Mosca. 15 settembre. site - Venerdì alle 14:54, ora di Mosca, si è conclusa la missione della sonda spaziale Cassini, durata quasi 20 anni. Dopo diversi voli finali, la stazione interplanetaria è stata inviata nell'atmosfera di Saturno, nei cui densi strati è bruciata.

La sonda ha trasmesso dati sull'atmosfera del secondo pianeta più grande del sistema solare fino alla sua fine. Le informazioni raccolte sono sufficienti per molti anni di ricerca: il dispositivo ha trasmesso alla Terra 453.048 fotografie durante la sua vita, ovvero 635 GB di dati scientifici. Tutte le nuove immagini scattate da Cassini sono presentate in una pagina speciale del sito web della NASA. Il costo totale del progetto è stato di 3,9 miliardi di dollari.

La stazione Cassini, che ha mostrato invidiabile longevità e resistenza, ha un solido track record: 293 rivoluzioni attorno a Saturno, di cui 162 passate vicino ai suoi satelliti, 7 scoperti nuovi satelliti del pianeta: Methone, Polydeuces, Pallene, Daphnis, Anfa, Egeon e S / 2009 S 1 La sonda ha trovato un oceano sulla sesta luna più grande di Saturno, Encelado, così come un oceano, tre mari e centinaia di piccoli laghi su Titano.

La sonda prende il nome dall'astronomo e ingegnere italiano Giovanno Cassini. La sua missione è iniziata il 15 ottobre 1997 con il lancio di un razzo TitanIVB/Centaur. Trasportava la sonda Cassini della NASA e la sonda Huygens dell'Agenzia spaziale europea, progettata per studiare Titano, la luna più grande di Saturno.

Nel 2004, Cassini è volato sul gigante gassoso e si è separato da Huygens, dirigendosi verso Titano. La missione di Huygens è durata fino al 14 gennaio 2005 ed è terminata un'ora dopo l'atterraggio su Titano, ma ha fatto molte scoperte in questo tempo relativamente breve.

I compiti di Cassini includevano lo studio della struttura degli anelli, nonché la dinamica dell'atmosfera e della magnetosfera di Saturno.

Il 9 ottobre 2008, Cassini è stato costretto a compiere la manovra più pericolosa: volare a una velocità di 17,7 km / s a ​​25 km da Encelado. Questo era necessario per fare un'analisi della composizione del vapore acqueo dei suoi geyser.

Per l'intera durata della missione, la sonda ha effettuato 23 passaggi ravvicinati di Encelado. In dieci di essi, il dispositivo si è avvicinato a una distanza inferiore a 100 km. Ha scoperto che l'oceano sotterraneo del satellite è di scarsa utilità per le forme di vita terrestri, ma ha trovato elementi chimici nelle secrezioni dei geyser che potrebbero indicare la formazione di sostanze organiche sotto la superficie del satellite.

La missione della sonda è stata ripetutamente estesa - prima dopo il completamento della missione principale nel 2008, e di nuovo - nel 2010. Tuttavia, la risorsa del dispositivo è ancora giunta al termine, ha quasi esaurito il carburante. Il 4 aprile 2017 è stata annunciata la fine della missione il 15 settembre 2017.

Gli scienziati pensavano che se l'apparato fosse caduto su Encelado, i batteri terrestri avrebbero potuto raggiungere il satellite. Pertanto, è stata presa la decisione di inviare Cassini su Saturno.

L'ultima missione della sonda si chiamava Grand Finale ("Big Finale"). È una caduta controllata nell'atmosfera del pianeta dopo diversi sorvoli finali. Durante questo periodo, la stazione ha seguito una traiettoria a spirale e ha effettuato 22 "tuffi" nello spazio di 2000 chilometri tra la superficie del pianeta ei suoi anelli.

La sonda ha scattato le ultime immagini poche ore prima del rientro in atmosfera. Avvicinandosi al pianeta, l'antenna della stazione rivolta verso la Terra ha trasmesso i dati sull'atmosfera di Saturno raccolti dagli spettrometri. Come risultato della missione finale, gli scienziati otterranno una grande quantità di informazioni sul pianeta stesso e sul suo sistema di anelli.

Negli ultimi 13 anni, la sonda Cassini ha cambiato silenziosamente la nostra comprensione del sistema solare. La missione Cassini, un progetto congiunto da 3,62 miliardi di dollari tra la NASA e l'Agenzia spaziale europea, aveva lo scopo di studiare il gigante gassoso Saturno e le sue numerose lune. Ma domani questa missione giungerà alla sua fine letteralmente bruciante. Venerdì alle 19:55 ET, la Terra smetterà di ricevere dati da Cassini poiché il dispositivo cadrà alla velocità di una meteora nell'atmosfera di Saturno e verrà distrutto intenzionalmente. Gli astronomi si stanno preparando a questo momento da molti anni.

Tutti gli strumenti della navicella funzionano ancora bene, ma la lunga missione ha esaurito quasi tutto il propellente necessario per correggere il percorso orbitale della sonda attorno a Saturno. Ma invece di lasciare che il velivolo andasse fuori controllo e possibilmente schiantarsi da qualche altra parte, il team di controllo della missione ha programmato il computer della sonda per rientrare nell'atmosfera di Saturno al fine di salvare le lune del pianeta e qualsiasi probabile forma di vita su di esse.

Nonostante tutti i meriti di questo veicolo spaziale, Cassini, per così dire, è sempre stato un outsider. La sua missione non è stata così spettacolare come la missione New Horizons che ha sorvolato Plutone, o qualsiasi altra missione relativa a Marte, dove l'agenzia statunitense ha inviato più di un lander e rover negli ultimi due decenni. Gli argomenti relativi a Saturno raramente hanno fatto notizia. Tuttavia, la mancanza di clamore non ha in alcun modo diminuito il grado di importanza scientifica delle scoperte di Cassini.

