• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Cassini-Huygens



    Podstrony: [1] 2 [3] [4] [5]
    Przeczytaj także...
    Asysta grawitacyjna – w astrodynamice pojęcie określające zmianę prędkości i kierunku lotu kosmicznego przy użyciu pola grawitacyjnego planety lub innego dużego ciała niebieskiego. Jest to obecnie powszechnie używana metoda uzyskiwania prędkości pozwalających osiągnąć zewnętrzne planety Układu Słonecznego. Została opracowana w 1959 roku w moskiewskim Instytucie Matematyki im. Stiekłowa.Europa (Jowisz II) – czwarty co do wielkości księżyc Jowisza z grupy księżyców galileuszowych i szósty co do wielkości satelita w Układzie Słonecznym. Najprawdopodobniej posiada on pod lodową skorupą ocean ciekłej wody.
    Konstrukcja sondy[]
    Schemat konstrukcji sondy Cassini (bez zewnętrznej izolacji termicznej)

    Sonda składa się z orbitera Cassini i lądownika Huygens, które w początkowych etapach misji pozostawały ze sobą połączone. Ich całkowita masa startowa wynosiła 5574 kg, z czego na paliwo przypadało 3132 kg. Doliczając masę łącznika z rakietą nośną łączna masa przy starcie wynosiła 5712 kg. Ze wszystkich uprzednio wysłanych sond kosmicznych jedynie sondy Fobos i Mars 96 miały większą masę startową.

    Million Instructions Per Second (MIPS) − miara wydajności jednostki centralnej CPU komputera. Wykorzystywana np. w teście Dhrystone, w którym wyniki porównywane są do minikomputera VAX 11/780 z 1977 r. mającego moc około 1 MIPSa.Tytan (Saturn VI) – największy księżyc Saturna, jedyny księżyc w Układzie Słonecznym posiadający gęstą atmosferę, w której zachodzą skomplikowane zjawiska atmosferyczne. Jest to również jedyne ciało poza Ziemią, na powierzchni którego odkryto powierzchniowe zbiorniki cieczy – jeziora. Nie wypełnia ich jednak woda, ale ciekły metan, który na Ziemi występuje w postaci palnego gazu.

    Konstrukcja orbitera Cassini[]

    Kadłub orbitera ma wysokość całkowitą 6,87 m i składa się z pięciu połączonych z sobą głównych modułów konstrukcyjnych. Patrząc od góry są to kolejno:

  • antena główna o średnicy 4 m;
  • przedział elektroniki w kształcie dwunastobocznego pierścienia;
  • górny moduł wyposażenia;
  • moduł napędowy z silnikami;
  • dolny moduł wyposażenia.
  • Do kadłuba przymocowany jest wysięgnik o długości 11 m dla magnetometru oraz trzy ustawione ortogonalnie anteny o długości 10 m służące do odbioru fal plazmowych. Większa część konstrukcji kadłuba wykonana jest z aluminium, z niektórymi elementami z tytanu i berylu. Antena główna i wysięgniki dolnego modułu wyposażenia wykonane zostały z epoksydów grafitowych. Wszystkie główne podsystemy inżynieryjne sondy zostały zdublowane na wypadek awarii układu podstawowego. Sonda jest stabilizowana trójosiowo.

    Ottobrunn – miejscowość i gmina w Niemczech, w kraju związkowym Bawaria, w rejencji Górna Bawaria, w regionie Monachium, w powiecie Monachium. Leży około 10 km na południowy wschód od centrum Monachium, przy linii kolejowej Monachium – Holzkirchen.Temperatura topnienia – temperatura, w której kryształ zamienia się w ciecz. Jest to też najwyższa możliwa temperatura, w której może rozpocząć się krystalizacja tej substancji. Krystalizacja zachodzi jednak często przy niższej temperaturze niż temperatura topnienia, co zależy od wielu czynników, np. obecności zarodków krystalizacji, tempa schładzania czy ciśnienia.

    Na pokładzie orbitera znajduje się 12 instrumentów naukowych. Większość instrumentów została przymocowana do dwóch stałych platform na powierzchni kadłuba. Są to paleta dla instrumentów teledetekcyjnych (remote-sensing pallet) i paleta dla instrumentów badających cząstki i pola (particles-and-fields pallet). Ponieważ brak jest ruchomej platformy skanującej, cała sonda musi być obracana podczas wykonywania obserwacji teledetekcyjnych.

    Impuls właściwy – parametr silnika rakietowego w napędzie statków kosmicznych, oznaczany Isp, równy stosunkowi popędu wytworzonej siły ciągu do masy zużytych materiałów (paliwa i utleniacza):Napięcie elektryczne – różnica potencjałów elektrycznych między dwoma punktami obwodu elektrycznego lub pola elektrycznego. Symbolem napięcia jest U. Napięcie elektryczne jest to stosunek pracy wykonanej podczas przenoszenia ładunku elektrycznego między punktami, dla których określa się napięcie, do wartości tego ładunku. Wyraża to wzór

    Większa część kadłuba sondy przykryta jest przez wielowarstwową izolację termiczną w kolorze złotym oraz czarnym wykonaną z użyciem Kaptonu, która chroni także przed uderzeniami mikrometeoroidów. W skład systemu kontroli temperatury wchodzą też grzejniki elektryczne i radioizotopowe oraz kontrolowane przez termostat żaluzje.

    Jednostka astronomiczna, oznaczenie au (dawniej również AU, w języku polskim czasem stosowany jest skrót j.a.) – pozaukładowa jednostka odległości używana w astronomii równa dokładnie 149 597 870 700 m. Dystans ten odpowiada w przybliżeniu średniej odległości Ziemi od Słońca. Definicja i oznaczenie zostały przyjęte podczas posiedzenia Międzynarodowej Unii Astronomicznej w Pekinie w 2012 roku.Mimas (Saturn I) – siódmy, pod względem wielkości, księżyc Saturna, odkryty razem z Enceladusem w 1789 roku przez Williama Herschela. Jest on najmniejszym znanym ciałem, zdolnym utrzymać kształt bliski sferycznemu (znajdującym się w równowadze hydrostatycznej) dzięki własnej grawitacji.

    Zasilanie w energię[]

    Schemat konstrukcji generatora GPHS-RTG
    Jeden z generatorów GPHS-RTG sondy Cassini
    Silniki główne sondy Cassini
    Antena HGA podczas testów naziemnych
    Komputery pokładowe EFC

    Energia elektryczna dostarczana jest sondzie przez trzy, przymocowane do dolnego modułu wyposażenia, radioizotopowe generatory termoelektryczne GPHS-RTG (ang. General-Purpose Heat Source Radioisotope Thermoelectric Generator). Każdy z generatorów ma 114 cm długości, 42,2 cm średnicy, masę 56,4 kg i zawiera pluton 238 w postaci ditlenku. Masa ditlenku plutonu w każdym generatorze wynosi ok. 10,9 kg, w tym masa plutonu 238 wynosi ok. 7,7 kg (co stanowi 82,2% całkowitej masy wszystkich izotopów plutonu w paliwie). Na początku misji generatory wytwarzały prąd stały (o napięciu 30 V) o łącznej mocy około 887 W. Dostarczana energia stopniowo zmniejsza się z czasem z powodu rozpadu radioaktywnego plutonu i degradacji elementów ogniw termoelektrycznych. Przewidywano, że pod koniec głównej fazy misji, w lipcu 2008, generatory będą wytwarzać około 692 W energii elektrycznej.

    Przesilenie letnie – na półkuli północnej, jest to moment maksymalnego wychylenia osi obrotu Ziemi w kierunku Słońca, gdy biegun północny jest bliżej Słońca niż południowy: Słońce w tym dniu góruje w zenicie na szerokości zwrotnika Raka. Na półkuli południowej przesilenie letnie ma miejsce w momencie, gdy na półkuli północnej występuje przesilenie zimowe.Pasmo X (ang. X band) — fragment widma fal elektromagnetycznych w zakresie promieniowania mikrofalowego o częstotliwościach od 8 do 12,5 GHz. Pasmo to jest wykorzystywane przez niektóre satelity telekomunikacyjne, oraz wojskowe radary, głównie lotniczych systemów kierowania ogniem. Pojęcie pasma X jest używane również w odniesieniu do rozszerzonego pasma AM.

    Generatory GPHS-RTG zostały wyprodukowane w zakładach koncernu Lockheed Martin.

    Na pokładzie sondy Cassini umieszczono także 117 grzejników radioizotopowych (82 na pokładzie orbitera i 35 na pokładzie próbnika Huygens) zawierających łącznie 0,3 kg ditlenku plutonu, każdy o masie 40 g i mocy ok. 1 W.

    Moduł napędowy[]

    Moduł napędowy orbitera złożony jest z dwóch oddzielnych i niezależnych systemów na dwuskładnikowy i jednoskładnikowy materiał pędny. System na dwuskładnikowy materiał pędny wykorzystuje, znajdujące się w osobnych zbiornikach, monometylohydrazynę jako paliwo i tetratlenek diazotu jako utleniacz. Zbiornik z helem pod wysokim ciśnieniem dostarcza gazu utrzymującego ciśnienie w zbiornikach z materiałami pędnymi. Dwa, podstawowy i zapasowy, umieszczone obok siebie centralnie u podstawy sondy, silniki główne Kaiser Marquardt R-4D o ciągu 445 N i impulsie właściwym 304 s służą do wykonywania wszystkich dużych manewrów o Δv powyżej 0,4 m s. Dysze silników są ruchome, dla utrzymania kierunku ciągu zgodnego ze środkiem masy sondy. Ruchoma osłona chroni dysze silników głównych przed uderzeniami cząstek pyłu.

    Wysokościomierz - jest to przyrząd pokładowy, stosowany na praktycznie wszystkich rodzajach statków powietrznych, a także w sportach uprawianych w urozmaiconym terenie. Jest to czuły manometr wskazujący wysokość dzięki pomiarowi ciśnienia powietrza i wyskalowany w metrach, stopach lub kilometrach.Monometylohydrazyna (MMH) – organiczny związek chemiczny, lotna pochodna hydrazyny o wzorze sumarycznym CH3N2H3. Wykorzystywana jako paliwo hipergolowe w silnikach rakietowych. W śladowych ilościach występuje w pieczarce dwuzarodnikowej (Agaricus bisporus) oraz w piestrzenicy kasztanowatej (Gyromitra esculenta).

    System na jednoskładnikowy materiał pędny wykorzystuje hydrazynę służącą do zasilania 8 podstawowych i 8 zapasowych silników korekcyjnych o ciągu (na początku misji) 0,97 N i impulsie właściwym 195 s. Rozmieszczone są one na czterech zestawach silnikowych przymocowanych do boków kadłuba na wysokości dolnego modułu wyposażenia orbitera. W skład każdego zestawu silnikowego wchodzą cztery silniki: po dwa ustawione w dwóch różnych osiach (Y i Z). Tylko jeden silnik w każdej osi jest używany, drugi stanowi układ rezerwowy. Zbiornik z helem służy do utrzymywania ciśnienia w zbiorniku z hydrazyną. Silniki tego systemu służą do kontroli położenia sondy, wykonywania mniejszych manewrów korekcyjnych i desaturacji kół reakcyjnych (wnoszenie poprawek do momentu pędu kół reakcyjnych).

    Awionika – dział nauki i techniki zajmujący się zastosowaniem w lotnictwie i astronautyce oraz w lotniczych urządzeniach naziemnych urządzeń automatycznych i elektronicznych. Określenie Awionika oznacza także wyposażenie pokładowe takie jak: systemy sterowania, urządzenia nawigacyjne, system zobrazowania informacji, itd.Voyager 2 (pl. Podróżnik 2) – bezzałogowa sonda kosmiczna wysłana w 1977 roku w przestrzeń kosmiczną z Przylądka Canaveral przez amerykańską agencję kosmiczną NASA. Rozpoczęcie lotu zbiegło się w czasie z bardzo korzystnym położeniem planet, które umożliwiło odwiedzenie wszystkich gazowych olbrzymów: Jowisza, Saturna, Urana i Neptuna przez jeden próbnik. Z początku zadaniem misji było dokładne zbadanie Jowisza oraz Saturna, jednak sonda sprawowała się na tyle dobrze, że przeprogramowano ją, aby przeprowadziła badania również pozostałych planet zewnętrznych. Voyager 2 przesłał obrazy wszystkich czterech planet, ich księżyców i pierścieni. Do dnia dzisiejszego jest jedyną sondą, która dotarła do Urana i Neptuna.

