Сатурн - Властелин Колец
Заходите к нам на форум: задавайте вопросы - получайте ответы!
Исследование Солнечной Системы - Сатурн
 Исследователи
Зонд "Huygens"
Сатурн: Властелин Колец

Космические исследователи

Космический аппарат "Cassini" и "Huygens"

   При подготовке миссии специалисты предусмотрели все возможные сценарии приземления зонда - в озеро, на твердую поверхность и даже в органическую субстанцию. Цель миссии - Титан один из немногих объектов нашей Солнечной системы, имеющий собственную атмосферу. Титан - второй по величине спутник в Солнечной системе. Больше его только Ганимед - спутник Юпитера. В Титане заключено 95% массы сатурнианских спутников. Его диаметр - 5150 км, радиус орбиты - 1222 тыс км. Планета обладает атмосферой толщиной 200 километров, рождающей несколько слоев облаков, из-за чего Титан становится единственным спутником в Солнечной системе, поверхность которого невозможно наблюдать в телескоп. Спуск зонда Huygens на поверхность Титана – крупнейшей луны Сатурна стал одним из самых важных событий в истории освоения космоса. Ни один аппарат ещё не высаживался так далеко от Земли.

Строение Гюйгенса
1. HASI - измеряет физические и электрические характеристики атмосферы Титана 2. GCMS - выявляет и измеряет химический состав атмосферы Титана 3. ACP - засасывает и анализирует аэрозольные частицы 4. DISR - делает снимки по ходу спуска и измеряет уровень освещенности 5. DWE - изучает направление и силу ветра 6. SSP - определяет физические характеристики поверхности Титана
УСТРОЙСТВО ЗОНДА

    Миссия «Гюйгенса» (свое название зонд получил в честь голландского астронома Христиана Гюйгенса, который открыл Титан в 1655 году) на Титан завершилась оглушительным успехом, научная программа исследований выполнена практически полностью, а качество и полнота полученных данных - превосходны.
    «Господь улыбнулся нам», - выразил общее мнение специалистов ESA, принимавших участие в работе над проектом «Гюйгенс», генеральный директор программы космических исследований европейского космического агентства Дэвид Саутвуд (David Southwood). "Мы — первые посетители Титана, — сказал Жан-Жак Дорден (Jean-Jacques Dordain), генеральный директор ESA. — Утром мы имели технический успех, и этим днём мы также можем сказать, что имеем и научный успех". Под техническим успехом глава "европейского космоса" имел в виду благополучное приземление и выживание машины, а под научным — получение данных с поверхности.
    Проделав семилетнее путешествие длиной 4 млрд. км, «Гюйгенс» 14 января в 13 часов 13 минут по московскому времени вошел в атмосферу Титана (на высоте 1270 км). скорость на этом первом этапе упала с 5,5 до 0,39 километра в секунду. Настала пора парашютов. Их было три. Первый, так называемый пилотный, самый маленький, на высоте примерно 160 километров снял с зонда верхнюю крышку и улетел прочь. Вскоре раскрылся основной парашют диаметром 8,3 метра. Позже отделился тепловой щит в нижней части аппарата. А на 110 километрах второй парашют отстрелился и раскрылся третий, 3-метровый, так называемый стабилизирующий парашют. На высоте нескольких сотен метров Huygens включил мощную лампу, чтобы осветить поверхность планеты. И вот в 15 часов 45 минут зонд произвел посадку. Космическому аппарату потребовалось два часа 27 минут и 50 секунд чтобы завершить парашютный спуск на поверхность Титана. При ударе о поверхность аппарат испытал очень кратковременные перегрузки около 15 G, а относительная скорость составила около 10 миль в час. При посадке "Пенетрометр" в нижней части аппарата на шесть дюймов вошёл в замороженную почву. При спуске Гюйгенс исследовал атмосферу Титана. На высотах от 6 до 12 миль скорость ветра составляла около 16 миль в час. Инструменты аппарата обнаружили толстый метановый туман (или облако) на высоте от 11 до 12 миль от поверхности. Атмосферное давление на этой высоте составляет 7.3 фунта на квадратный дюйм. Температура атмосферы в начале спуска составляла 70.5 К, а на поверхности - уже 93.8 К.