Se scartiamo le formalità, è iniziato il 15 ottobre 1997, quando Cassini è stato lanciato in orbita terrestre a bordo del veicolo di lancio Titan IVB / Centaur. Il lancio è stato congiunto: il veicolo di lancio ha anche messo in orbita la sonda Huygens, costruita dall'Agenzia spaziale europea. Questo veicolo è stato progettato per atterrare su Titano, la luna più grande di Saturno, da dove potrebbe trasmettere dati scientifici ai ricercatori sulla Terra.

Il lancio non è stato senza incidenti. Ci sono state persone che hanno protestato contro il lancio di Cassini per paura della contaminazione dell'ambiente da parte del combustibile al plutonio, sulla base del quale è alimentata la navicella. Prima del lancio di Cassini, il fisico Michio Kaku ha affermato che se il lancio fallisce e il razzo esplode, materiale radioattivo pioverà sulle persone vicine al complesso di lancio. La NASA e le agenzie governative si sono affrettate ad assicurare a tutti che una situazione del genere era semplicemente impossibile. Fortunatamente, alla fine, il lancio è effettivamente passato senza problemi.

Due veicoli spaziali sono arrivati ​​a Saturno 7 anni dopo essere stati lanciati dal complesso di lancio di Cape Canaveral. Huygens è atterrato su Titano il 14 gennaio 2005. Da allora, Cassini ha compiuto molte orbite attorno al pianeta e alle sue lune. Grazie a lui, abbiamo avuto l'opportunità di dare uno sguardo nuovo a questo sistema, per comprendere le caratteristiche degli anelli del pianeta.

satelliti

Dal gigante Titano alla minuscola luna Daphnis, le osservazioni di Cassini hanno rivelato molto sulle lune di questo gigantesco pianeta ad anello. Saturno e le sue lune possono letteralmente essere viste come un sistema solare in miniatura.

Epimeteo

Elena

Iperione

Mimas, una luna simile alla Morte Nera

Pandora

Titano e Teti (in primo piano)

Daphnis crea onde all'interno degli anelli di Saturno

Padella (simile a un gnocco)

Le 5 migliori scoperte di Cassini

È difficile enumerare tutto il contributo alla scienza planetaria che Cassini ha dato nei 13 anni della sua missione, ma non è affatto difficile capire quanto questa missione significhi per gli scienziati sulla Terra. Di seguito sono riportate solo alcune delle scoperte più importanti fatte da questa sonda in oltre un decennio di attività.

Geyser su Encelado

Cassini non solo ha individuato, ma ha volato attraverso l'ejecta di acqua liquida lanciata nello spazio dall'oceano sotterraneo di Encelado. La scoperta è stata sorprendente. L'oceano della luna potrebbe avere la chimica giusta per la vita, rendendolo uno degli obiettivi più desiderabili per trovare la vita extraterrestre all'interno del sistema solare.

L'ambiente "terrestre" di Titano

Guardando Titan, siamo stati in grado di imparare di più su noi stessi. L'esplorazione di una delle lune più grandi di Saturno ci ha svelato il complesso mondo di laghi di metano liquido e dune di idrocarburi. All'osservatore inesperto, Titano può sembrare simile alla Terra, ma è chiaramente un pianeta alieno, fornendo un perfetto esempio della diversità tra i corpi planetari.

Molte lune di Saturno

Fino a quando Cassini non fu inviato su Saturno nel 1997, gli scienziati sapevano solo dell'esistenza di 18 lune in orbita attorno al gigante ad anello. Mentre la navicella spaziale si muove verso questo pianeta da sette anni, i ricercatori hanno scoperto altri 13 satelliti. Oggi però, grazie a Cassini, siamo riusciti a scoprire che Saturno è il "padre" di ben 53 satelliti.

Tempesta esagonale di Saturno

Cassini ha catturato alcune immagini davvero impressionanti di Saturno nel corso della sua storia, ma forse le più impressionanti eppure uniche sono le fotografie dei poli del pianeta. Siamo stati in grado di vedere in dettaglio il flusso esagonale delle correnti atmosferiche che circondano una potente tempesta che infuria al polo nord di Saturno. Secondo la NASA, l'area di questo uragano è 50 volte più grande dell'area dell'uragano medio sulla Terra.

Spazio vuoto tra gli anelli di Saturno

Prima del culmine della missione, Cassini ha preso posizione tra gli anelli del pianeta e lo stesso Saturno. E come si è scoperto, qui è incredibilmente calmo. Invece dei previsti turbinii di polvere che sfrecciano tra il pianeta e gli anelli, Cassini ha trovato uno spazio assolutamente vuoto come parte dei suoi ultimi sorvoli orbitali.

Una missione da non perdere

Sebbene, come notato sopra, la missione Cassini non fosse brillante come quelle marziane, si è rivelata molto utile per l'astronomia moderna. Ogni mese, la sonda ha inviato sulla Terra immagini davvero uniche e mai viste prima e nuovi dati scientifici. Molti aspiranti astronomi hanno costruito la loro carriera attorno a questi dati.

Il completamento della missione sarà una vera perdita per la comunità scientifica e pseudo-scientifica. Tanto più che, a parte la sonda che studierà la luna di Giove Europa, la NASA e le altre agenzie spaziali non hanno in programma, almeno nel futuro visibile, di continuare a studiare gli orizzonti dei mondi lontani del sistema solare come Saturno, Nettuno e Urano.