    Początkowa masa materiałów pędnych w systemie dwuskładnikowym wynosiła 3000 kg (1869 kg utleniacza i 1131 kg paliwa). Masa hydrazyny w systemie na jednoskładnikowy materiał pędny wynosiła na początku misji 132 kg. Masa helu w obu systemach wynosiła odpowiednio 8,6 kg i 0,4 kg.

    W marcu 2009 z powodu pogorszenia osiągów dwóch z ośmiu silników korekcyjnych zestawu podstawowego (branch A) dokonano przełączenia na zestaw silników rezerwowych (branch B).

    DVD (Digital Video Disc lub Digital Versatile Disc) – rozpowszechniony w roku 1995 standard zapisu danych na optycznym nośniku danych, podobnym do CD-ROM (te same wymiary: 12 lub 8 cm) lecz o większej pojemności uzyskanej dzięki zwiększeniu gęstości zapisu.Planetoida (planeta + gr. eídos postać), asteroida (gr. asteroeidés – gwiaździsty), planetka (ang. minor planet) – ciało niebieskie o małych rozmiarach – od kilku metrów do czasem ponad 1000 km, obiegające Słońce, posiadające stałą powierzchnię skalną lub lodową, bardzo często – przede wszystkim w przypadku planetoid o mniejszych rozmiarach i mało masywnych – o nieregularnym kształcie, często noszącym znamiona kolizji z innymi podobnymi obiektami.

    Moduł napędowy został wykonany w zakładach Lockheed Martin Astronautics.

    Łączność[]

    Do łączności z Ziemią wykorzystywana jest głównie antena o wysokim zysku (High-Gain Antenna, HGA) o średnicy 4 m z nadajnikiem o mocy 20 W pracującym w paśmie X na częstotliwości 8,43 GHz (o zysku 47 dBi) i odbiornikiem w paśmie X na częstotliwości 7,2 GHz. Szybkość transmisji danych z orbity wokół Saturna wynosi od 22,12 do 165,9 kilobitów na sekundę. Odbiór rozkazów z Ziemi odbywa się z szybkością do 500 bitów na sekundę. Poza łącznością z Ziemią antena główna wykorzystywana jest przez radar w paśmie Ku i do naukowych eksperymentów radiowych w pasmie Ka i paśmie S. Podczas lądowania próbnika Huygens na Tytanie posłużyła do odbioru z niego danych (w paśmie S). W początkowej fazie misji, gdy Cassini znajdował się w wewnętrznych obszarach Układu Słonecznego, antena ta pełniła funkcję osłony przeciwsłonecznej dla sondy. Antena HGA została dostarczona przez Włoską Agencję Kosmiczną (ASI).

    Febe (Phoebe, Saturn IX) – dziewiąty pod względem wielkości księżyc Saturna, odkryty w 1899 roku przez Williama Pickeringa. Był to pierwszy satelita odkryty metodą fotograficzną i ostatni nowo zaobserwowany księżyc Saturna przed 2000 rokiem. Jego nazwa pochodzi od Fojbe (Febe), która była tytanidą w mitologii greckiej.Nylon – handlowa nazwa poliamidów stworzonych przez firmę DuPont obecnie produkowanych przez firmę Invista, która jest częścią koncernu chemicznego Koch Industries. Są to syntetyczne polimery zawierające grupę amidową służące m.in. do wytwarzania włókien syntetycznych o bardzo dużej wytrzymałości na rozciąganie i łatwo dającego się barwić. Stosowany jest przede wszystkim do produkcji dzianin, tkanin, lin i żyłek a także, ze względu na doskonałe właściwości mechaniczne, do panewek łożysk, kół zębatych itp.

    Orbiter wyposażony jest też w dwie anteny o niskim zysku (Low-Gain Antennas, LGAs). Antena LGA 1 (o zysku 8,9 dBi) jest przymocowana do reflektora wtórnego anteny HGA. Antena LGA 2 znajduje się na dolnym module wyposażenia orbitera. Anteny o niskim zysku były intensywnie wykorzystywane do łączności z Ziemią przez pierwsze 2,5 roku od momentu startu. Antena HGA była wtedy skierowana w kierunku Słońca, służąc za osłonę dla sondy i nie mogła być używana do łączności. Obecnie anteny o niskim zysku wykorzystywane są tylko w razie wystąpienia sytuacji awaryjnych.

    Deep Space Network (DSN) – nadawczo-odbiorcza globalna sieć dużych anten zarządzana przez Jet Propulsion Laboratory. Anteny te pozwalają na nawiązanie łączności pomiędzy Ziemią a flotą bezzałogowych sond kosmicznych eksplorujących Układ Słoneczny. Służą one także do radioastronomii. Jest to sieć przekaźników zlokalizowanych na terenie Hiszpanii, Kalifornii oraz Australii. Rozmieszczenie urządzeń właśnie w tych miejscach umożliwia niezakłóconą ruchem Ziemi komunikację z kosmicznymi pojazdami. DSN dzięki temu jest uznawana za najbardziej czuły system telekomunikacyjny na naszej planecie.Beryl (Be, łac. beryllium) – pierwiastek chemiczny o liczbie atomowej 4, metal należący do drugiej grupy głównej układu okresowego. Jedynym stabilnym izotopem jest Be. Został odkryty przez Louisa Vauquelina w 1798 r.

    Na Ziemi łączność z sondą utrzymywana jest przy użyciu sieci Deep Space Network z antenami o średnicy 34 m i 70 m rozmieszczonymi w trzech kompleksach (Communications Complex) – w okolicy Madrytu w Hiszpanii, Canberry w Australii i Goldstone (w pobliżu Barstow) w Kalifornii. Podczas typowego dnia misji, od czasu wejścia na orbitę wokół Saturna, sonda spędza 15 h na wykonywaniu obserwacji i następnie 9 h na transmisję na Ziemię danych w ilości od około 1 Gbit do 4 Gbit.

    Związki organiczne – wszystkie związki chemiczne, w skład których wchodzi węgiel, prócz tlenków węgla, kwasu węglowego, węglanów, wodorowęglanów, węglików, cyjanowodoru, cyjanków, kwasu cyjanowego, piorunowego i izocyjanowego, a także ich soli.Tetyda (też: Tethys; Saturn III) – piąty co do wielkości księżyc Saturna. Jest prawie pięć razy mniejsza od Tytana. Mała gęstość Tetydy pozwala przypuszczać, że jest to księżyc lodowy, podobnie jak Dione i Rea, i składa się ona prawie w całości z lodu wodnego.

    Systemy sterowania[]

    Command and Data Subsystem (CDS) jest głównym systemem sterującym sondy. CDS odpowiedzialny jest za odbiór i przetwarzanie instrukcji przesyłanych z Ziemi, zbieranie i formatowanie danych ze wszystkich instrumentów naukowych i systemów inżynieryjnych sondy oraz zarządza procedurami rozpoznającymi nieprawidłowości w funkcjonowaniu sondy i zapewniającymi ochronę przed ich skutkami.

    NASA (National Aeronautics and Space Administration) (pl. Narodowa Agencja Aeronautyki i Przestrzeni Kosmicznej) – agencja rządu Stanów Zjednoczonych odpowiedzialna za narodowy program lotów kosmicznych, ustanowiona 29 lipca 1958 r. na mocy National Aeronautics and Space Act, zastępując poprzednika – National Advisory Committee for Aeronautics. Jest wydziałem Departamentu Obrony USA i jest mu bezpośrednio podległa.Elementy orbitalne - parametry jednoznacznie określające orbitę keplerowską danego ciała. Wyznacza się je, biorąc pod uwagę model masy dwupunktowej, podlegającej zasadom dynamiki Newtona i prawu powszechnego ciążenia. Ze względu na wiele możliwych sposobów parametryzacji ruchu ciała, istnieje kilka różnych sposobów określenia zbiorów elementów orbitalnych, z których każdy określa tę samą orbitę.

    W skład CDS wchodzą dwa 16-bitowe komputery (Engineering Flight Computers, EFCs) IBM 1750A. Każdy komputer posiada 8,2 Mbit pamięci RAM, 131 kbit pamięci PROM i wydajność 1,28 MIPS. Połączenie EFC ze wszystkimi instrumentami i systemami sondy zapewniają dwie (główna i rezerwowa) szyny danych MIL-STD-1553B. Każdy instrument i system inżynieryjny posiada własny interfejs (Bus Interface Unit – BIU) służący do odbioru instrukcji z komputera EFC i wysyłania pakietów danych. CDS jest w stanie zbierać dane z szybkością 430 000 bitów na sekundę.

    Helena (Saturn XII) – mały, lodowy księżyc Saturna, odkryli go Pierre Laques i Jean Lecacheux w 1980 roku z obserwatorium naziemnego w Pic du Midi.Przyspieszeniomierz, akcelerometr, akceleromierz, przetwornik przyspieszenia – przyrząd do pomiaru przyspieszeń liniowych lub kątowych. Przyspieszeniomierz, w przeciwieństwie do urządzeń bazujących na teledetekcji, mierzy własny ruch. Stosowany do badania ruchu części maszyn i przeciążeń samolotów, a także w nawigacji bezwładnościowej.

    Do magazynowania danych na pokładzie sondy służą dwa półprzewodnikowe rejestratory danych (Solid State Recorders, SSRs) wykorzystujące moduły DRAM. Całkowita pojemność każdego rejestratora wynosi 2,56 Gbit. Po odjęciu części pamięci przeznaczonej na dane korekcyjne, każdy z rejestratorów mógł magazynować na początku misji 2 Gbit danych. Pojemność ta w trakcie misji stopniowo spada ze względu na uszkodzenia przez promieniowanie i po 15 latach od startu ma wynosić przynajmniej 1,8 Gbit. Poza magazynowaniem danych naukowych i telemetrycznych rejestratory służą też do przechowywania kopii oprogramowania sterującego dla systemów CDS, AACS i instrumentów sondy. Rejestratory zostały skonstruowane w zakładach koncernu TRW Inc..

    Prąd stały (ang. direct current, DC) – prąd stały charakteryzuje się stałym zwrotem oraz kierunkiem przepływu ładunków elektrycznych, w odróżnieniu od prądu zmiennego i przemiennego – (AC, ang. alternating current).Przerwa Keelera – szczelina usytuowana w pobliżu zewnętrznej krawędzi pierścienia A Saturna. Jest to druga pod względem wielkości szczelina w tym pierścieniu po przerwie Enckego. Została ona odkryta przez sondę Voyager i nazwana na cześć amerykańskiego astronoma Jamesa E. Keelera, który w 1888 roku zaobserwował przerwę Enckego (choć niekoniecznie jako pierwszy).

    Attitude and Articulation Control Subsystem (AACS) jest systemem odpowiedzialnym za kontrolę położenia sondy w przestrzeni. Do jego zadań należą w szczególności orientacja anten w kierunku Ziemi podczas sesji łączności, ustawienie instrumentów naukowych podczas prowadzonych obserwacji, kontrola położenia ruchomej dyszy silnika głównego podczas manewrów. AACS odpowiadał też za stabilizację sondy podczas manewru odłączenia próbnika Huygens i orientację anteny głównej podczas lądowania próbnika na Tytanie.

    Chłodzenie ablacyjne, ablacja – w lotnictwie: rodzaj obniżania temperatury powierzchni bardzo szybkich statków poruszających się w gęstych warstwach atmosfery. Daje możliwość przekroczenia bariery cieplnej pojazdom kosmicznym, które powracają na Ziemię.Saturn – gazowy olbrzym, szósta planeta Układu Słonecznego pod względem oddalenia od Słońca, druga po Jowiszu pod względem masy i wielkości. Charakterystyczną jego cechą są pierścienie, składające się głównie z lodu i w mniejszej ilości z odłamków skalnych; inne planety-olbrzymy także mają systemy pierścieni, ale żaden z nich nie jest tak rozległy ani tak jasny. Według danych z lipca 2013 roku znane są 62 naturalne satelity Saturna.