Результаты
Береговая линия (светлая часть местности - суша) с высоты 8 километров.Разрешение приблизительно 20 метров в пиксел.
БЕРЕГОВАЯ ЛИНИЯ

    Не обошлось и без проблем: пропущенная компьютерная команда - результат человеческой ошибки - привела к потере половины изображений, сделанных европейским космическим аппаратом Гюйгенс (Huygens). Передача данных зондом осуществлялась на протяжении нескольких часов, однако ретранслировавший их на Землю «Кассини» вскоре зашел за горизонт. Общее время передачи данных с момента посадки «Гюйгенса» на «Кассини» до прекращения трансляции составило 1 час 12 минут. Качество информации – великолепное. Гюйгенс передавал телеметрию и научные данные на вращающийся вокруг Сатурна американский аппарат Кассини (Cassini) с помощью двух-канальной (почти дублированной) радиосистемы. Но только канал А использовался для измерения скорости ветра с помощью измерения очень малых изменений частоты, вызванных движением Гюйгенса. Другое отклонение от полного дублирования заключалось в том, что все полученные Гюйгенсом изображения были разделены на две части и должны были передаваться по разным каналам, по 350 в каждом. Но оказалось, что Кассини не смог ничего получить по каналу А из-за ошибки в программном обепечении. Согласно официальным лицам из Европейского Космического Агентства, Кассини не получил команду на включение приёмника в канале А. Потеря канала А привела к тому, что получены только 350 изображений, вместо планировавшихся 700. Именно поэтому и мозаичная панорама ландшафта вокруг спускаемого аппарата получилась не совсем полной.Потеря измерений скорости ветра, которые передавались по каналу А, частично была компенсирована наземными радиоастрономами, которые использовали сеть из 18 радиотелескопов, распределённых по всей поверхности Земли. Эти данные, хотя они и не такие точные по сравнению с утерянными допплеровскими измерениями, позволили частично заполнить брешь.

Результаты
Темные извилистые узкие образования в верхней части рисунка - это, по-видимому, реки, сливающиеся вместе.
ТИТАНОВЫЕ РЕКИ

    По данным ESA, за 3 часа 44 минуты, в течение которых зонд передавал информацию (включая передачу во время спуска в атмосфере), было передано 474 мегабита данных, в том числе 350 изображений. На снимках взорам ученых предстал характерный «прибрежный» ландшафт. Участки более светлой «суши» изрезаны напоминающими разветвленную речную дельту каналами – по всей видимости, метановыми или этановыми реками. От относительно более темного «моря» «сушу» отделяет характерная береговая линия. На поверхности видны подвергшиеся эрозии камни – возможно, из льда.
    Анализ химического состава атмосферы показал, что она представляет собой довольно однородную смесь азота и метана, концентрация метана по мере спуска увеличивается. На высоте около 20 км зарегистрированы облака из метана, у самой поверхности – метановый или этановый «туман». Скорость ветров и циркуляцию атмосферы удастся определить после окончательного восстановления траектории спуска зонда – такие данные удалось получить с помощью анализа радиосигналов, передаваемых зондом, наземными радиотелескопами.
    Еще при спуске были замечены Образования, явно напоминающие реки и ручьи, стекающие к морю. Так, на кадре, снятом на высоте 16,2 километра, видны каналы и береговая линия.
    На высотах 125-20 км зонд взял пробы аэрозолей, содержащихся в атмосфере, и провел их анализ. Во время спуска осуществлялась звукозапись. Ее целью была регистрация сигналов электрических разрядов в атмосфере, однако, помимо этого, она позволила получить впечатляющую запись звуков, сопровождавших спуск и посадку «Гюйгенса». После посадки (скорость зонда в этот момент составляла примерно 4,5 метра в секунду) приборы зонда провели анализ механических свойств грунта. «Гюйгенс» опустился на поверхность, напоминающую влажный песок, или, точнее, ледяную «кашицу» с тонким ледяным «настом». Температура на поверхности – примерно минус 180 градусов Цельсия. Свет на планете (но не цвет ее поверхности!) - красно-оранжевый. Серия снимков, полученных после посадки, позволила создать фильм из 98 кадров объемом 1,6 МБ, на котором видны неопределенные «артефакты», периодически появляющиеся в поле зрения. С некоторой долей вероятности можно предполагать, что это падающие «снежинки». Интересны снимки с места посадки. То, что первоначально посчитали валунами или льдом, после расчёта масштаба, оказалось чем-то вроде гальки, размером 4-15 сантиметров, лежащей неподалёку от объектива камеры. Один из исследователей NASA увидел на поверхности Титана ледяные камни и метановые реки.