Il 15 settembre 2017, verso le 14:55 ora di Mosca, Cassini ha completato la sua missione a lungo termine, il veicolo spaziale che ha compilato l'immagine più dettagliata di Saturno fino ad oggi. Ora, grazie a Cassini, sappiamo dei nuovi mondi lunari in cui potrebbe essere sorta la vita, della struttura di anelli enormi e sorprendenti, nonché delle colossali tempeste che esistono sul gigante gassoso. Il dispositivo ha raccolto un'enorme quantità di dati sull'unico satellite del sistema solare con una propria atmosfera: Titano. In memoria di una delle missioni interplanetarie più complesse, costose e riuscite, proponiamo di ricordarne i principali risultati.

Venti anni fa

Lo sviluppo della missione Cassini-Huygens è iniziato nel 1982 da un gruppo di lavoro congiunto della National Academy of Sciences degli Stati Uniti e della European Science Foundation. Alla realizzazione del dispositivo hanno partecipato 19 paesi e tre agenzie spaziali (NASA, ESA e Agenzia Spaziale Italiana). A quel punto, tre veicoli avevano già visitato il pianeta con gli anelli: Pioneer 11 (1979), Voyager 1 (1980) e Voyager 2 (1981). Una delle principali scoperte delle missioni precedenti è stata che la più grande luna di Saturno, Titano, ha un'atmosfera estremamente densa che rende impossibile esplorarne direttamente la superficie. Inoltre, è diventato chiaro che i poli del campo magnetico del pianeta coincidono sorprendentemente esattamente con quelli geografici: questa insolita scoperta ha notevolmente complicato il compito apparentemente semplice di scoprire la durata del giorno su Saturno.

La nuova missione congiunta avrebbe dovuto raccontare di più sulle caratteristiche del sistema di Saturno. Inizialmente, doveva durare circa tre anni e l'attenzione principale degli scienziati era rivolta all'atmosfera di Titano e Saturno, alla magnetosfera del gigante gassoso, alla geologia dei suoi satelliti e all'analisi della composizione del sistema ad anello.

Il 15 ottobre 1997, la navicella spaziale decollò da Cape Canaveral. Il viaggio verso Saturno è durato più di sei anni: Cassini ha effettuato manovre gravitazionali vicino a Venere (due volte), Terra e Giove, e solo nell'estate del 2004 ha raggiunto l'obiettivo. Le scoperte successive furono il motivo per prolungare la missione tre volte: prima per due anni in connessione con l'equinozio di Saturno, poi per altri sei anni durante il cambio delle stagioni, e, infine, per il "Gran Finale" (Gran Finale) - la fase finale di quattro mesi.

atterraggio su titano

Uno dei risultati più impressionanti della missione è stato l'atterraggio del lander Huygens su Titano il 14 gennaio 2005. Questo è un satellite unico con un'atmosfera densa (una volta e mezza più densa della terra), l'unico oggetto del genere nell'intero sistema solare. Durante lo sviluppo della sonda, i ricercatori hanno tenuto conto di una serie di teorie secondo cui Titano potrebbe essere coperto da un oceano di metano, Huygens era pronto sia per lo splashdown che per l'atterraggio su un terreno solido. Come si è scoperto in seguito, ci sono davvero serbatoi liquidi su Titano - mari di ammoniaca-metano, ma occupano una parte relativamente piccola del satellite.

Huygens non solo ha studiato la composizione dell'atmosfera (vicino alla superficie, la percentuale di metano raggiunge il cinque percento, altrimenti è costituita da azoto), ma ha anche misurato la velocità dei venti vicino alla superficie del satellite - si è rivelato essere circa diversi metri al secondo, che è paragonabile ai deboli venti terrestri. La sonda ha anche trasmesso immagini dalla superficie di Titano e persino suoni registrati circondandolo durante la discesa. La successiva analisi congiunta dei dati di Huygens e Cassini ha suggerito che esiste un enorme oceano d'acqua sotto la superficie del satellite.

Gli scienziati hanno anche dimostrato che Titano ha il suo analogo del ciclo dell'acqua in natura, solo il metano svolge il ruolo dell'acqua in esso. Proprio come l'acqua piove sulla Terra, su Titano si verificano periodicamente piogge di metano e il rilievo e la forma delle rocce sulla superficie del satellite indicano l'esistenza di flussi liquidi.

L'attività di Huygens su Titano è l'unico atterraggio riuscito nel sistema solare esterno fino ad oggi.

Le nuvole sopra Saturno da lontano sembrano pennellate cosmiche: questo è l'effetto dell'interazione dei componenti liquidi nell'atmosfera del pianeta

Geyser di Encelado

Nel 2005, fotografie e altri dati raccolti da Cassini hanno rivelato che almeno una delle lune di Saturno è geologicamente attiva. In precedenza, si pensava che ciò fosse impossibile, poiché i satelliti si erano raffreddati e si trovavano troppo lontano dal Sole, tuttavia, sopra il polo sud di Encelado, l'apparato "vide" chiare tracce di geyser - pennacchi d'acqua di 250 chilometri che sgorga da sotto la superficie. Le loro fonti si sono rivelate lunghe faglie sulla superficie ghiacciata del satellite, le cosiddette "strisce di tigre".

Negli anni successivi, una parte significativa degli sforzi della missione fu dedicata allo studio di questi pennacchi. Innanzitutto, i ricercatori hanno dimostrato che la loro fonte non è un serbatoio isolato, come un lago subglaciale, ma un oceano globale che copre l'intero satellite. La sua profondità è stimata in 45 chilometri, lo spessore del ghiaccio sopra di esso varia da due a venti chilometri.