    W skład AACS wchodzą zdwojone komputery (AACS Flight Computers, AFCs) i szyny danych o tej samej konstrukcji jak w systemie CDS. Do określenia położenia sondy w przestrzeni wykorzystywany jest zestaw czujników. W ich skład wchodzą podwójne szukacze gwiazd (Stellar Reference Units), szukacze Słońca, żyroskopowe systemy bezwładnościowe (Inertial Reference Units) i pojedynczy przyspieszeniomierz. Główną rolę w tym systemie pełnią Stellar Reference Units, które porównują pozycje czterech bądź pięciu najjaśniejszych gwiazd w polu widzenia z pokładowym katalogiem ok. 3700 gwiazd.

    Madryt (hiszp. Madrid) – stolica i największe miasto Hiszpanii, położony w środkowej części kraju u podnóża Sierra de Guadarrama (Wyżyna Kastylijska) nad rzeką Manzanares.Sztuczny satelita – satelita wykonany przez człowieka poruszający się po orbicie wokół ciała niebieskiego. Pierwszym sztucznym satelitą był Sputnik 1, wyniesiony na orbitę wokół Ziemi przez Związek Radziecki w 1957.

    Zmiany położenia sondy w przestrzeni dokonuje się za pośrednictwem zespołu kół reakcyjnych (Reaction Wheel Assemblies, RWAs), każde o momencie pędu większym od 36 N·m·s, oraz systemu sterowania reakcyjnego (Reaction Control System, RCS) składającego się z silników korekcyjnych modułu napędowego. Trzy główne koła reakcyjne (RWA-1, 2 i 3) znajdują się na dolnym module wyposażenia. Zapasowe koło reakcyjne (RWA-4) umieszczone jest na ruchomej platformie na górnym module wyposażenia i może być przestawiane na pozycje równoległe do kół głównych. Koła reakcyjne są w stanie utrzymywać orientację sondy w przestrzeni z dokładnością do 40 mikroradianów.

    Anthe (Saturn XLIX) – niewielki księżyc Saturna, krążący w obszarze między orbitami Mimasa i Enceladusa. Został odkryty 30 maja 2007 na zdjęciach wykonanych przez sondę Cassini. Po odkryciu przeanalizowano wcześniejsze zdjęcia z sondy i okazało się, że księżyc widoczny był już na zdjęciach wykonanych w czerwcu 2004.Giovanni Domenico Cassini (ur. 8 czerwca 1625 w Perinaldo, Włochy; zm. 14 września 1712 w Paryżu) – włoski astronom, geodeta i matematyk.

    W lipcu 2003 z powodu postępującej degradacji funkcjonowania koła RWA-3 zostało ono zastąpione przez RWA-4.

    Instrumenty naukowe[]

    Instrumenty ISS, VIMS, CIRC i UVIS oraz dwa szukacze gwiazd (Stellar Reference Units) zostały umieszczone na palecie dla instrumentów teledetekcyjnych (remote-sensing pallet). Instrumenty INMS, CAPS oraz MIMI CHEMS i MIMI LEMMS znajdują się na palecie dla instrumentów badających cząstki i pola (particles-and-fields pallet). Pozostałe instrumenty są przymocowane w różnych miejscach do górnego moduł wyposażenia sondy.

    Ligeia Mare – jezioro na Tytanie o współrzędnych 78°N; 250°W, wypełnione płynnymi węglowodorami, głównie metanem, mające średnicę ok. 500 km oraz powierzchnię ok. 100 000 km². Nazwa pochodzi od syreny Ligei z mitologii greckiej.Żywice epoksydowe – rodzaj jedno- lub dwuskładnikowych żywic syntetycznych, które są zdolne do tworzenia nietopliwych i nierozpuszczalnych tworzyw sztucznych na skutek reakcji sieciowania z udziałem ugrupowań epoksydowych.
  • Spektrometr CIRC

  • Analizator pyłu CDA

  • Detektor MIMI INCA

  • Detektor MIMI LEMMS

  • Spektrometr CAPS

  • Spektrogaf UVIS

  • Spektrometr mas INMS

  • Odbiornik RPWS

  • Stan instrumentów sondy[]

    Zasilanie spektrometru plazmy CAPS zostało wyłączone 14 czerwca 2011, po analizie danych telemetrycznych, które wykazały, że instrument ten był odpowiedzialny za serię skoków napięcia w układach elektrycznych sondy. 16 marca 2012 instrument CAPS został ponownie uruchomiony, jednak z 1 na 2 czerwca 2012 bezpiecznik na pokładzie sondy automatycznie odciął zasilanie tego instrumentu i pozostanie on wyłączony do czasu wyjaśnienia przyczyny tej anomalii.

    Termostat – urządzenie lub element urządzenia utrzymujący ("-stat") zadaną temperaturę ("termo-") poprzez aktywne działanie. Czasami nazwa rozciągana jest też na urządzenia o charakterze biernym utrzymujące temperaturę dzięki dobrej izolacji cieplnej np. termos lub naczynie Dewara lub wykorzystujące zjawiska przebiegające w określonych temperaturach np. łaźnia wodna.Siła ciągu (ciąg) – siła będąca wynikiem działania silnika pojazdu, obiektu pływającego lub latającego. Siła ciągu jest siłą reakcji powstaje zgodnie z III zasadą dynamiki w wyniku oddziaływania układu napędowego pojazdu z innymi ciałami.

    23 grudnia 2011 doszło do awarii ultrastabilnego oscylatora (USO) w systemie telekomunikacyjnym sondy. Jego funkcję przejął oscylator zapasowy o mniejszej stabilności. Brak USO wpłynie negatywnie na rezultaty eksperymentów okultacji radiowej.

    Według stanu ze stycznia 2014, wszystkie pozostałe instrumenty sondy, poza CAPS i USO, funkcjonują normalnie.

    Konstrukcja próbnika Huygens[]

    Makieta modułu opadania próbnika Huygens
    Schemat konstrukcji próbnika Huygens
    Schemat konstrukcji górnej i dolnej powierzchni platformy eksperymentalnej próbnika Huygens

    Huygens był próbnikiem przeznaczonym do wykonania pomiarów in situ podczas przelotu pod spadochronem przez atmosferę Tytana, aż do jego powierzchni. Do momentu odłączenia od sondy Cassini pozostawał przymocowany do jej boku za pośrednictwem pierścienia łączącego. Próbnik został dostarczony przez Europejską Agencję Kosmiczną, a jego głównym wykonawcą było Aérospatiale.

    Teleskop kosmiczny Chandra (ang. Chandra X-ray Observatory, CXO) – teleskop kosmiczny pracujący w zakresie promieni rentgenowskich, wyniesiony na orbitę przez prom kosmiczny Columbia 23 lipca 1999 roku podczas misji STS-93.Jowisz – piąta w kolejności oddalenia od Słońca i największa planeta Układu Słonecznego. Jego masa jest nieco mniejsza niż jedna tysięczna masy Słońca, a zarazem dwa i pół raza większa niż łączna masa wszystkich innych planet w Układzie Słonecznym. Wraz z Saturnem, Uranem i Neptunem tworzy grupę gazowych olbrzymów, nazywaną czasem również planetami jowiszowymi.

    Dostarczony przez ESA system składał się z dwóch głównych elementów – właściwego próbnika Huygens o masie 318 kg oraz wyposażenia pomocniczego próbnika (Probe Support Equipment, PSE) o masie 30 kg, które pozostawało połączone z orbiterem Cassini po odłączeniu próbnika. W skład wyposażenia PSE wchodziły systemy awioniki, odbiornik radiowy z ultrastabilnym oscylatorem, elementy łączące z orbiterem, połączenia elektryczne i łącza danych oraz system służący do odłączenia próbnika.

    In situ – łaciński zwrot oznaczający w dosłownym tłumaczeniu w miejscu mający różne znaczenia zależnie od kontekstu.Izotopy – odmiany pierwiastka chemicznego różniące się liczbą neutronów w jądrze atomu (z definicji atomy tego samego pierwiastka mają tę samą liczbę protonów w jądrze). Izotopy tego samego pierwiastka różnią się liczbą masową (łączną liczbą neutronów i protonów w jądrze), ale mają tę samą liczbę atomową (liczbę protonów w jądrze).

    Próbnik właściwy składał się z zespołu osłon (Entry Assembly) i modułu opadania (Descent Module) znajdującego się wewnątrz osłon. Zespół osłon był odpowiedzialny za połączenie próbnika z orbiterem i jego odłączenie, zapewnienie osłony termicznej podczas lotu i wejścia w atmosferę Tytana oraz kontrolę przebiegu hamowania w atmosferze. Po wykonaniu manewru wejścia w atmosferę osłony były odrzucane uwalniając moduł opadania.

    Strumień ciepła – prędkość przepływu ciepła. Może być wyrażony przez stosunek elementarnej ilości ciepła dQ do czasu trwania wymiany tej ilości ciepła dt (czasu trwania przepływu elementarnej ilości ciepła), czyli jest to pochodna po czasie ilości ciepła przepływającego przez przekrój poprzeczny przegrody. Wyraża się wzoremLądownik – część statku kosmicznego lub sondy kosmicznej, która po oddzieleniu się od statku macierzystego ląduje na planecie, księżycu, planetoidzie lub jądrze komety. Lądownik może służyć również do opuszczenia na powierzchnię ciała niebieskiego robotów lub ludzi (np. Apollo 11). Aparatura badawcza lądownika ma za zadanie dostarczenie szczegółowych danych o składzie chemicznym i właściwościach fizycznych atmosfery (o ile takowa istnieje) i powierzchni ciała niebieskiego, wykonanie zdjęć bądź filmów, badanie możliwości istnienia życia pozaziemskiego (np. lądowniki programu Viking) i inne.

    Przednia osłona aerodynamiczna o średnicy 2,75 m miała kształt stożkowo-sferyczny i masę 79 kg. Pokryta była płytkami z materiału ablacyjnego wykonanego z włókien krzemowych wzmocnionych przez żywice fenolowe, które chroniły przed strumieniem ciepła o gęstości 1 MW m. Osłona tylna miała masę ok. 16,4 kg. Opadanie próbnika w atmosferze spowalniał zespół trzech kolejno rozkładanych spadochronów. Spadochron pilotujący o średnicy 2,59 m odrzucał tylną osłonę, która odpadając wyciągała z kolei spadochron główny o średnicy 8,30 m. Spadochron główny był zbyt duży, by umożliwić przelot przez atmosferę w czasie krótszym niż planowane 2,5 h, był więc następnie zastępowany przez spadochron stabilizujący o średnicy 3,03 m. Czasze wszystkich spadochronów były wykonane z nylonu, a ich linki z Kevlaru.

    Polideukes (Saturn XXXIV) – księżyc Saturna, odkryty 24 października 2004 roku na zdjęciach przesłanych przez sondę Cassini. Jego nazwa pochodzi od imienia Polideukesa, który był herosem i bliźniaczym bratem Kastora w mitologii greckiej.Termopara (termoogniwo, termoelement, ogniwo termoelektryczne) – element obwodu elektrycznego składający się z dwóch różnych materiałów i wykorzystujący zjawisko Seebecka zachodzące na ich styku. Termopara jest wykorzystywana jako czujnik temperatury.

    Kadłub modułu opadania wykonany był z aluminium. Większość systemów i instrumentów naukowych była przymocowana do znajdującej się wewnątrz kadłuba platformy eksperymentalnej. Na górnej pokrywie kadłuba znajdowały się: pojemnik na moździerz wyrzucający spadochron pilotujący, pojemnik z dwoma pozostałymi spadochronami i dwie anteny do łączności z sondą Cassini. Na obrzeżu przedniej części kadłuba przymocowanych było 36 łopatek zapewniających kontrolowany ruch wirowy próbnika podczas opadania w atmosferze. Wszystkie systemy awioniki i nadajniki próbnika były zdublowane. Krytyczne dla przebiegu misji elementy – zegary pokładowe (Mission Timer Units) aktywujące zasilanie próbnika i akcelerometry (Central Acceleration Sensor Units) inicjujące sekwencję rozwinięcia spadochronów, były potrójnie redundantne. Dwa wysokościomierze radarowe (Radar Altimeter Units) pracujące w paśmie Ku na częstotliwościach 15,4 – 15,43 i 15,8 – 15,83 GHz, zaopatrzone w anteny o wymiarach 125 × 162 mm, dostarczały danych o rzeczywistej odległości od powierzchni księżyca, począwszy od wysokości ok. 42 km. Na wypadek lądowania w węglowodorowym jeziorze lub oceanie, próbnik został zaprojektowany w taki sposób, żeby utrzymywał się na powierzchni ciekłych węglowodorów.

