вулканами на Титане?

    Много лет ученые задаются вопросом: подвергалась ли поверхность Титана воздействию криовулканизма - или же он большую часть времени оставался холодным? Проведя анализ данных Cassini, два специалиста NASA пришли к выводу, что Титан является менее активным телом, чем думали ранее. В своей работе, опубликованной в апреле 2011 г. в журнале Icarus, авторы заключили: недра Титана «дремлют», они слишком холодны для того, чтобы поддерживать активные вулканы на поверхности.
    «Было бы фантастикой найти строгие доказательства того, что тепло из недр Титана проявляется в виде вулканов, - полагает Джеффри Мур (Jeffrey М. Moore), ведущий автор публикации. - Мы видим, что текущие свидетельства являются неубедительными для такого сценария, да и предыдущие исследования недр Титана также говорят о слабой возможности проявления вулканизма».

Равнина Каллисто (справа; Galileo, 1997) и область Ксанаду на Титане (слева; Cassini, 2006) в одном масштабе. Ученые полагают, что эрозия сгладила первоначальный кратерированный рельеф Титана.
КАССИНИ: ТАЙНЫ СИСТЕМЫ САТУРНА

    Ученые знают, что на Титане есть огромные озера из жидкого метана и этана, долины, образовавшиеся от течения экзотических смесей веществ, а также ударные кратеры. И все же дебаты на тему, как интерпретировать данные Cassini, продолжаются.
    Титан имеет плотную атмосферу, состоящую в основном из азота с примесью метана в 2-3%. Одной из приоритетных задач миссии Cassini является вопрос о том, каким образом атмосфера Титана может пополнять запасы этого газа. Многие исследователи продолжают придерживаться теории о существовании криовулканов, поддерживаемых энергией недр спутника. Эта энергия может заставлять смесь льда и воды подниматься на поверхность, где метан высвобождается.

    Благодаря Cassini ученые получили подробные снимки Елены - интереснейшего спутника Сатурна. Эта луна была открыта 1 марта 1980 г. на обсерватории Пик-дю-Миди французскими астрономами Пьером Лаке (Pierre Laques) и Жаном Лекашо (Jean Lecacheux). Первоначально спутник обозначался S/1980S6, а в 1988 г. получил имя Елена. Он располагается в точке Лагранжа L4 системы Сатурн-Диона и поэтому постоянно опережает Диону на 60° в своем движении вокруг планеты.
    18 июня 2011 г. Cassini прошел на расстоянии менее 7000 км от Елены. Этот пролет не был ни целевым, ни рекордным: в марте 2010 г. он подходил еще ближе, однако тогда мог фотографировать спутник лишь с теневой стороны. На этот раз Cassini впервые фотографировал Елену вблизи и на свету, поэтому по качеству и научной ценности эти снимки превосходят все сделанные ранее. Собранные воедино, эти изображения позволят астрономам закончить составление глобальной карты Елены, призванной пролить свет на историю луны Сатурна.
    Елена не обладает достаточным гравитационным полем для того, чтобы превратить себя в более или менее ровную сферу, зато она может похвастаться необычным рельефом, способным раскрыть многие загадки формирования нашей Солнечной системы.
Ледяная королева Елена

    В декабре 2010 г. группа исследователей команды Cassini представила топографические данные факела Сотра (Sotra Facula), которые, по их мнению, лучше всего описывают следы извергавшегося криовулкана на Титане. Но Мур и его соавтор Роберт Паппалардо (Robert Т. Pappalardo) в своей публикации не уделили особого внимания этой работе, так как не считают ее достаточно убедительной в настоящий момент. Авторы доказывают, что практически все структуры и образования на поверхности Титана обязаны воздействию внешних факторов: это ударные кратеры, эрозия от ветра и дождей, воздействие рек и озер.
    «Титан был бы похож на спутник Юпитера Каллисто, если бы на последнем существовали похожие погодные условия», - считает Мур. Каллисто имеет практически такой же размер, как у Титана. Он усыпан кратерами, а из-за того, что его недра охлаждены, на поверхности нет следов воздействий «изнутри». По мнению Мура и Паппалардо, Титан тоже должен иметь остывшие недра.
    Очевидно, необходим дальнейший анализ области Сотра и других районов Титана, чтобы сделать более четкие выводы.
Автор: А. ИЛЬИН, "НОВОСТИ КОСМОНАВТИКИ"

Manufacturers batch rtl2832u r820t2.
2005 - , Проект "Исследование Солнечной системы"
Открыт 15.12.2005, E-mail: lobandrey@yandex.ru