Quasi due anni fa, il dispositivo ha effettuato una manovra pericolosa, volando attraverso pennacchi d'acqua a un'altitudine di soli 49 chilometri sopra la superficie del satellite. I suoi spettrometri di massa hanno registrato una grande quantità di idrogeno nelle emissioni, oltre a metano e anidride carbonica. Le loro concentrazioni, così come il fatto stesso della loro presenza, indicano che sul fondo dell'oceano si stanno verificando processi idrotermali, che potrebbero fornire energia agli organismi viventi. Oggi Encelado è considerato uno dei luoghi più promettenti del sistema solare per l'origine della vita extraterrestre.

Saturno al Solstizio

La nascita degli anelli

Gli anelli sono forse la caratteristica più riconoscibile di Saturno. Questo è un sistema di anelli di polvere che si estende per centinaia di migliaia di chilometri, il cui spessore in alcuni punti è solo di decine di metri. Finora non si conosce né l'età degli anelli né la loro esatta origine. Gli astronomi considerano questo sistema come un prototipo del giovane sistema solare, in cui i pianeti stavano appena iniziando a formarsi.

Cassini ha mostrato la straordinaria complessità e variabilità di questo sistema. Così, le numerose lune di Saturno provocano varie turbolenze negli anelli con la loro gravità, come accade nell'anello F sotto l'influenza di Pandora e Prometeo. Alcuni degli anelli si stanno ancora formando, come l'E-ring, che viene espulso dai geyser di Encelado.

Grazie a Cassini, in questo sistema è stato scoperto un nuovo oggetto: l'anello Giano-Epimeteo, formato da polvere e particelle di roccia espulse nelle collisioni di Giano ed Epimeteo con vari corpi celesti. Inoltre, le immagini del dispositivo hanno permesso di rilevare strutture sorprendenti sul bordo dell'anello B, una sorta di "montagna" che si eleva per 2,5 chilometri sopra il piano degli anelli.

Inoltre, il dispositivo ha scoperto almeno otto nuove lune di Saturno studiando gli anelli. Tra loro ci sono Polydeuces, Pallene, Methone, Anthas, Aegeon e Daphnis. Il diametro di questi corpi celesti non supera diversi chilometri.

Stagioni di Saturno

Uno dei principali vantaggi di Cassini è la lunga durata della missione. Per 13 anni vicino a Saturno, il dispositivo ha visto diversi cambiamenti nelle stagioni del pianeta, dall'inverno all'estate nell'emisfero settentrionale (l'anno di Saturno dura quasi 30 anni terrestri). Anche se il gigante è dieci volte più lontano dal Sole rispetto alla Terra, i cambiamenti nell'illuminazione portano comunque a cambiamenti significativi nell'atmosfera del gigante gassoso. Ad esempio, la gigantesca tempesta esagonale, una normale tempesta esagonale che infuria al polo nord, ha cambiato il suo colore da blu a dorato durante la missione. Gli scienziati lo attribuiscono alle trasformazioni chimiche che si verificano nell'atmosfera sotto l'influenza di una quantità crescente di luce solare in connessione con l'inizio dell'estate.

Il polo nord di Saturno nei raggi del sole. Esagono gigante sopra il palo - tempesta

Le stagioni sono associate a un altro fenomeno sul gigante gassoso: la formazione di "raggi" negli anelli di Saturno. Questi sono oggetti oblunghi a forma di cuneo che ruotano con gli anelli, ma si trovano a una certa altezza sopra di essi. I raggi sono stati scoperti dai Voyager, ma grazie a Cassini è diventato chiaro che questo, a quanto pare, è un fenomeno periodico che si verifica alla fine dell'inverno saturniano.

Un anno dopo l'equinozio di Saturno, con l'arrivo della primavera nell'emisfero settentrionale del gigante, i ricercatori hanno trovato un'enorme tempesta nelle immagini di Cassini. La sua area è otto volte la superficie della Terra. Secondo le letture degli strumenti, nella tempesta si sono verificati fino a dieci lampi al secondo. La sua forza trainante si è rivelata anche il cambiamento dell'illuminazione.

Un campo magnetico

Uno dei compiti che Cassini deve affrontare si è rivelato troppo difficile per lui. In base ai cambiamenti giornalieri nel campo magnetico di Saturno, l'apparato doveva scoprire qual è la vera durata della giornata sul pianeta. Di solito tali fluttuazioni si osservano quando il campo magnetico è leggermente deviato dall'asse di rotazione del pianeta. Ma nel caso di Saturno, la deviazione tra il campo magnetico ei poli si è rivelata inferiore a 0,06 gradi.

I tentativi diretti di misurare la velocità di rotazione dalle fluttuazioni del campo magnetico hanno dato una diffusione piuttosto ampia - da 10,6 a 10,8 ore, a seconda della stagione delle misurazioni e dell'emisfero su cui si trovava il dispositivo. Sono previste una serie di misurazioni aggiuntive per il "Big End" della missione.

E, naturalmente, per non parlare centinaia di migliaia di immagini realizzati da Cassini (ne abbiamo già pubblicati alcuni in precedenza - e), e gigabyte di dati scientifici trasferiti, ancora in attesa di elaborazione. Nell'ultimo atto della missione, il dispositivo ha effettuato una serie di misurazioni pericolose che prima erano inaccessibili. Negli avvicinamenti ravvicinati (solo poche migliaia di chilometri sopra le nuvole) degli ultimi quattro mesi, la sonda ha studiato in dettaglio i campi gravitazionali e magnetici di Saturno, raccogliendo informazioni sul materiale che compone gli anelli interni. Fino alla perdita del segnale, Cassini ha continuato a trasmettere in tempo reale informazioni dallo spettrometro di massa, che consente di determinare quali sostanze circondano il dispositivo. Ci vorrà molto tempo per analizzarli ed è del tutto possibile che i suoi risultati portino nuove scoperte - ad esempio, l'enigma dell'età degli anelli di Saturno sarà finalmente risolto. Non ci resta che attendere nuove pubblicazioni dal team della missione e sperare in una rapida continuazione della ricerca nel sistema di un pianeta ad anelli.