    Lepkość (tarcie wewnętrzne, wiskoza) – właściwość płynów i plastycznych ciał stałych charakteryzująca ich opór wewnętrzny przeciw płynięciu. Lepkością nie jest opór przeciw płynięciu powstający na granicy płynu i ścianek naczynia. Lepkość jest jedną z najważniejszych cech płynów (cieczy i gazów).Pamięć dynamiczna, DRAM (ang. Dynamic Random Access Memory) – rodzaj ulotnej pamięci półprzewodnikowej RAM, która przechowuje każdy bit danych w oddzielnym kondensatorze wewnątrz układu scalonego. Poszczególne jej elementy zbudowane są z tranzystorów MOS, z których jeden pełni funkcję kondensatora, a drugi elementu separującego.

    Po odłączeniu od sondy Cassini energię dla próbnika dostarczało 5 baterii litowo-siarkowych (LiSO2), o całkowitej pojemności ok. 1600 Wh energii. Układ dystrybuujący energię (Power Conditioning & Distribution Unit) dostarczał prąd o napięciu 28 V. W skład systemu kontroli temperatury wchodziła wielowarstwowa izolacja oraz 35 grzejników radioizotopowych, każdy o mocy ok. 1 W.

    PROM (ang. Programmable read-only memory) - pamięć komputerowa jednokrotnego zapisu, zbudowana w postaci układu scalonego.Orbiter – część sondy kosmicznej, która pozostaje na orbicie wokółplanetarnej po oddzieleniu lądownika i służy jako satelita komunikacyjny, przekazujący sygnał z lądownika na Ziemię. Orbiter spełnia również rolę satelity zwiadowczego fotografującego powierzchnię planety, dokonuje także analizy widma i analizy termalnej.

    Kontrolę nad sekwencją misji i nadzór nad przekazem danych z systemów pokładowych i instrumentów do nadajników sprawował zdwojony Command and Data Management Unit o łącznej pamięci wynoszącej ok. 20 kbit. Dane z próbnika przesyłane były na pokład sondy Cassini przez dwa niezależne (kanał A i kanał B) nadajniki w paśmie S o mocy 12 W, pracujące na częstotliwościach, odpowiednio, 2040 i 2098 MHz, z oddzielnymi antenami o niskim zysku. Szybkość transmisji danych w każdym kanale wynosiła 8192 bitów na sekundę. Identyczne dane były przesyłane z opóźnieniem 6 s między kanałami, dla zmniejszenia ryzyka ich utraty. Częstotliwość sygnału w kanale A była kontrolowana przez ultrastabilny oscylator na pokładzie próbnika i odpowiadający mu ultrastabilny oscylator odbiornika na pokładzie orbitera, które były wykorzystywane przez eksperyment pomiarów dopplerowskich prędkości wiatru (Doppler Wind Experiment). Dane z próbnika były odbierane przez antenę główną sondy Cassini i magazynowane na jej pokładzie do późniejszej transmisji na Ziemię.

    Meteoroidy – okruchy skalne (mniejsze od planetoid) poruszające się po orbitach wokół Słońca. Meteoroidy mają zwykle masę od 10 kg do 10 kg (choć najczęściej nie przekracza ona 10 kg). Ich rozmiary wynoszą od 0,1 mm do 10 m. Większe obiekty spośród małych ciał Układu Słonecznego zaliczane są do planetoid, a mniejsze cząstki to pył kosmiczny.Ortogonalność (z gr. ortho – prosto, prosty, gonia – kąt) – uogólnienie pojęcia prostopadłości znanego z geometrii euklidesowej na abstrakcyjne przestrzenie z określonym iloczynem skalarnym, jak np. przestrzenie unitarne (w tym przestrzenie Hilberta) czy przestrzenie ortogonalne. Pojęcie ortogonalności bywa uogólnianie również na przestrzenie unormowane w których nie ma naturalnej struktury iloczynu skalarnego (ortogonalność w sensie Pitagorasa, ortogonalność w sensie Jamesa, ortogonalność w sensie Birkhoffa, T-ortogonalność).

    Misją próbnika Huygens kierowało Huygens Probe Operations Center (HPOC), znajdujące się w Europejskim Centrum Operacji Kosmicznych (ESOC) w Darmstadt.

    Instrumenty naukowe[]

  • Instrument DISR

  • Chromatograf gazowy i spektrometr mas GCMS

  • Zestaw do badań powierzchni SSP

  • Instrument ACP

    Hel (He, łac. helium) – pierwiastek chemiczny o liczbie atomowej 2, z grupy helowców (gazów szlachetnych) w układzie okresowym. Jest po wodorze drugim najbardziej rozpowszechnionym pierwiastkiem chemicznym we wszechświecie, jednak na Ziemi występuje wyłącznie w śladowych ilościach (4×10% w górnych warstwach atmosfery).Kevlar (PPTA, poli(tereftalano-1,4-fenylodiamid) lub poli(p-fenylotereftalanoamid), -[-CO-C6H4-CO-NH-C6H4-NH-]n- ) − polimer z grupy poliamidów, a dokładniej aramidów, z którego przędzie się włókna sztuczne o wysokiej wytrzymałości na rozciąganie.
  • Wkład Polski do misji Huygens[]

    W konstrukcji instrumentów dla próbnika Huygens wzięli udział polscy specjaliści z Centrum Badań Kosmicznych PAN w Warszawie. Ich dziełem jest zaprojektowanie i wykonanie czujnika do pomiaru temperatury i przewodnictwa cieplnego (Thermal Properties, THP) wchodzącego w skład eksperymentu Surface Science Package. Drugim polskim wkładem było zaprojektowanie układów elektroniki analogowej obsługujących pięć czujników do badań własności fizycznych powierzchni Tytana. Układy te zostały zbudowane w Anglii według polskiego projektu, przeszły pomyślnie testy przedstartowe i weszły w skład aparatury próbnika Huygens.

    Okultacja (zakrycie) – zjawisko astronomiczne, widome przejście pobliskiego ciała niebieskiego przed innym ciałem niebieskim. W wyniku okultacji ciało znajdujące się dalej od obserwatora staje się na pewien czas niewidoczne dla niego.Konwekcja – proces przekazywania ciepła związany z makroskopowym ruchem materii w gazie, cieczy bądź plazmie, np. powietrzu, wodzie, plazmie gwiazdowej. Czasami przez konwekcję rozumie się również sam ruch materii związany z różnicami temperatur, który prowadzi do przenoszenia ciepła. Ruch ten precyzyjniej nazywa się prądem konwekcyjnym.

    Przebieg misji[]

    Przygotowania do misji[]

    Projekt sondy Cassini-Huygens z 1988 roku w oparciu o konstrukcję sondy typu Mariner Mark II
    Wygląd sondy Cassini i próbnika Huygens według ostatecznie wybranego projektu

    W połowie lat siedemdziesiątych XX wieku NASA przygotowywała się do wstępnego rekonesansu układu Saturna. W swoim raporcie z 1975 roku Space Science Board amerykańskiej National Research Council i jego Committee on Planetary and Lunar Exploration zarekomendowały przeprowadzenie w następnym etapie dogłębnej eksploracji tej planety i jej księżyców.

    Półprzewodniki − najczęściej substancje krystaliczne, których konduktywność (przewodnictwo właściwe) może być zmieniana w szerokim zakresie (np. 10 do 10 S/cm) poprzez domieszkowanie, ogrzewanie, oświetlenie bądź inne czynniki. Przewodnictwo typowego półprzewodnika plasuje się między przewodnictwem metali i dielektryków.Gejzer – rodzaj gorącego źródła, które gwałtownie wyrzuca słup wody i pary wodnej o temperaturze wrzenia. Woda z gejzerów ogrzewana jest w procesie hydrotermalnym przez magmę zalegającą kilka kilometrów pod powierzchnią ziemi. Wybuchy gejzerów są dość regularne, ale dla każdego źródła odstępy pomiędzy kolejnymi wybuchami są inne. Woda może być wyrzucana na wysokość nawet 30-70 m.

    W latach 1979 – 1981 sondy Pioneer 11, Voyager 1 i Voyager 2 dokonały pierwszych przelotów obok Saturna, ukazując niespodziewanie duże zróżnicowanie jego układu. W 1982 roku Space Science Committee należący do European Science Foundation i amerykański Space Science Board utworzyły wspólną grupę roboczą, której zadaniem było zbadanie możliwości współpracy pomiędzy Stanami Zjednoczonymi i Europą w dziedzinie badań planetarnych. W rezultacie, w listopadzie 1982 roku, europejscy naukowcy D. Gautier i W. Ip przedłożyli ESA propozycję misji złożonej z orbitera Saturna i próbnika Tytana, jednocześnie sugerując przeprowadzenie jej we współpracy z NASA. W styczniu 1983 roku amerykański Solar System Exploration Committee zarekomendował NASA przeprowadzenie misji na Tytana (Titan Probe-Radar Mapper) z możliwością dołączenia do niej orbitera Saturna.

    Radian (rad) – jednostka miary łukowej kąta płaskiego zdefiniowana jako miara kąta środkowego, w którym długość łuku wyznaczonego przez kąt środkowy jest równa promieniowi okręgu. Niemianowana jednostka pochodna układu SI.Równonoc, ekwinokcjum – moment, w którym Słońce przechodzi przez jeden z dwóch punktów, w których ekliptyka przecina równik niebieski, zdarza się dwa razy w roku: 20/21 marca (równonoc marcowa, Słońce przechodzi przez punkt Barana, na półkuli północnej jest to równonoc wiosenna) i 22/23 września (równonoc wrześniowa, Słońce przechodzi przez punkt Wagi, na półkuli północnej jest to równonoc jesienna). Następuje wtedy zrównanie dnia z nocą. Na skutek występowania precesji osi Ziemi, punkty równonocy przesuwają się po ekliptyce (pokonanie pełnego obiegu zajmuje 25 770 lat, zob. rok platoński).

    W latach 1984 – 1985 NASA i ESA przeprowadziły wspólne studium oceniające misję do Saturna i Tytana. W jego trakcie zdecydowano, że próbnik Tytana zostanie dostarczony przez ESA, a za budowę orbitera będzie odpowiadać NASA. W 1986 roku ESA przyjęła projekt próbnika do wstępnego studium (Phase A study), które zostało przeprowadzone od listopada 1987 do września 1988 roku. Po jego zakończeniu, 25 listopada 1988 roku, misja próbnika Tytana została zatwierdzona do realizacji jako pierwsza misja klasy średniej w ramach długofalowego programu europejskich badań kosmicznych Horizon 2000. Misja próbnika otrzymała wówczas nazwę Huygens.

    Hipotetyczny układ pierścieni planetarnych wokół księżyca Saturna, Rei, którego istnienie miało tłumaczyć występowanie symetrycznego obszaru obniżonej ilości elektronów, wykrytego przez sondę kosmiczną Cassini podczas jej przelotu w pobliżu Rei w 2005 roku. Gdyby istnienie tego systemu pierścieni zostało potwierdzone, Rea byłaby pierwszym księżycem, wokół którego odkryto ich występowanie.Kallisto (Jowisz IV) – księżyc Jowisza nazwany na cześć postaci pochodzącej z mitologii greckiej. Został odkryty w 1610 roku przez Galileo Galilei (Galileusza). Jest trzecim co do wielkości księżycem Układu Słonecznego i drugim, zaraz po Ganimedesie, obiektem orbitującym wokół Jowisza. Jego średnica jest równa 99% średnicy Merkurego, lecz jego masa wynosi jedynie około jednej trzeciej masy pierwszej planety Układu Słonecznego. Jest to czwarty księżyc należący do galileuszowych księżyców Jowisza o promieniu orbity wynoszącym około 1 882 700 km. W przeciwieństwie do trzech pozostałych księżyców odkrytych przez Galileusza, Kallisto nie jest częścią rezonansu orbitalnego i tym samym nie jest w tak znacznym stopniu poddany sile pływowej. Kallisto obraca się synchronicznie i zawsze jest zwrócony do Jowisza tą samą stroną. W przeciwieństwie do wewnętrznych satelitów Jowisza, Kallisto jest mniej narażony na działanie magnetosfery gazowego giganta, gdyż obiega planetę po bardziej wysuniętej orbicie.