Результаты
1 - С высоты 8 километров (приблизительно 5 миль) с решением 20 метров (приблизительно 65 футов) в пиксел.
2 - С высоты 16.2 километров (приблизительно 10 миль) с решением приблизительно 40 метров (около 131 фут) в пиксел.
3 - Панорамное изображение - 360 градусов вокруг Huygens.C высоты приблизительно 8 километров (приблизительно 5 миль) с решением приблизительно 20 метров (приблизительно 65 футов) в пиксел.
ПОСАДКА ЗОНДА НА ТИТАН

    По мнению Торренса Джонсона (Torrence Johnson), сотрудника Лаборатории реактивного движения NASA, члена группы анализа изображений, переданных Cassini, данные, переданные с титана зондом Huygens, свидетельствуют о том, что на поверхности Титана есть или, по крайней мере, была, жидкость. "Мы надеялись, что поверхность будет странной на вид, всегда приятно увидеть что-нибудь такое, как в научно-фантастических фильмах, но это превзошло все наши ожидания, — заявил Джонсон. — Я имею ввиду, что это не просто ландшафт, усеянный кратерами от столкновений с метеоритами, с несколькими горными хребтами и возвышенностями. Это активное, живое место, взаимодействующее с атмосферой, как Земля и, в древности, Марс". "Вместе с тем, это происходит совсем в других условиях, за это отвечает не вода и не дождь из водяных облаков, — отмечает он. — Мы имеем дело с тем, что на Земле назвали бы криогенными образованиями, холодными жидкими газами, которые, однако, создали место, выглядящее необычайно знакомо". "Это поверхность, подвергшаяся эрозии. — указывает Джонсон. — Видно что-то похожее на каналы. Когда вы смотрите на Луну, когда вы смотрите на возвышенности Марса, вы не видите ничего подобного, просто бесплодный ландшафт, покрытый кратерами. Здесь же очевидно, что речь идет об активной поверхности. Это также дает основания предположить, что светлые зоны на снимках — это возвышенности".
    Совершенно неожиданно в атмосфере Титана был найден изотоп Аргон-40. Это свидетельство вулканической деятельности на спутнике. Причём извергается здесь не горячая лава, как на Земле, а холодный водяной лёд и аммиак. Таким образом, Титан активен, но активность эта похожа на земную лишь общими принципами, но не химией. Вместо воды там жидкий метан, вместо скал и даже горных хребтов — водяной лёд, вместо грязи — "органическая сажа", вместо вулканической лавы — аммиак и вода. Специалисты отмечают, что данных, собранных на Титане за несколько часов работы зонда, хватит на годы анализа.
    После 2,5 часов работы в атмосфере Титана и 1,5 часов работы на поверхности зонд "Гюйгенс" прекратил работу, выработав полностью заряд своих батарей. «Теперь он навсегда останется на поверхности Титана» - сказал в интервью РИА «Новостям» официальный представитель Европейского космического агентства (ЕКА) в Москве Ален Фурнье-Сикр. Зонд, отметил представитель ЕКА, передавал информацию даже дольше, чем ожидалось.

Конкретные результаты

    Первые цветные фото, переданные с Титана зондом Huygens, показали, что поверхность спутника Сатурна имеет бледно-оранжевый цвет, передает Associated Press. По словам ученых, поверхность планеты напоминает губку, покрытую тонкой пленкой пока еще не идентифицированного вещества. "Больше всего это напоминает глину или влажный песок", - говорит ответственный за миссию Huygens Джон Зарнеки (John Zarnecki). Зонд передал около 350 снимков, которые предстоит расшифровать ученым.