Vladimir Korolev

Vista dall'interno degli anelli C e B di Saturno

Nubi su Saturno. Foto: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute

La NASA ha annunciato la fine della missione ventennale per esplorare Saturno. La sonda Cassini (dal nome dell'astronomo italiano Giovanno Cassini - ed.) discese nell'atmosfera del pianeta e bruciò. L'ultimo segnale del dispositivo è stato di 83 minuti e ha raggiunto la Terra alle 14:55 ora di Mosca.

La missione Cassini-Huygens è iniziata nel 1982 da un gruppo di lavoro congiunto della US National Academy of Sciences e della European Science Foundation. Nell'ottobre 1997, il veicolo spaziale è stato lanciato da Cape Canaveral. Il dispositivo ha trascorso quasi 13 anni nell'orbita di Saturno, durante i quali ha trasmesso sulla Terra 635 gigabyte di dati e 453.000 immagini.

La nave ha raggiunto l'orbita del pianeta solo nel 2004, dopo aver effettuato manovre attorno a Venere, Terra e Giove. In precedenza era stato pianificato che la missione sarebbe terminata nel 2008, si è deciso di estenderla fino al 2010. La decisione finale di terminare la missione è stata presa nel 2017 a causa della mancanza di carburante.

Uno dei risultati più importanti della missione è stato l'atterraggio della sonda di discesa Huygens su Titano (la luna più grande di Saturno - ed.) 14 gennaio 2005. Il dispositivo ha studiato l'atmosfera del satellite.

Nuvole di metano su Titano. Foto: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute

La sonda ha scattato foto degli anelli di Saturno, che sono costituiti da particelle di ghiaccio e polvere. Non si sa ancora quando si sono formati e perché. Le immagini di Cassini hanno aiutato gli scienziati a scoprire un nuovo anello di Saturno, l'anello Giano-Epimeteo. Il dispositivo ha studiato i satelliti precedentemente sconosciuti del pianeta: Polydeuces, Pallene, Methone, Anf, Aegeon e Daphnis.

Un'immagine di Cassini che mostra la struttura ondulatoria degli anelli di Saturno è stata scattata il 4 giugno 2017. Foto: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute
Foto: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute

L'apparato è stato studiato anche da un altro satellite di Saturno: Encelado. Dalle immagini di Cassini, era chiaro che il satellite ha pennacchi d'acqua di 250 chilometri che sgorgano dalle fessure del ghiaccio sulla superficie del satellite. Gli scienziati hanno scoperto che sotto il ghiaccio c'è un oceano profondo 45 chilometri. Lo spessore del ghiaccio può raggiungere da due a venti chilometri.

Encelado. Foto: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute

Nel 2015, Cassini ha effettuato la manovra più pericolosa: volare attraverso i pennacchi di Encelado. Grazie a ciò, gli scienziati hanno scoperto che ci sono elementi chimici nelle emissioni del satellite che potrebbero indicare la formazione di sostanze organiche sotto la superficie.

I pennacchi di Encelado. Foto: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute

L'ultima missione della sonda si chiamava Gran Finale, consisteva in una caduta controllata dell'apparato nell'atmosfera del pianeta. Durante questo periodo, Cassini ha volato 22 volte tra la superficie di Saturno e i suoi anelli (la distanza è di circa 2mila chilometri).

Uno degli ultimi scatti di Cassini realizzati il ​​13 settembre 2017. Foto: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute
L'ultima immagine del dispositivo. Foto: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute

“Questo è il capitolo finale di una missione incredibile, ma è anche l'inizio. La scoperta di Cassini dei mondi oceanici su Titano ed Encelado ha cambiato tutto, rimodellando la nostra comprensione di luoghi incredibili per la ricerca di vita potenziale oltre la Terra", ha affermato Thomas Zurbuchen, amministratore associato del NASA Science Office.

Mission Control Center Cassini dopo aver ricevuto l'ultimo segnale dalla sonda. Screenshot dalla trasmissione del Jet Propulsion Laboratory della NASA

Il 15 settembre 2017, la sonda Cassini è bruciata nell'atmosfera di Saturno. Questo evento ha unito gli amanti dello spazio in tutta la Terra. Cassini non era solo una specie di satellite. È stato uno dei principali simboli della ricerca spaziale e della scienza in generale. Lo stesso simbolo del telescopio Hubble o del Large Hadron Collider.

Cassini è stato lanciato nel 1997. Immagina: questo è l'anno dell'uscita di Titanic, Quake 2 e del primo Fallout. Durante il lavoro di Cassini è cresciuta un'intera generazione. Molti astronomi moderni si sono interessati allo spazio grazie a Cassini. Pertanto, oggi ricordiamo la storia della missione e le rendiamo un meritato omaggio.

Dall'idea alla rampa di lancio

Nel 1980-1981, la coppia fece uno storico sorvolo di Saturno. Hanno realizzato le prime immagini dettagliate del pianeta, dei suoi anelli e satelliti, analizzato l'atmosfera e il campo magnetico. I risultati hanno stupito gli astronomi. Si è scoperto che gli anelli di Saturno sono costituiti da centinaia di anelli sottili che formano un sistema complesso. Titano, il più grande satellite di Saturno, era ricoperto da uno strato di foschia di idrocarburi opaco nello spettro visibile. Il satellite Giapeto sembrava come se il progettista del sistema solare si fosse dimenticato di ridipingerlo: uno dei suoi emisferi brillava luminoso, come neve fresca, l'altro era nero come la fuliggine.