    Po stronie amerykańskiej, w latach 1987 – 1988, w NASA kontynuowano prace projektowe nad konstrukcją nowego typu sondy kosmicznej Mariner Mark II przeznaczonej do misji w zewnętrznych obszarach Układu Słonecznego. Pierwszymi sondami, które miały wykorzystywać tę nową konstrukcję były sonda kometarna CRAF i Cassini. Ich misje zostały połączone we wspólnym programie, który został zaaprobowany przez amerykański Kongres w listopadzie 1989 roku.

    Przerwa Enckego – szczelina usytuowana w pobliżu zewnętrznej krawędzi pierścienia A Saturna. Została ona nazwana na cześć niemieckiego astronoma Johanna F. Enckego, który w 1837 roku obserwował wariacje jasności w pierścieniu A.16-bitowe – słowa, adresy i inne dane to takie informacje, które mieszczą się na 16 bitach pamięci, co jest równe dokładnie dwóm oktetom. 16-bitowe architektury CPU czy ALU są architekturami używającymi takiej właśnie wielkości rejestrów, szyny adresowej, szyny danych.

    W październiku 1989 roku ESA i NASA ogłosiły oddzielnie konkursy (Announcements of Opportunity) na instrumenty naukowe przeznaczone dla próbnika i orbitera. Konkursy zostały rozstrzygnięte przez ESA we wrześniu 1990 roku, a przez NASA w listopadzie 1990 roku. Oprócz instrumentów do realizacji wybrano także badania interdyscyplinarne. Dodatkowy konkurs na konstrukcję instrumentu INMS na pokładzie orbitera został rozstrzygnięty w lutym 1992 roku. Włoska Agencja Kosmiczna (ASI) w ramach umowy o dwustronnej współpracy z NASA z 1993 roku dostarczyła antenę główną i niektóre z instrumentów dla orbitera.

    Ocean Spokojny, Pacyfik, Ocean Wielki – największy, najgłębszy i najstarszy, obok Atlantyku, na świecie zbiornik wodny. Z powierzchnią równą 155,6 mln km² zajmuje 30% całej powierzchni Ziemi. Oficjalna polska nazwa tego oceanu, zatwierdzona przez Komisję Standaryzacji Nazw Geograficznych brzmi Ocean Spokojny.Delta-v - w astrodynamice, to wielkość skalarna, która ma wymiar prędkości określająca miarę "wysiłku" niezbędnego do wykonania manewru orbitalnego, na przykład do zmiany trajektorii lotu.

    Wprowadzone przez Kongres ograniczenia budżetowe wymusiły w styczniu 1992 roku rezygnację z misji sondy CRAF i zmiany konstrukcyjne zmniejszające koszt konstrukcji orbitera Cassini. Zrezygnowano z dwóch ruchomych platform dla instrumentów naukowych i oddzielnej ruchomej anteny do łączności z próbnikiem Huygens. Zaniechano też planów dokonania bliskiego przelotu obok planetoidy i większości obserwacji naukowych w trakcie lotu w kierunku Saturna. Data startu została przełożona z kwietnia 1996 na październik 1997 roku. W 1995 roku komisja budżetowa Kongresu (U.S. House Appropriations Subcommittee) zdecydowała o całkowitej rezygnacji z misji Cassini, lecz decyzja ta została cofnięta.

    Koło reakcyjne – typ koła zamachowego wykorzystywany dla zachowania ustalonej orientacji w przestrzeni, jako żyroskop. Koło reakcyjne działa na zasadzie zachowania momentu pędu.Tetratlenek diazotu, N2O4 – nieorganiczny związek chemiczny z grupy tlenków azotu, w którym azot występuje na IV stopniu utlenienia. Jest dimerem ditlenku azotu.

    W 1996 roku w Jet Propulsion Laboratory przeprowadzono montaż i testy orbitera, podczas gdy integrację i testy próbnika Huygens wykonano w zakładach Daimler-Benz Aerospace Dornier Satellitensysteme w Ottobrunn w pobliżu Monachium. Na początku kwietnia 1997 roku Huygens został przetransportowany na kosmodrom Cape Canaveral. 21 kwietnia 1997 trafił tam także orbiter Cassini. Na kosmodromie przeprowadzone zostały finalne etapy montażu i testów przedstartowych sondy oraz jej integracja z rakietą nośną.

    Dione (Saturn IV) – księżyc Saturna odkryty przez Giovanni Cassiniego wraz z Tetydą w roku 1684. Jest czwartym co do wielkości księżycem Saturna. Jego nazwa pochodzi z mitologii greckiej. Dione była matką Afrodyty.Christiaan Huygens (ur. 14 kwietnia 1629 w Hadze, zm. 8 lipca 1695 tamże) – holenderski matematyk, fizyk oraz astronom. Syn Constantijna Huygensa.

    W drodze do Saturna[]

    Start rakiety Titan IVB/Centaur z sondą Cassini
    Trajektoria lotu sondy Cassini-Huygens do Saturna

    Wenus i Ziemia[]

    Start sondy Cassini-Huygens nastąpił 15 października 1997 roku o 08:43:01 UTC, ze stanowiska startowego LC40 na Cape Canaveral Air Force Station. O 08:54 UTC rakieta nośna Titan 401B/Centaur (numer seryjny 4B-33/TC-21) wprowadziła sondę na wstępną orbitę parkingową. Powtórny zapłon członu Centaur o 09:13 UTC umożliwił wejście na orbitę heliocentryczną. Uzyskana przez sondę przy starcie energia charakterystyczna (C3) wyniosła 16,640 km²s. Ponieważ sonda miała zbyt dużą masę na to, żeby rakieta nośna mogła dostarczyć energii wystarczającej na bezpośredni lot do Saturna, dla potrzeb misji zaprojektowano trajektorię lotu nazwaną VVEJGA (Venus-Venus-Earth-Jupiter Gravity Assist). Umożliwiła ona czterokrotne wykorzystanie manewrów asysty grawitacyjnej mijanych planet (podczas dwukrotnych przelotów obok Wenus, przelotu obok Ziemi oraz przelotu obok Jowisza) dla dotarcia do Saturna.

    Zaćmienie – zjawisko astronomiczne polegające na tym, że cień jednego ciała niebieskiego pada na powierzchnię drugiego. Możliwe jest ono, gdy w jednej linii znajdują się oba ciała oraz źródło światła, którym jest zazwyczaj gwiazda jako ciało świecące światłem własnym lub inny obiekt świecący światłem odbitym.Redundancja (łac. redundantia – powódź, nadmiar, zbytek), inaczej nadmiarowość w stosunku do tego, co konieczne lub zwykłe. Określenie może odnosić się zarówno do nadmiaru zbędnego lub szkodliwego, niecelowo zużywającego zasoby, jak i do pożądanego zabezpieczenia na wypadek uszkodzenia części systemu.

    27 marca 1998 roku Cassini przeszedł przez pierwsze peryhelium swej orbity, w odległości 0,67 AU od Słońca. Największe zbliżenie podczas pierwszego przelotu obok Wenus, na odległość 283,7 km od powierzchni planety, miało miejsce 26 kwietnia 1998 roku o 13:44:41 UTC. Wykonany w efekcie przelotu manewr asysty grawitacyjnej zwiększył prędkość sondy względem Słońca o 3,7 km s.

    Przesilenie zimowe – na półkuli północnej, jest to moment, w którym Słońce góruje w zenicie w najdalej na południe wysuniętej szerokości geograficznej, na której może górować w zenicie – zwrotniku Koziorożca. Z powodu długości roku słonecznego (365 dni 6 godzin 9 minut 9 sekund) i stosowania lat przestępnych przesilenie zimowe na półkuli północnej przypada na dni 21-22 grudnia. Na półkuli południowej przesilenie zimowe ma miejsce w momencie, gdy na półkuli północnej występuje przesilenie letnie, czyli 20-21 czerwca.Sonda kosmiczna – bezzałogowy, prawie zawsze zautomatyzowany statek kosmiczny przeznaczony do prowadzenia badań naukowych w przestrzeni pozaziemskiej.

    3 grudnia 1998 roku przy użyciu silnika głównego został wykonany manewr DSM (Deep Space Maneuver; Δv = 450,2 m s), który został zaplanowany w celu zmniejszenia prędkości sondy w pobliżu apoapsis, obniżając następujące peryapsis i umożliwiając przeprowadzenie ponownego manewru asysty grawitacyjnej ze strony Wenus. 7 grudnia 1998 roku sonda przeszła przez aphelium, w odległości 1,58 AU od Słońca.

    Wielka Czerwona Plama – ogromny stały antycyklon od co najmniej 350 lat wiejący na Jowiszu, 22° na południe od równika. Burza jest na tyle duża, że można ją obserwować z Ziemi za pomocą amatorskich teleskopów. Jako pierwszy zobaczył ją brytyjski fizyk i wynalazca Robert Hooke w 1664 roku.Methone (Saturn XXXII) – mały księżyc krążący wokół Saturna, odkryty wraz z Pallene na zdjęciach przesłanych przez sondę Cassini latem 2004 roku. Odkrycia dokonał zespół astronomów (S. Charnoz, A Brahic) pod przewodnictwem C.C. Porco.

    Drugi przelot obok Wenus nastąpił 24 czerwca 1999 roku o 20:29:55 UTC, w odległości 602,6 km od jej powierzchni. W wyniku przelotu prędkość sondy względem Słońca zwiększyła się o 3,1 km s. 29 czerwca 1999 roku sonda przeszła przez drugie peryhelium, w odległości 0,72 AU od Słońca.

    18 sierpnia 1999 roku, Cassini zbliżył się do Ziemi, przelatując o godz. 03:28:26 UTC w odległości 1171 km nad południowym Pacyfikiem. Prędkość sondy zwiększyła się przy tym o 4,1 km s. Krótko przed tym przelotem, 15 sierpnia, została odrzucona osłona instrumentu VIMS IR, a 16 sierpnia rozłożony został wysięgnik magnetometru.

    Magnetosfera – obszar wokół ciała niebieskiego, w którym ruchy i zjawiska dotyczące naładowanych cząstek są zdominowane przez pole magnetyczne danego obiektu. W Układzie Słonecznym następujące ciała niebieskie posiadają magnetosferę: Słońce, Jowisz, Saturn, Uran, Neptun, Ziemia, Merkury oraz Ganimedes, księżyc Jowisza. Pojęcie to jest również stosowane jako określenie obszaru zdominowanego przez oddziaływanie pola magnetycznego, pochodzącego od obiektów astronomicznych jak np. magnetosfera pulsara.Hyperion (Saturn VII) – jeden z księżyców Saturna, odkryty w 1848 r. przez W.C. Bonda, G.P. Bonda i W. Lassella. Nazwa księżyca pochodzi od imienia Hyperiona, jednego z tytanów w mitologii greckiej.

    Podczas przelotów obok Wenus i Ziemi zaplanowano przeprowadzenie stosunkowo niewielkiej ilości obserwacji naukowych. W trakcie pierwszego zbliżenia do Wenus poszukiwano oznak wyładowań atmosferycznych w jej atmosferze. Podczas kolejnego przelotu badano interakcje zachodzące pomiędzy wiatrem słonecznym a planetą oraz jej jonosferę. Również instrumenty optyczne wykonały wtedy swoje pierwsze testowe obserwacje. Przelot obok Ziemi wykorzystano do przeprowadzenia kalibracji instrumentów sondy. W tym celu wykonano obserwacje ziemskiej magnetosfery, powierzchni Księżyca oraz test radaru polegający na wysłaniu i odbiorze odbitych od powierzchni Ziemi sygnałów.