Результаты
Место посадки зонда в естественных цветах. Синими числами показано удаление от камеры.
МЕСТО ПОСАДКИ

    На Титане идут метановые дожди. Иллюстрация с официального сайта NASA Спутник Сатурна Титан покрывают горные хребты из "грязного" льда и моря жидкого природного газа. Как сообщает агентство Reuters, к такому выводу пришла команда ученых, изучающая данные, полученные с европейского зонда Huygens, совершившего посадку на поверхность Титана. Атмосфера спутника Сатурна состоит из метана и азота. Метан на Титане может существовать в жидком состоянии, в которое он переходит при температуре 179 градусов Цельсия ниже нуля. Испаряясь с поверхности, метан формирует плотную облачность, из которой регулярно выпадают осадки в виде дождя. Они питают многочисленные ручьи, озера и источники, текущие между ледяными возвышенностями. Как сообщает BBC News, ученые получает все больше доказательств, чтобы говорить о существовании на Титане атмосферных процессов, аналогичных земным - таких как выпадение осадков, явления эрозии и абразии (разрушение поверхности под воздействием текущей жидкости и ударов волн). Кроме того, полученные спускаемым аппаратом снимки подтверждают наличие в нескольких сантиметрах ниже поверхности жидкого метана. В целом, район посадки зонда Huygens напоминает пустынные регионы Земли, в которых водоемы наполняются только после дождя, а затем постепенно высыхают, в то время как жидкий метан просачивается под поверхность. Ученые предполагают, что запасы метана на поверхности Титана должны постоянно возобновляться из какого-то неизвестного источника внутри спутника Сатурна. Что касается дождей, то характер их выпадения, скорее всего, сезонный. Благодаря наличию атмосферы Титан, который по размерам больше планеты Меркурий, постоянно упоминался научными фантастами в качестве объекта для колонизации. И хотя о высадке человека на сатурнианскую луну речь пока что не идет, ученые уже говорят о том, что хотели бы отправить на Титан исследовательские аппараты, аналогичные марсоходам NASA, чтобы получить более полную информацию об этом небесном теле.
    Атмосфера и поверхность Титана поразительно похожи на земные, заявил представитель Европейского космического агентства /ЕКА/ Мартин Томаско. В настоящее время ЕКА располагает необходимой информацией, чтобы понять, как "формируется пейзаж" на Титане, отметил ученый на пресс-конференции в парижской штаб-квартире ЕКА по итогам работы зонда "Гюйгенс" на поверхности Титана - спутника Сатурна. "Так, следы выпавших там осадков, эрозии, абразивных механических процессов и других форм гидрологической активности на геологическом уровне показывают, что физические процессы, вследствие которых сформировался Титан очень похожи на те, в результате которых обрела нынешние формы Земля", - заявил Мартин Томаско. Если судить по фотографиям, сделанным спектральным радиометрическим устройством "Гюйгенса" на Титане, этот спутник Сатурна представляет поразительные аналогии в сравнении с Землей в плане метеорологии и геологии, сообщил ученый. На некоторых снимках видна даже сложная система небольших узких проток или русел, берущих начало на более освещенных участках плато и уходящих в затененные низины. Эти протоки или каналы соединяются в сложную систему рек, которые устремляются в высохшие озера, где можно различить образования поразительно напоминающие острова или возвышенности на нашей планете.

Результаты
Эта картина - соединение 30 изображений полученных зондом Huygens ESA. Они были получены с высоты от 13 до 8 километров, по мере приближения к поверхности Титана.Разрешение приблизительно 20 метров в пиксел.
ПАНОРАМА СПУСКА

    Атмосфера Титана по химическому составу напоминает земную в далеком прошлом, считает Джонатан Лунин (Jonathan Lunine), сотрудник Европейского космического агентства. Результаты химического анализа, переданные зондом "Гюйгенс" (Huygens) и аппаратом "Кассини" (Cassini), показывают, что, наряду с метаном, в ней присутствуют аммиак и вода. На Титане значительно холоднее, чем на Земле, и если при "естественной" температуре жидкий и газообразный метан могут сосуществовать, то вода и аммиак попадают в атмосферу только в качестве вулканических выбросов. Водно-аммиачный раствор, содержащий взвесь обоих твердых компонентов, является, по мнению Лунина, основной составляющей "лавы" холодных вулканов Титана. Гипотеза о том, что 3,5 миллиарда лет назад атмосфера Земли также состояла из метана и аммиака и практически не содержала кислорода, позволила в 1953 году Стенли Миллеру смоделировать процесс возникновения аминокислот, приведший к появлению на Земле первых биомолекул.