Assemblea di Cassini

I Voyager fisicamente non potevano stare vicino al pianeta e studiarlo più a lungo. Per svelare i misteri di Saturno e delle sue lune era necessaria una missione fondamentalmente diversa. Un apparato che potrebbe andare in orbita attorno al pianeta ed esplorarlo per diversi anni.

Nel 1982, gli scienziati della NASA e dell'ESA iniziarono le prime consultazioni su una missione congiunta a lungo termine nel sistema di Saturno. Doveva consistere in un orbiter e una sonda di discesa che si sarebbe seduta su Titano e avrebbe visto cosa stava succedendo sulla sua superficie. La missione prende il nome da Giovanni Cassini, il famoso astronomo del XVII secolo che scoprì quattro lune di Saturno e una lacuna nei suoi anelli.

Le trattative non sono state facili. A quel tempo, le relazioni tra la NASA e l'ESA erano complicate dalla cancellazione di una serie di progetti congiunti. Ma nel 1988, i partner hanno comunque concordato la distribuzione delle responsabilità. La NASA doveva costruire l'orbiter Cassini, l'ESA doveva costruire la sonda di discesa Huygens per Titano. Prende il nome da Christian Huygens, che scoprì gli anelli di Saturno e lo stesso Titano.

Modello dell'apparato "Huygens"

I problemi di Cassini non sono finiti qui. Il budget totale del progetto ha superato i tre miliardi di dollari (l'80% dei fondi stanziati dalla NASA) e il Congresso degli Stati Uniti ha ripetutamente minacciato di privare il progetto dei finanziamenti. Anche alla NASA, non tutti hanno sostenuto la missione. Ma Cassini è sopravvissuto, anche grazie agli sforzi dei lobbisti dell'ESA. Sono arrivate persino lettere al vicepresidente degli Stati Uniti Al Gore con la richiesta di non chiudere il programma. Di conseguenza, seppur con difficoltà, la missione ha ricevuto i finanziamenti necessari.

L'ultima minaccia per Cassini erano i Verdi. Poco prima del lancio, gli attivisti ambientali hanno iniziato a manifestare a Cape Canaveral e hanno intentato una causa chiedendo il divieto del lancio. Causa? 32 chilogrammi di plutonio-238 a bordo della stazione. Il fatto è che la vicinanza di Saturno raggiunge 100 volte meno luce solare rispetto alla Terra. Pertanto, per ottenere energia, Cassini è stato dotato di un generatore di radioisotopi.

Gli attivisti ambientali hanno affermato che in caso di incidente si sarebbe verificata una contaminazione radioattiva e hanno chiesto a Cassini di "salvare la Terra". E per quanto gli esperti della NASA abbiano spiegato che anche in caso di incidente il plutonio sarebbe rimasto in un contenitore protetto, questo non ha potuto convincere i "verdi". Fortunatamente, il tribunale non ha tenuto conto delle storie dell'orrore ambientale e non ha annullato il lancio.

Lancio del razzo Centaurus con Cassini a bordo

Sette anni in volo

Cassini è stato lanciato il 15 ottobre 1997 e si è diretto verso ... Venere. Non c'è errore qui. La massa della stazione era di quasi sei tonnellate, il che la rendeva uno dei più grandi veicoli interplanetari della storia: solo il Phobos sovietico pesava di più. La potenza del razzo non era sufficiente per inviare immediatamente un tale colosso su Saturno. Quindi gli ingegneri hanno approfittato della gravità. Cassini ha sorvolato due volte Venere, poi la Terra e infine Giove. Queste manovre gravitazionali hanno permesso al veicolo di raggiungere la velocità richiesta.

Passando davanti a Giove, Cassini è riuscito a studiare questo gigante gassoso. Ha scoperto diverse nuove tempeste nella sua atmosfera e ha realizzato immagini della massima qualità del pianeta in quel momento. Allo stesso tempo, gli ingegneri hanno verificato l'operatività degli strumenti della stazione.

"Ritratto" di Giove, composto da diverse fotografie di Cassini

All'inizio dell'estate del 2004, Cassini raggiunse le vicinanze di Saturno. L'11 giugno, il veicolo spaziale ha sorvolato Phoebe, uno dei satelliti più distanti del pianeta, che orbita a quasi 13 milioni di chilometri dal gigante gassoso (che è 36 volte la distanza tra la Terra e la Luna). Cassini ha avuto solo una possibilità di visitare questa insolita luna e la sua traiettoria è stata calcolata appositamente per un sorvolo ravvicinato.

Il 1 luglio Cassini ha eseguito una manovra estremamente difficile, il cui esito dipendeva dal destino dell'intera missione. È passato con successo. Cassini ha acceso il motore principale per 96 minuti e ha rallentato in modo che la gravità del pianeta potesse raccoglierlo. Così è diventato il primo satellite artificiale di Saturno nella storia.

È così che Cassini ha visto Saturno

Tredici anni a Saturno

"Ho visto cose a cui voi persone non crederete..." Se Cassini potesse parlare, citerebbe sicuramente Blade Runner. Fin dall'inizio del lavoro, il dispositivo ha iniziato a fare scoperte, una più incredibile dell'altra. Per gli amanti delle statistiche, diciamo che durante i 13 anni di permanenza vicino a Saturno, la stazione ha scattato circa 400mila fotografie e inviato sulla Terra oltre 600 gigabyte di informazioni. Secondo i loro risultati, sono già stati scritti circa 4.000 articoli scientifici - e questo numero crescerà, perché i dati di Cassini saranno analizzati per molti altri anni. Ci vorrebbe un'intera raccolta di saggi per descrivere tutti i risultati della missione. Citeremo solo brevemente le tappe principali.