    Europejska Agencja Kosmiczna (ang. European Space Agency, ESA) – międzynarodowa organizacja krajów europejskich, której celem jest eksploracja i wykorzystanie przestrzeni kosmicznej.Lockheed Martin Corporation (NYSE: LMT) – amerykański koncern zbrojeniowy powstały w 1995 z połączenia korporacji Lockheed i Martin Marietta. Jeden z „wielkiej piątki” amerykańskiego przemysłu obronnego. Zatrudnia ponad 140 tysięcy osób na całym świecie. Siedziba koncernu znajduje się w Bethesda w stanie Maryland.

    W drodze do Jowisza sonda Cassini minęła w znacznej odległości, około 1,5 mln km, planetoidę (2685) Masursky. Największe zbliżenie miało miejsce 23 stycznia 2000 roku o 09:58 UTC. Podczas spotkania sonda wykonała obserwacje oceniające kształt, rozmiary i albedo planetoidy oraz pomiary spektralne.

    1 lutego 2000 roku antena główna (HGA) przestała pełnić rolę osłony przeciwsłonecznej i przejęła funkcję utrzymywania łączności z Ziemią.

    Epimeteusz (Saturn XI) – naturalny satelita Saturna. Nazwa księżyca pochodzi od Epimeteusza, brata Prometeusza i męża Pandory w mitologii greckiej.Aérospatiale – francuskie państwowe konsorcjum lotnicze, producent śmigłowców i samolotów cywilnych i wojskowych, rakiet oraz systemów rakietowych i elektronicznych.

    Jowisz[]

    1 października 2000 roku sonda Cassini rozpoczęła trwającą przez 6 miesięcy kampanię obserwacyjną Jowisza. Badania wykonywane przez sondę Cassini były przy tym skoordynowane z obserwacjami prowadzonymi przez sondę Galileo, która od grudnia 1995 roku znajdowała się na orbicie wokół tej planety. Podczas fazy zbliżania się do Jowisza, Cassini znajdował się poza granicami jego magnetosfery i prowadził pomiary wiatru słonecznego, podczas gdy Galileo przebywał głęboko we wnętrzu magnetosfery. Po minięciu planety, sonda Cassini leciała wzdłuż brzegu granicy magnetosfery, wielokrotnie ją przekraczając, natomiast Galileo opuścił magnetosferę i prowadził pomiary wiatru słonecznego.

    Voyager 1 (pol. Podróżnik 1) – bezzałogowa sonda kosmiczna NASA, wystrzelona 5 września 1977 roku z Przylądka Canaveral na Florydzie. Na początku 2013 r. sondę dzieliła od Ziemi odległość około 123 j.a. i była ona najdalszym i ciągle działającym obiektem wysłanym w przestrzeń kosmiczną przez człowieka. Sygnał wysłany przez sondę w kierunku anten Deep Space Network potrzebował ponad 17 godzin na przebycie tej drogi. We wrześniu 2013 roku oficjalnie potwierdzono, że Voyager 1, jako pierwsza sonda wykonana przez człowieka, znalazł się w przestrzeni międzygwiezdnej.Równoleżnik - okrąg powstały wskutek przecięcia powierzchni kuli ziemskiej płaszczyzną prostopadłą do jej osi. Najdłuższym równoleżnikiem jest równik, który ma 40 075 km długości. Równik dzieli kulę ziemską na dwie półkule - północną i południową. Podstawowe równoleżniki to: równik, zwrotnik Raka i zwrotnik Koziorożca a także koło podbiegunowe północne i południowe. Równoleżniki mają różne długości, w zależności od szerokości geograficznej.

    Obserwacje wykonane podczas przelotu przez instrumenty naukowe obejmowały:

  • Badanie składu i dynamiki atmosfery Jowisza, w tym zorzy polarnej i przepływów ciepła.
  • Obserwacje pierścieni Jowisza.
  • Obserwacje Europy i Kallisto podczas ich opozycji.
  • Obserwacje księżyca Himalia i określenie jego okresu rotacji.
  • Obserwacje Io podczas jego zaćmienia.
  • Badania magnetosfery Jowisza i jego interakcji z wiatrem słonecznym.
  • Pomiary strumienia pyłowego pochodzącego z Io.
  • Obserwacje promieniowania synchrotronowego Jowisza.
  • W skoordynowanych obserwacjach Jowisza wykorzystano też Kosmiczny Teleskop Hubble'a, Obserwatorium Rentgenowskie Chandra i szereg radioteleskopów na powierzchni Ziemi. Kamery sondy Cassini wykonały łącznie około 26 000 fotografii planety i jej księżyców.

    Nawigacja inercyjna, nawigacja bezwładnościowa, nawigacja inercjalna – nawigacja polegająca na pomiarze przyśpieszeń działających na obiekt oraz prędkości kątowych w celu określenia jego orientacji i położenia (jako nawigacja zliczeniowa). Najczęściej stosowana jest do pomiaru orientacji obiektów nieposiadających innych punktów odniesienia (np. wielopunktowego kontaktu z podłożem). Urządzenia tego typu są szeroko używane do stabilizacji, między innymi, statków wodnych, powietrznych i kosmicznych, platform stabilizowanych, platform balansujących (np. Segway HT).Fotochemia – dział chemii fizycznej zajmujący się reakcjami, które zachodzą pod wpływem działania promieniowania elektromagnetycznego.

    16 grudnia 2000 roku, podczas zbliżania do Jowisza, z powodu zakłóceń w funkcjonowaniu koła reakcyjnego RWA-2, nastąpiło przełączenie sterowania położeniem sondy na system sterowania reakcyjnego (RCS). Z tego powodu, w celu ochrony przed nadmiernym zużyciem hydrazyny, od 19 grudnia do 28 grudnia wstrzymano prowadzenie kampanii obserwacyjnej.

    Daphnis (Saturn XXXV) – jeden z małych wewnętrznych księżyców Saturna, odkryty przez sondę Cassini. Krąży w obrębie pierścienia A, w obrębie przerwy Keelera.Fenoplasty – tworzywa sztuczne na bazie żywic otrzymywanych w wyniku polimeryzacji fenolu i formaldehydu. Pierwsza metoda utwardzenia żywicy formaldehydowej dająca zastosowanie przemysłowe do wyrobu tworzyw sztucznych została opracowana w latach 1907-1908 przez Leo Hendrika Baekelanda. Wydarzenie to stało się jednocześnie narodzinami przemysłu syntetycznych tworzyw sztucznych, czyli tworzyw, do produkcji których używa się składników otrzymanych również na drodze syntetycznej, a nie pochodzenia naturalnego. Pierwotnie tworzywa te były nazywane od nazwiska wynalazcy bakelitem, choć sam bakelit to tylko jedna z odmian tego typu tworzyw.

    Największe zbliżenie do Jowisza nastąpiło 30 grudnia 2000 roku o 10:04:21 UTC. Odległość od planety w periapsis wyniosła 9 722 965 km. W wyniku przelotu prędkość sondy zmieniła się o 2,2 km s, a jej trajektoria została odchylona 12,2° kierując się ku Saturnowi. Ostatnie obserwacje Jowisza zostały wykonane 22 marca 2001 roku.

    Europejskie Centrum Operacji Kosmicznych (ang. European Space Operations Centre - ESOC) jest odpowiedzialne za kontrolę nad satelitami należącymi do ESA. Centrum znajduje się w niemieckim mieście Darmstadt.Daimler-Benz AG – niemieckie przedsiębiorstwo zajmujące się produkcją samochodów oraz silników założone w 1926 roku, istniejące do 1998 roku.
  • Księżyc sfotografowany podczas przelotu obok Ziemi
  • Dynamika atmosfery Jowisza w okolicy Wielkiej Czerwonej Plamy
  • Jowisz i Ganimedes
  • Io w fazie zaćmienia
  • Przybycie do układu Saturna[]

    Artystyczna wizja manewru wejścia na orbitę wokół Saturna
    Trajektoria sondy Cassini-Huygens podczas manewru wejścia na orbitę Saturna
    Sonda na tle Saturna (obraz z programu Celestia)

    Pierwsze zdjęcia Saturna sonda wykonała 21 października 2002 roku z odległości 285 mln km. Podczas zbliżania się do planety wykonywano testy obserwacyjne instrumentów i wykorzystywano je do uściślania elementów orbitalnych księżyców.

    Włoska Agencja Kosmiczna (wł. Agenzia Spaziale Italiana, ASI) – włoska, państwowa organizacja mająca na celu promocję, koordynowanie i realizację projektów kosmicznych, w których biorą udział Włochy. Założona w 1988, podlega ministerstwu szkolnictwa wyższego i badań naukowych i technologicznych. Jest przedstawicielem Włoch w Europejskiej Agencji kosmicznej. Roczny budżet organizacji wynosi około 900 mln USD.Io (Jowisz I) – trzeci co do wielkości księżyc Jowisza, z grupy księżyców galileuszowych i czwarty co do wielkości satelita w Układzie Słonecznym. Charakteryzuje się niezwykle silną aktywnością wulkaniczną.

    W drodze do Saturna, 11 czerwca 2004 roku, Cassini-Huygens przeleciał w odległości 2068 km od Febe, najdalszego z dużych księżyców planety. Po tym przelocie, w dniu 16 czerwca 2004 roku, wykonano ostatni manewr korekcyjny trajektorii przed dotarciem w pobliże planety.

    1 lipca 2004 roku, nadlatując spod płaszczyzny pierścieni planety, sonda zbliżyła się do Saturna. O godz. 00:47 UTC Cassini-Huygens przeciął płaszczyznę pierścieni w kierunku wstępującym (Ascending ring-plane crossing), przelatując przez przerwę pomiędzy pierścieniami F i G, w odległości 158 529 km od centrum planety. O 01:12 UTC sonda uruchomiła na 96 minut silnik główny, wykonując manewr wejścia na orbitę wokół planety (Saturn Orbit Insertion; Δv = 636,8 m s). W trakcie tego manewru, o 02:39 UTC, Cassini znalazł się w najmniejszej odległości od planety, 19 980 km nad powierzchnią chmur. O 04:34 UTC sonda ponownie przecięła płaszczyznę pierścieni, tym razem w kierunku zstępującym (Descending ring-plane crossing), w odległości 158 776 km od centrum planety. Podczas obydwu przelotów przez płaszczyznę pierścieni sonda ustawiała się anteną główną (HGA) w kierunku lotu, tak by służyła ona jak osłona przed uderzeniami cząsteczek pyłu.

    Środek masy ciała lub układu ciał – punkt, w którym skupiona jest cała masa w opisie układu jako masy punktowej. Pojęcie to jest wykorzystywane także w geometrii.Wyładowanie elektrostatyczne (ESD z ang. Electrostatic Discharge) - nagły i chwilowy przepływ prądu elektrycznego przepływającego między dwoma obiektami o różnych potencjałach elektrycznych spowodowane przez bezpośredni kontakt lub przez pole elektrostatyczne. Termin ten jest zwykle stosowany w elektronice i przemyśle do opisania chwilowych niechcianych prądów, które mogą spowodować uszkodzenie sprzętu elektronicznego.

    23 sierpnia 2004 roku został wykonany kolejny duży manewr (Periapsis Raise Maneuver, oznaczany też jako OTM-002; Δv = 393 m s), który podniósł punkt następnego wstępującego przecięcia płaszczyzny pierścieni aż w pobliże orbity Tytana. Pierwszy bliski przelot obok Tytana odbył się 26 października 2004 roku.

    Misja próbnika Huygens[]

    Schemat trajektorii próbnika Huygens podczas 4 tygodni poprzedzających lądowanie na Tytanie
    Sekwencja przelotu przez atmosferę i lądowania próbnika Huygens
    Zdjęcie powierzchni Tytana w miejscu lądowania

    W trakcie lotu do Saturna przymocowany do boku sondy Cassini próbnik Huygens przez większość czasu pozostawał nieaktywny. W tej fazie misji łącznie 16 razy przeprowadzono testy sprawdzające stan systemów pokładowych i instrumentów naukowych próbnika.