График работы

    Всемирное время:
  05-51 - Включение питания электроники и выход из ждущего режима.
  10-13 - «Гюйгенс» достигнет «рабочей высоты», которая определена, как 1270 км выше поверхности Титана, где происходит вход в атмосферу.
  10-17 - Развернется управляющий парашют (2,6 метра в диаметре). Парашют развернется, когда «Гюйгенс» в 180 км от поверхности обнаружит, что он снизил скорость до 400 метров в секунду. Через 2,5 секунды после этого раскроется основной парашют - 8,3 метров в диаметре.
  10-18 - «Гюйгенс» начнет передавать данные на «Кассини» на высоте около 160 км от поверхности. Через 42 секунды после того, как управляющий парашют развернется, откроются окна для Газового Масс-Спектрометра и других инструментов.
  10-32 - Основной парашют, замедлив спуск до приемлемой скорости, отделится, затем раскроется парашют 3 метра в диаметре на высоте 125 км. Спуск на последнем парашюте позволит собрать максимальной количество информации.

Результаты
Результаты
Панорама, составленная из снимков, сделанных во время снижения зонда в атмосфере Титана. Цвета добавлены к этому чёрно-белому изображению на основе палитры цветного кадра с места посадки.
ПАНОРАМА СПУСКА

  10-49 - Активизируется датчик близости поверхности. До этого времени, все действия «Гюйгенса» будут определяться относительно таймера часов. На высоте 60 км он сможет определить свою собственную высоту, используя пару радиолокационных альтиметров, которые смогут измерить точное расстояние до поверхности. С этого момента альтиметры будут постоянно определять высоту и положение аппарата относительно поверхности, передавая эту информацию научным приборам.
  11-57 - Газовый Масс-Спектрометр начнет анализ атмосферы. Это последний из инструментов «Гюйгенса», которые должен активизироваться полностью. Ожидается, что пуск займет 137 минут (плюс-минус 15 минут). При спуске аппарат будет вращаться со скоростью от 1 до 20 оборотов в минуту, позволяя камерам и другим инструментам видеть панораму вокруг спускающегося космического корабля.
  12-30 - У поверхности включится Спектральный радиометр «Гюйгенса», что особенно важно для точного определения состава поверхности Титана.
  12-34 - Посадка на поверхность Титана. Это время может измениться в пределах 15 минут, в зависимости от того, как атмосфера Титана и ветры повлияют на парашюты «Гюйгенса». «Гюйгенс» ударится о поверхность на скорости 5-6 метров в секунду. Он может приземляться на жесткой поверхности грунта или льда или возможно в метановое море. Научные приборы «Гюйгенса» разрабатывались для каждого из этих случаев, чтобы получить как можно больше информации о поверхности в течение нескольких минут, пока они будут способны работать после посадки.
  14-44 - «Кассини» перестанет получать данные, когда место посадки «Гюйгенса» скроется за горизонт Титана с точки положения «Кассини». «Кассини» будет «прослушивать» сигналы от «Гюйгенса», пока есть малейшая возможность того, что они могут быть обнаружены. Когда место посадки «Гюйгенса» уйдет за горизонт, сигналы от аппарата не смогут быть получены «Кассини» и миссия «Гюйгенса» будет завершена.
  15-14 - Первые данные будут посланы на Землю. «Кассини» повернет свою главную антенну от Титана к Земле, чтобы послать первую часть данных от «Гюйгенса». На Земле данные от «Кассини» будут приниматься многими радиотелескопами, чтобы исключить потерю данных от «Гюйгенса».

Описание купить серьги у нас на сайте.
2005 - , Проект "Исследование Солнечной системы"
Открыт 15.12.2005, E-mail: lobandrey@yandex.ru