Uno degli obiettivi prioritari della missione era Titano. Nel gennaio 2005, la sonda Huygens che si separò da Cassini fece uno storico atterraggio sulla sua superficie. Le immagini di Huygens mostravano un terreno complesso con aree simili a letti di fiumi e coste. Le fotografie dalla superficie mostrano pietre arrotondate con tracce di esposizione liquida.

Titanio su entrambi i lati nella foto di Cassini

Successivamente, Cassini ha completato oltre un centinaio di passaggi ravvicinati di Titano. Il dispositivo ha scansionato la superficie del satellite con un radar e le riprese nella gamma degli infrarossi hanno permesso di guardare sotto la sua foschia. Si è scoperto che ci sono laghi, fiumi, mari e persino piogge su Titano. Ma non dall'acqua, ma da idrocarburi liquidi - miscele di etano e metano. La temperatura su Titano è tale che queste sostanze possono esistere in tre stati contemporaneamente (liquido, gas, solido) e svolgere lo stesso ruolo che l'acqua svolge sul nostro pianeta. Questo è l'unico corpo del sistema solare oltre alla Terra, dove c'è una circolazione completa di liquidi e ci sono serbatoi permanenti sulla superficie. Più precisamente, idrocarburi.

Huygens atterra su Titano, concept art

Registrazione del vento atmosferico su Titano effettuata da Huygens durante l'atterraggio

In generale, le condizioni su Titano ricordano per molti versi la prima Terra pre-ossigeno. Il satellite si è rivelato una specie di macchina del tempo: ha permesso di studiare i processi che potrebbero portare all'emergere della vita sul nostro pianeta. Alcuni scienziati suggeriscono anche cautamente che, nonostante le basse temperature, le forme di vita più semplici potrebbero già esistere su Titano.

Altopiano di Mercatore fotografato da Huygens

Video di atterraggio basato su foto dal dispositivo

Ma nel sistema di Saturno è stato trovato un obiettivo ancora più attraente per gli astrobiologi: Encelado. Prima della missione Cassini, si pensava che fosse solo una delle tante lune ghiacciate di poco interesse di Saturno. Ma già dopo la prima visita di Cassini ad Encelado, queste idee dovettero essere radicalmente riviste.

Encelado, il pianeta dei geyser giganti

Si è scoperto che, nonostante le dimensioni relativamente ridotte (il diametro del satellite è di 520 chilometri, quasi sei volte più piccolo di quello della Luna), Encelado è uno dei corpi geologicamente più attivi del sistema solare. Il suo polo sud è densamente punteggiato di geyser che espellono costantemente acqua nello spazio. Quest'acqua forma un anello separato attorno a Saturno. La scoperta dei geyser di Encelado divenne una sensazione scientifica. Il programma Cassini è stato urgentemente modificato e negli anni successivi l'apparato ha visitato il satellite più di una volta. Diverse volte Cassini ha sorvolato le sue emissioni, analizzandone la composizione chimica.

Geyser di Encelado

I dati raccolti da Cassini hanno mostrato che sotto la superficie ghiacciata di Encelado c'è un oceano globale di acqua liquida. La sua profondità è stimata in 10 chilometri, lo spessore del ghiaccio sopra di esso va dai 2 ai 30 chilometri. L'analisi chimica dell'acqua espulsa ha rivelato sali, composti organici e sostanze in essa contenute, indicando che nell'oceano di Encelado si stanno verificando processi idrotermali attivi. Ora questo satellite è considerato il luogo più abitabile del sistema solare al di fuori della Terra.

"Cassini" ha saputo risolvere il mistero del Giapeto "sottoverniciato". Si è scoperto che le differenze di colore del satellite sono dovute alla polvere: gli impatti di meteoriti lo fanno cadere dalle lontane lune di Saturno, e si deposita sull'emisfero principale di Giapeto (questo è l'emisfero con cui si muove "in avanti" in orbita). Le aree polverose si riscaldano più delle regioni vicine. Di conseguenza, il ghiaccio da essi evapora e si condensa dove la temperatura superficiale è più bassa: sul lato guidato e nelle regioni circumpolari. Si forma un feedback positivo: le aree scure diventano ancora più scure e viceversa.

Cassini ha anche scoperto un'altra caratteristica unica di Giapeto: la catena montuosa ad anello "Iapetus Wall", che si estende lungo il suo equatore. Una formazione insolita ha un'altezza fino a 13 chilometri, una larghezza fino a 20 chilometri e una lunghezza totale di circa 1300 chilometri. Secondo una teoria, Giapeto una volta aveva un anello e le sue particelle, cadute in superficie, formavano un muro.

Giapeto in bianco e nero nelle immagini di Cassini

Ma, naturalmente, Cassini ha studiato non solo i satelliti di Saturno, ma anche il pianeta stesso. Nel corso degli anni della missione, il dispositivo ha catturato diversi cambi di stagione. Si sono manifestati in modo particolarmente brillante nell'esagono: questo è il nome dell'incredibile vortice esagonale situato al polo nord del pianeta. La larghezza di questa formazione è di 25 mila chilometri, circa due diametri della Terra. Cassini ha registrato come, con l'avvento dell'estate nell'emisfero settentrionale di Saturno, l'esagono cambiò colore da blu scuro a dorato. L'intensità della radiazione ultravioletta è aumentata, questo ha innescato reazioni fotochimiche e i composti (tholin) hanno iniziato a essere sintetizzati al polo nord, che ha cambiato il colore della tempesta.