    Aktywność słoneczna – zmiany zachodzące na powierzchni i atmosferze Słońca. Zmiany te powodują fluktuacje promieniowania, które dociera do Ziemi (zobacz stała słoneczna) w postaci fal elektromagnetycznych, w tym i światła, oraz strumienia cząstek emitowanych przez Słońce (wiatr słoneczny). Do aktywności słonecznej zalicza się też zmiany w liczbie i rozmieszczeniu plam słonecznych oraz koronalnych wyrzutów masy.Enceladus (Saturn II) – jeden z księżyców Saturna, odkryty w 1789 roku przez Williama Herschela. Jego nazwa pochodzi od Enkeladosa, jednego z gigantów w mitologii greckiej, który został przygnieciony przez Zeusa wyspą Sycylią.

    W lutym 2000 roku wykonany został test sprawdzający łączność radiową pomiędzy próbnikiem i orbiterem podczas lądowania na Tytanie. W tym celu antenę Deep Space Network w Goldstone wykorzystano do przesłania sygnałów w pasmie S do odbiornika na pokładzie orbitera. Częstotliwość, amplituda i format sygnałów zostały zaprogramowane w taki sposób żeby symulować sygnały pochodzące z pokładu Huygensa podczas rzeczywistej misji. Rezultat testu był niepomyślny i wskazywał na utratę prawie wszystkich przesłanych danych. Przeprowadzone dochodzenie wykazało obecność błędu konstrukcyjnego w odbiorniku telemetrii próbnika Huygens na pokładzie orbitera. Nie był on w stanie prawidłowo dekodować odbieranych danych przy spodziewanej dopplerowskiej zmianie częstotliwości sygnału podczas przelotu próbnika przez atmosferę Tytana.

    Pluton (Pu, łac. plutonium) – pierwiastek chemiczny z grupy aktynowców w układzie okresowym. Nazwa pochodzi od planety karłowatej Pluton.Herc (Hz) – jednostka miary częstotliwości w układzie SI (jednostka pochodna układu SI) i w wielu innych, np. CGS, MKS i MKSA. Definiuje się ją jako liczbę cykli na sekundę.

    Pierwotny projekt misji przewidywał lądowanie próbnika Huygens pod koniec pierwszej orbity wokół Saturna, z przelotem orbitera na wysokości 1200 km. Rozwiązanie problemu łączności wymagało dokonania takiej zmiany geometrii przelotu sondy Cassini obok Tytana, żeby zminimalizować prędkość orbitera względem lądującego próbnika. Planowane pierwsze dwie orbity wokół Saturna zostały zastąpione przez trzy orbity o krótszym okresie, z lądowaniem podczas trzeciej orbity i zbliżeniem orbitera Cassini do Tytana na odległość 60 000 km. Zmniejszyło to przesunięcie dopplerowskie odbieranych sygnałów do wartości, które nie zakłócały transmisji. Dodatkowo zdecydowano o wcześniejszym o 4 godziny włączeniu ogrzewania próbnika Huygens przed wejściem w atmosferę, co zwiększyło temperaturę oscylatora nadajnika pokładowego i stabilność jego pracy.

    Titan IV (włączając IVA i IVB) – model rakiety nośnej, która była używana przez US Air Force. Pierwszy start tej rakiety nastąpił 14 czerwca 1989 r., ostatni start odbył się 19 października 2005 r.Kilowatogodzina (symbol: kWh ) - jednostka pracy, energii oraz ciepła. 1 kWh odpowiada ilości energii, jaką zużywa przez godzinę urządzenie o mocy 1000 watów, czyli jednego kilowata. To jednostka wielokrotna jednostki energii - watosekundy (czyli dżula) w układzie SI.

    Po drugim bliskim przelocie obok Tytana, w dniu 13 grudnia 2004 roku, sonda Cassini znalazła się na orbicie, która bez dalszej korekty doprowadziłaby do następnego przelotu w odległości około 4600 km od tego księżyca. 17 grudnia Cassini wykonał, przy użyciu silnika głównego, manewr, który wprowadził go na trajektorię prowadzącą do zderzenia z Tytanem (Probe Targeting Maneuver; Δv = 11,94 m s). Dodatkowy niewielki manewr korekcyjny (Δv = 0,02 m s) został wykonany 23 grudnia.

    Program Fobos (ros. Фобос) – program lotu dwóch radzieckich bezzałogowych sond kosmicznych wysłanych w 1988 roku. Celem ich misji było przeprowadzenie szczegółowych badań marsjańskiego księżyca Fobosa. Sondy miały dokonać bardzo bliskich przelotów nad powierzchnią Fobosa, umieścić na niej lądowniki, wykonać obserwacje powierzchni i atmosfery Marsa, a także przeprowadzić obserwacje Słońca i przestrzeni międzyplanetarnej.Płyta kompaktowa (ang. Compact Disc, CD-ROM – Compact Disc – Read Only Memory) — poliwęglanowy krążek z zakodowaną cyfrowo informacją do bezkontaktowego odczytu światłem lasera optycznego. Zaprojektowany w celu nagrywania i przechowywania dźwięku, przy użyciu kodowania PCM, który dzisiaj jest tylko jednym ze standardów cyfrowego zapisu dźwięku. Taką płytę nazywa się CD-Audio. Dzięki dużej jak na swoje czasy pojemności, niezawodności i niskiej cenie, dysk kompaktowy stał się popularnym medium do zapisywania danych.

    25 grudnia o 02:00 UTC próbnik Huygens został odłączony poprzez zdetonowanie sworzni pirotechnicznych i odepchnięty przez sprężyny od orbitera Cassini z prędkością około 0,33 m s. Jednocześnie próbnikowi zostało nadane wirowanie z prędkością 7,5 obrotów na minutę, dla stabilizowania jego ustawienia w przestrzeni. 28 grudnia Cassini wykonał manewr zejścia z kursu kolizyjnego z Tytanem (Orbiter Deflection Maneuver; Δv = 23,7 m s), który wraz z kolejnym manewrem w dniu 3 stycznia 2005 (Δv = 0,14 m s) zapewnił właściwą trajektorię dla odbioru danych z próbnika podczas jego misji na Tytanie.

       Zdjęcie wykonane w czasie opadania z wysokości pięciu kilometrów, z użyciem obiektywu szerokokątnego.
    Zdjęcie wykonane w czasie opadania z wysokości pięciu kilometrów, z użyciem obiektywu szerokokątnego.

    Podczas trwającego dwadzieścia dni lotu w kierunku Tytana jedynymi czynnymi elementami na pokładzie próbnika Huygens były trzy zegary pokładowe. Aktywowały one funkcjonowanie próbnika na 4 h 23 min przed przewidzianym momentem wejścia w atmosferę. 14 stycznia 2005 o 09:05:52,523 UTC próbnik osiągnął wysokość 1270 km nad powierzchnią księżyca, która została zdefiniowana przez zespół nawigacyjny misji jako granica atmosfery. Wtargnięcie w atmosferę nastąpiło z prędkością 6 km s, pod kątem – 65,6° ± 0,3° w stosunku do lokalnego horyzontu. Osłony próbnika zapewniły wyhamowanie do prędkości około 400 m s na wysokości 155 km. W tym momencie komputery pokładowe przetwarzające dane z akcelerometrów zainicjowały sekwencję rozwinięcia spadochronów. Ładunek pirotechniczny wyrzucił spadochron pilotujący odrzucający tylną osłonę, która odpadając wyciągnęła z kolei spadochron główny. 30 sekund później odrzucona została osłona przednia. Następnie odrzucone zostały osłony i rozłożone wysięgniki instrumentów naukowych. 15 minut po rozłożeniu spadochronu głównego, na wysokości 111 km, został on odrzucony i zastąpiony przez mniejszy spadochron stabilizujący. Na wysokości 62 km włączone zostały wysokościomierze radarowe. Umożliwiły one optymalizację pomiarów wykonywanych przez instrumenty podczas ostatniej fazy opadania. Na wysokości 700 m nad powierzchnią włączona została lampa instrumentu DISR umożliwiająca wykonanie pomiarów widma refleksyjnego.

    O 11:38:10,77 UTC Huygens wylądował bezpiecznie z prędkością pionową 4,54 m s w miejscu o współrzędnych 10,25° ± 0,17° S, 192,32° ± 0,24° W. Sonda Cassini kontynuowała odbiór danych z próbnika aż do momentu jej zniknięcia pod lokalnym horyzontem w miejscu lądowania. Huygens kontynuował pracę przez przynajmniej 3 h 14 min od momentu lądowania, co potwierdzał odbiór sygnału nośnego jego nadajnika przez radioteleskopy na Ziemi. Łącznie próbnik przekazał około 130 Mbit danych naukowych i inżynieryjnych.

    Podczas misji próbnika wystąpiła anomalia w systemie łączności, która spowodowała całkowitą utratę danych przesyłanych przez nadajnik kanału A. Przyczyną był błąd w oprogramowaniu sterującym przesłanym na pokład sondy Cassini. Pominięto w nim komendę włączenia zasilania ultrastabilnego oscylatora odbiornika kanału A. W rezultacie odbiornik ten nie był w stanie odebrać sygnałów z pokładu próbnika. W wyniku anomalii utracono wszystkie dane z eksperymentu pomiarów dopplerowskich prędkości wiatru (DWE) oraz połowę z wykonanych zdjęć powierzchni Tytana. Dane z pozostałych eksperymentów były przesyłane niezależnie przez obydwa kanały łączności i zostały odebrane w całości przez odbiornik kanału B. Rezultaty eksperymentu DWE zostały w dużej mierze odzyskane dzięki analizie sygnału nośnego kanału A odbieranego przez sieć radioteleskopów na powierzchni Ziemi. Dodatkowo sygnały te posłużyły do przeprowadzenia eksperymentu interferometrii wielkobazowej (VLBI) w celu rekonstrukcji trajektorii przelotu próbnika przez atmosferę.

    Inną anomalią podczas misji było niespodziewane zachowanie wirowania próbnika wokół swej osi. Początkowy kierunek wirowania przeciwny do ruchu wskazówek zegara zmniejszył się bardziej gwałtownie niż przewidziano po rozwinięciu spadochronu głównego i po około 10 minutach zmienił kierunek na przeciwny. Przyczyna tego zachowania nie jest znana.

    Poniższa tabela przedstawia sekwencję przebiegu misji próbnika. Uwagi

    1. SCET (Spacecraft Event Time) – czas zdarzenia na statku kosmicznym.
    2. t0 – moment otwarcia spadochronu pilotującego, przyjęty za oficjalny moment początku fazy opadania próbnika.
    3. ERT (Earth Received Time) – czas odbioru sygnału na Ziemi. Dla momentu lądowania próbnika Huygens ERT = SCET + 1 h 7 min 6,35 s (za M. K. Bird i in.: Winds on Titan: First results from the Huygens Doppler Wind Experiment. Supplementary Discussion.. Nature, tom 438, s. 800-802, 2005–12–08.).

    Misja orbitalna[]

    Saturn obserwowany z orbity przez sondę Cassini
    Schemat przebiegu orbit sondy Cassini wokół Saturna podczas poszczególnych etapów misji
    Podsumowanie bliskich zbliżeń do księżyców Saturna w poszczególnych latach misji

    Po wykonaniu manewru wejścia na orbitę wokół Saturna, sonda Cassini rozpoczęła realizację zaplanowanej na cztery lata głównej misji badawczej. Ze względu na doskonały stan orbitera, po jej zakończeniu, misja sondy została przedłużona pod nazwą Misja Równonocy. W październiku 2010 roku rozpoczęła się druga z kolei misja przedłużona – Misja Przesilenia. Zakończy się ona 15 września 2017 roku, zniszczeniem sondy w atmosferze Saturna. Łącznie, w trakcie całej misji, Cassini ma wykonać 294 orbity w układzie Saturna.

    Do zmieniania parametrów orbity sondy wykorzystywane są asysty grawitacyjne ze strony Tytana. Podczas typowego przelotu na wysokości 950 km nad powierzchnią tego księżyca, uzyskiwana dzięki asyście Δv wynosi około 800 m s. Manewry z użyciem silników sondy służą do przeprowadzania niewielkich korekt trajektorii oraz są wykorzystywane do dokonania zmiany trajektorii w sytuacjach, gdy manewr asysty grawitacyjnej nie jest wystarczający.

    Misja główna[]

    Podczas trwającej cztery lata, do 1 lipca 2008, głównej misji orbitalnej, Cassini wykonał 75 orbit wokół Saturna (oznaczonych kolejno literami A, B, C oraz liczbami 3 – 74). W tym czasie orbiter dokonał 45 bliskich przelotów obok Tytana oraz wykonał celowane przeloty obok sześciu innych księżyców: Enceladusa (4x), Febe, Hyperiona, Dione, Rei i Japeta. Zrealizowano też wiele odleglejszych przelotów obok innych księżyców. Zmieniający się kąt nachylenia orbity sondy pozwolił na przeprowadzenie obserwacji zarówno strefy równikowej, jak i rejonów biegunowych planety.

    Misja główna została podzielona na sześć kolejnych faz:

  • Wejście na orbitę i misja Huygensa (czerwiec 2004 – 15 lutego 2005); orbity A – 3.
  • Przelot sondy obok Febe w drodze do Saturna. Manewr wejścia na orbitę. Pierwsze trzy bliskie przeloty obok Tytana. Lądowanie próbnika Huygens na powierzchni Tytana.

  • Sekwencje okultacji pierścienia (15 lutego 2005 – 7 września 2005); orbity 3 – 14.
  • Orbity sondy początkowo leżały w płaszczyźnie równikowej, a następnie zostały do niej nachylone. Obserwacje pierścieni planety (fotografie o wysokiej rozdzielczości, filmy, okultacje radiowe i gwiazdowe) ukazały ich złożoną strukturę. 4 przeloty obok Tytana. 3 bliskie zbliżenia sondy do Enceladusa, które doprowadziły do odkrycia na jego powierzchni aktywnego kriowulkanizmu.

  • Księżyce lodowe i ogon magnetosfery (7 września 2005 – 22 lipca 2006); orbity 14 – 26.
  • Orbity sondy pozostawały w płaszczyźnie pierścieni i księżyców, ale stopniowo ulegały rotacji, aż do sięgnięcia poza planetę, do ogona magnetosfery. Cassini miał najlepsze podczas misji głównej warunki do obserwacji wielu księżyców lodowych, w tym Kalipso, Tetydy, Telesto, Dione, Rei i Hyperiona oraz bardzo dobry wgląd w dynamikę atmosfery planety. 10 przelotów obok Tytana.

  • Transfer o 180 stopni; pierścienie i MAPS (22 lipca 2006 – 30 czerwca 2007); orbity 26 – 47.
  • Orbity sondy leżące poprzednio w płaszczyźnie pierścieni stawały się coraz mniejsze i bardziej nachylone, aż do momentu gdy Cassini napotkał Tytana po przeciwnej stronie planety (tzw. transfer o 180 stopni), a orbita powróciła do płaszczyzny równikowej. Umożliwiło to wykonanie szczegółowych badań magnetosfery i atmosfery Saturna oraz, po raz pierwszy, obserwacje planety i jej pierścieni widzianych znad biegunów. 17 przelotów obok Tytana.

  • Przelot obok Japeta i księżyce lodowe (30 czerwca 2007 – 14 września 2007); orbity 47 – 49.
  • Jedyny podczas całej misji bliski przelot obok Japeta (10 września 2007). 2 przeloty obok Tytana, przelot obok Rei i najlepsze podczas misji głównej obserwacje Heleny.

  • Pierścienie i MAPS (14 września 2007 – 1 lipca 2008); orbity 49 – 74.
  • Nachylenie orbit sondy w tej fazie misji stawało się coraz większe, a ich okres coraz mniejszy. Umożliwiło to wykonanie szczegółowych obserwacji systemu pierścieni. 9 przelotów obok Tytana. Bliski przelot (w odległości 48 km od powierzchni) nad Enceladusem. Najlepsze podczas misji głównej obserwacje Epimeteusza.

    Misja przedłużona (Misja Równonocy)[]

    Pionowe struktury na brzegu pierścienia B uwidocznione dwa tygodnie przed równonocą

    Misja przedłużona znana jest także pod nazwą Misja Równonocy (Cassini Equinox Mission), ponieważ w jej trakcie Saturn przeszedł 11 sierpnia 2009 roku w swoim ruchu orbitalnym przez moment równonocy. Plan rozpoczętej 1 lipca 2008 roku misji przewidywał początkowo dwuletni jej okres (do 1 lipca 2010), ale późniejsze dokumenty określały datę jej zakończenia jako 27 września albo 11 października 2010.

    Do głównych celów naukowych misji przedłużonej należały:

  • Przeprowadzenie bardziej szczegółowych obserwacji księżyców Saturna, w szczególności Tytana i Enceladusa.
  • Monitorowanie zmian sezonowych na Tytanie i Saturnie.
  • Zbadanie nowych regionów magnetosfery Saturna.
  • Obserwacje unikalnej geometrii pierścieni Saturna podczas równonocy, kiedy światło słoneczne padało prosto przez płaszczyznę pierścieni.
  • Podczas Misji Równonocy odbyło się 27 bliskich przelotów obok Tytana i 7 zbliżeń do Enceladusa (w tym dwa na odległość jedynie 25 km od powierzchni). Cassini wykonał również stosunkowo bliskie przeloty obok Mimasa (6x), Tetydy (8x), Dione (3x, w tym jeden w odległości 500 km), Rei (5x, w tym jeden w odległości 100 km) oraz wiele zbliżeń do małych księżyców, w tym przelot w odległości 1800 km od Heleny. Głównym wydarzeniem misji był okres równonocy. Gdy Słońce przechodziło przez płaszczyznę pierścieni Saturna, księżyce rzucały cień na planetę i pierścienie. Także pionowe struktury wewnątrz pierścieni rzucały własne cienie, co uwidaczniało drobne szczegóły ich budowy. Przedłużona misja pozwoliła też na zwiększenie pokrycia obrazami radarowymi powierzchni Tytana z 22% (podczas misji głównej) do 30%.

    Orbity sondy podczas misji przedłużonej charakteryzowało początkowo wysokie nachylenie, by w drugiej jej połowie wrócić do płaszczyzny równikowej. Cassini wykonał też ponowny transfer orbity o 180 stopni.

    Misja przedłużona-przedłużona (Misja Przesilenia)[]

    Kolejna misja przedłużona (Extended-extended Mission) znana jest pod nazwą Misja Przesilenia (Cassini Solstice Mission), ponieważ w jej trakcie, 24 maja 2017 roku, na Saturnie będzie miało miejsce przesilenie letnie. Ponieważ Cassini przybył do Saturna krótko po momencie przesilenia zimowego, umożliwi to przeprowadzenie obserwacji zmian sezonowych przez prawie połowę roku saturnowego.

    Do najważniejszych celów naukowych drugiej misji przedłużonej należą:

  • Tytan – Obserwacja zmian sezonowych i krótkoterminowych; szczególna uwaga na: jeziora i inne materiały na powierzchni księżyca; budowa wewnętrzna; aerozole i cząsteczki o dużej masie; gęstość górnych warstw atmosfery; topografia powierzchni; temperatura na powierzchni i obłoki; wiatry.
  • Księżyce lodowe – Obserwacje potencjalnej zmienności czasowej aktywności Enceladusa; szczególna uwaga na: podpowierzchniowy ocean i budowa wewnętrzna Enceladusa; poszukiwanie wewnętrznej aktywności na Dione, poszukiwanie hipotetycznego pierścienia wokół Rei; interakcje Tetydy z magnetosferą; wewnętrzne zróżnicowanie Rei.
  • Pierścienie – Obserwacje zmiennego kąta otwarcia i zmienności czasowej; szczególna uwaga na: określenie wieku i masy pierścieni; mechanizm oczyszczania przerw w pierścieniach; zróżnicowanie składu; mikrostruktura; struktura "śmigieł" (propellers); badania in situ pierścienia D.
  • Saturn – Obserwacja zmian sezonowych; szczególna uwaga na: określenie okresu rotacji; burze polarne; gazy śladowe; wyładowania atmosferyczne; jonosfera; struktura wewnętrzna.
  • Magnetosfera – Obserwacja efektów sezonowych i związanych z cyklem aktywności słonecznej; szczególna uwaga na: dynamika ogona magnetycznego; wewnętrzne pasy radiacyjne; okresowości w magnetosferze; sprzężenie z jonosferą Saturna i pierścieniami.
  • Podczas Misji Przesilenia odbędzie się 56 bliskich przelotów obok Tytana i 12 zbliżeń do Enceladusa. Dodatkowo Cassini wykona 3 bardzo bliskie przeloty obok Dione, 2 obok Tetydy, oraz po jednym obok Methone, Telesto, Rei, Epimeteusza i Aegaeona.

    Orbity sondy będą naprzemiennie przebiegać w płaszczyźnie równikowej planety (październik 2010 – maj 2012 oraz marzec 2015 – styczeń 2016) bądź mieć wysokie do niej nachylenie (maj 2012 – marzec 2015 oraz styczeń 2016 – listopad 2016). Przedostatni bliski przelot obok Tytana, w dniu 29 listopada 2016 roku, obniży periapsis orbity na odległość jedynie 10 000 km poza pierścieniem F. Cassini wykona wtedy kolejno 20 tzw. orbit pierścienia F. Manewr asysty grawitacyjnej podczas ostatniego bliskiego przelotu obok Tytana (22 kwietnia 2017), spowoduje przeskok orbity sondy przez główny układ pierścieni. Periapsis znajdzie się wówczas w wąskiej strefie pomiędzy wewnętrznym brzegiem pierścienia D i planetą, zaledwie 3800 km ponad szczytami jej chmur. Cassini wykona wówczas 23 tzw. orbit proksymalnych. Ostatnie grawitacyjne pchnięcie wywołane odległym przelotem obok Tytana (11 września 2017), spowoduje dalsze obniżenie periapsis, poniżej pokrywy chmur planety. W wyniku tego, 15 września 2017 roku, sonda ulegnie zniszczeniu podczas wtargnięcia w atmosferę Saturna.

    Orbity pierścienia F umożliwią wykonanie obserwacji pierścieni F i A o wysokiej rozdzielczości, okultacje pierścieni i przecinanie przez sondę linii pola zorzowego. Orbity proksymalne będą pod wieloma względami przypominać misję sondy Juno do Jowisza. W ich trakcie Cassini będzie mógł przeprowadzić bardzo precyzyjne pomiary pola magnetycznego i grawitacyjnego Saturna, co pozwoli określić strukturę wnętrza planety. Możliwe stanie się wyznaczenie masy pierścieni, zrealizowanie badań in situ jonosfery planety, wewnętrznych pasów radiacyjnych oraz pierścienia D. Wykonane zostaną obserwacje pierścieni głównych i badania atmosfery Saturna o najwyższej rozdzielczości.

  • Pierścienie Saturna z widocznymi szprychami pierścienia B

  • Odbicie światła słonecznego w zakresie podczerwieni od tafli jeziora Jingpo Lacus na Tytanie

  • Strugi materii wyrzucane z powierzchni Enceladusa

  • Hyperion

  • Lista przelotów obok księżyców Saturna[]

    Przeloty sondy Cassini obok księżyców Saturna, w trakcie misji orbitalnej, dzielą się na dwa rodzaje. W przypadku przelotów celowanych sonda wykonuje manewr korekty orbity, w celu osiągnięcia planowanych parametrów przelotu. Przeloty niecelowane nie są poprzedzane manewrem korekty orbity. W tabeli podano wszystkie przeloty celowane oraz przeloty niecelowane na odległość poniżej około 10 tysięcy km (data i nazwa księżyca przy przelocie niecelowanym pisane są kursywą). Dane do dnia 17 czerwca 2009 podają odtworzoną rzeczywistą trajektorię orbitalną sondy Cassini. Po tej dacie podana jest trajektoria planowana.

    Podstrony: [1] 2 [3] [4] [5]



    w oparciu o Wikipedię (licencja GFDL, CC-BY-SA 3.0, autorzy, historia, edycja)

    Reklama

    Czas generowania strony: 0.154 sek.