Il vortice esagonale di Saturno nel 2016

Cassini ha fotografato molte volte il sistema di anelli di Saturno. Le immagini mostravano la loro straordinaria complessità e variabilità. Numerosi satelliti di Saturno influenzano gli anelli del pianeta con la loro gravità, che provoca la formazione di vortici, onde, nodi, anelli e altre strutture. Alcune lune minori orbitano proprio all'interno degli anelli. La loro gravità accelera le particelle degli anelli, provocando la formazione di spazi vuoti in essi. Altri satelliti svolgono il ruolo di "pastori". Ad esempio, le orbite di Prometeo e Pandora passano all'interno e all'esterno dell'anello F. La gravità di una coppia di satelliti mantiene le particelle degli anelli nella stessa orbita, impedendo loro di disperdersi in direzioni diverse.

Foto di altissima qualità degli anelli di Saturno

Non dobbiamo dimenticare un obiettivo di Cassini come la divulgazione della ricerca spaziale. Si è rivelato facile. Saturno è forse il pianeta più bello del sistema solare e le sue immagini hanno sicuramente ispirato molte persone a collegare le loro vite con lo spazio.

Una delle immagini più famose di Cassini è stata scattata il 19 luglio 2013. Quel giorno, il dispositivo ha eseguito un'indagine panoramica del pianeta e dei suoi dintorni. Al momento dello scatto, il Sole era esattamente dietro Saturno, evidenziando efficacemente i suoi anelli. In una delle immagini, anche il nostro pianeta è stato catturato. Da una distanza di 1,5 miliardi di chilometri, sembra un punto azzurro pallido.

"Il giorno in cui la Terra sorrise": la famosa foto è stata pesantemente corretta con i colori per mostrare i pianeti in modo più chiaro. La Terra è un punto appena visibile in basso a destra sotto gli anelli

L'ultima avventura di Cassini

Cassini è spesso chiamata la missione spaziale ideale. Il dispositivo ha funzionato molto più a lungo del periodo nominale di quattro anni e ha completato tutte le attività senza incidenti gravi. Ma, ahimè, qualsiasi tecnica ha un fattore che limita il tempo del suo funzionamento. Nel caso di Cassini si trattava delle riserve di carburante necessarie per le correzioni di rotta. Senza di esso, il controllo dell'apparato sarebbe impossibile. Una stazione non gestita potrebbe schiantarsi contro una delle lune di Saturno e portare lì microbi terrestri. Per escludere un tale scenario, la NASA ha deciso di bruciare Cassini nell'atmosfera del pianeta.

Ma prima, il dispositivo ha dovuto affrontare l'avventura finale: 20 orbite sul bordo esterno degli anelli di Saturno, e poi altre 22 rivoluzioni tra l'atmosfera del pianeta e il bordo interno dei suoi anelli. Non un singolo dispositivo si è ancora tuffato in questa lacuna. La manovra era considerata molto pericolosa, ma poiché la missione era già prossima al completamento, la NASA ha deciso di correre il rischio.

Il volo finale di "Cassini" nella rappresentazione dell'artista

Come prima, "Cassini" ha svolto brillantemente tutti i compiti. Ha raccolto dati che dovrebbero risolvere il mistero principale di Saturno: l'età e l'origine dei suoi anelli. Secondo una versione, si sono formati insieme al pianeta. Secondo un altro, gli anelli sono molto più giovani e sono apparsi come risultato della recente distruzione (per gli standard cosmici) di uno dei satelliti di Saturno. I dati di Cassini saranno analizzati per più di un mese, ma i risultati preliminari finora parlano a favore della seconda versione.

Cassini aveva un ultimo compito da completare. Durante il rientro, il velivolo ha utilizzato i propulsori per mantenere la sua antenna puntata verso la Terra il più a lungo possibile. Già in disfacimento, Cassini continuava ancora a trasmettere dati sulla composizione dell'involucro gassoso e sul campo magnetico di Saturno. Anche qui, il velivolo è riuscito a superare il piano, sopravvivendo in condizioni così estreme 30 secondi in più rispetto a quanto previsto dalle simulazioni. Alle 11:55:46 UT, il Deep Space Communications Facility della NASA a Canberra ha ricevuto l'ultimo segnale da Cassini. A quel punto, l'apparato stesso si era già disintegrato in frammenti e trasformato in una meteora fiammeggiante.

La NASA ha salutato Cassini senza lutto. Tuttavia, questo non è un disastro, ma la fine di una missione riuscita (NASA/Joel Kowsky)

Il finale della missione ha suscitato emozioni contrastanti: orgoglio, ammirazione, tristezza e vuoto. Cassini esiste da così tanto tempo che è difficile ricordare un momento in cui non c'era. Si può immaginare cosa abbiano vissuto i partecipanti alla missione, che hanno lavorato al progetto dagli anni '80, osservando come è scomparso il segnale dell'apparato.

Diventa ancora più triste quando ti rendi conto che la prossima spedizione del genere sui pianeti esterni del sistema solare dovrà attendere almeno un decennio. Sfortunatamente, l'esplorazione dello spazio è un affare lento, e finora non c'è nessuna missione all'orizzonte che rivaleggia con Cassini in termini di ambizione. Si può solo trarre conforto dal fatto che molte nuove scoperte verranno fatte sulla base dei dati raccolti dalla stazione.

L'eredità di Cassini vivrà per molto tempo a venire. Le fotografie di Saturno e delle sue lune che ha scattato rimarranno per sempre con noi. Grazie a Cassini, abbiamo potuto vedere in tutto il suo splendore questi corpi cosmici, che per noi erano solo puntini nel cielo.