| |||||||||||||
| Заходите к нам на форум: задавайте вопросы - получайте ответы! |
|
Исследование Солнечной Системы - Сатурн
| |||||
 Исследователи |
|||||
КА "Cassini" |
Страница:
КА "Cassini" NASA,
Сатурн все ближе (Part #1, Part #2),
Орбита Сатурна (Part #1, Part #2, Part #3),
Посадка на Титан (Part #1, Part #2.1, Part #2.2),
Система Сатурна (Part #1, Part #2, Part #3),
Два года миссии (Part #1, Part #2, Part #3),
Новые открытия,
Первая пятилетка (Part #1, Part #2),
Разгадка тайн Сатурна,
Проделанная работа (Part #1, Part #2),
Луны, кольца и ураганы (Part #1, Part #2, Part #3),
15 лет в космосе! (Part #1, Part #2, Part #3),
Продолжаем миссию (Part #1, Part #2, Part #3, Part #4);
|
|
Сатурн: Властелин Колец Космический аппарат "Cassini", 2005 Органика в атмосфере, озера и вулкан Титана
Автоматическая межпланетная станция Cassini вот уже год и три месяца путешествует по системе Сатурна, передает на Землю гигабайты ценнейших данных и продолжает делать научные открытия. Объем получаемой информации настолько велик, что об этом можно написать целую книгу. Продолжая освещать тему полета Cassini, мы выбрали, на наш взгляд, наиболее значимые и интересные события в системе Сатурна, имевшие место с конца марта по сентябрь 2005 г. включительно; иначе говоря - на витках с 5-го (начался 19 марта) по 15-й (закончился 2 октября). За это время аппарат исследовал с близкого расстояния спутники Титан, Энцелад, Тефию, Гиперион и систему колец Сатурна. Общие сведения о полете Cassini за этот период приведены в таблице. В нее не включены дальние (нецелевые) сближения со спутниками планеты, происходившие вблизи каждого перицентра, так как объем исследований в таких пролетах весьма ограничен. Даты и обстоятельства таких сближений можно найти на http://saturn.jpl.nasa.gov/operations/cassini-calendar-2005.cfm. Титан и еще раз Титан! После двух пролетов Энцелада 17 февраля и 9 марта 2005 г. (НК ?5, 2005) научная группа Cassini сосредоточилась на приготовлениях к пятому (первый целевой пролет Титана с обозначением Т0 был осуществлен 2 июля 2004 г. на расстоянии 339000 км) запланированному пролету Титана (в графике полета этот целевой пролет обозначался Т4). В целях обеспечения необходимых условий сближения со спутником станция Cassini выполнила 19 марта коррекцию траектории OTM-18 (продолжительность 10.4 сек, приращение скорости 1.6 м/с), а планировавшаяся на 27 марта OTM-19 была отменена. Пролет Титана T4 состоялся 31 марта 2005 г. в 20:05 UTC на минимальной высоте 2402 км. Он стал первым в графике полета Cassini не на подлете, а на отлете от Сатурна: перицентр станция прошла двумя сутками ранее. На этот раз проводилась съемка в УФ-диапазоне видовым спектрографом UVIS дымки Титана для картирования эмиссионных линий азота и углерода, а также исследования размера и свойств составляющих ее частиц. Картирующий спектрометр VIMS пронаблюдал эволюцию облаков спутника и произвел картирование состава северного полушария. Другой задачей пролета была радиолокационная съемка этой области, которая уже была частично исследована в октябре 2004 г. и феврале 2005 г.
Ученым представилась возможность задействовать для ее наблюдения и оптические камеры, которые получили очень интересные снимки (во время прошлых пролетов северное полушарие находилось в тени). В ходе пролета была отснята и восточная часть Ксанаду - загадочной области поверхности Титана. Композиционный ИК-спектрометр CIRS измерял вертикальный профиль температуры в северном полушарии Титана, занимался поиском атмосферных взвесей. Радиоспектрометр RPWS, как обычно, определял параметры плазмы (плотность и температура электронов), искал разряды молний в атмосфере Титана, исследовал ионосферу. Следующий, апрельский, пролет Титана обеспечили две коррекции траектории: 9 апреля был осуществлен маневр OTM-21 (импульс длился 37.35 сек и обеспечил приращение скорости 5.82 м/с), и 13 апреля была проведена коррекция OTM-22 (длительность импульса двигателей малой тяги - 67.6 сек, приращение скорости - 0.0635 м/с).
16 апреля станция Cassini осуществила шестой целевой пролет Титана (Т5): в 19:12 UTC аппарат прошел на минимальной высоте 1027 км от его поверхности, причем впервые пролетел над полярной областью Титана - при максимальном сближении он находился на широте 74њ. Главным объектом исследования были термосфера и ионосфера Титана - аппарат прошел ниже ионосферного пика и через область токов Альфвена, соединяющих Титан с магнитосферой. Это дало возможность провести детальные исследования состава ионосферы масс-спектрометром INMS и свойств плазмы приборами для изучения магнитного поля и плазмы MIMI, CAPS, MAG и RPWS. Прибор CAPS продолжал изучать взаимодействие Титана с магнитосферой при удалении на расстояние до 120 его радиусов. При пролете T5 интересные данные получили и другие инструменты станции. Камера ISS вела съемку с высоким (250 м) разрешением полушария, обращенного к Сатурну, и в частности предполагаемого ударного кратера диаметром около 1000 км. Вместе со спектрометром UVIS она отслеживала движение облаков Титана. Кроме этого, UVIS получил спектральную 'картинку' атомных эмиссий и распределения ацетилена и изучал свойства частиц атмосферной дымки. Спектрометр VIMS занимался картографией части северной полусферы спутника, исследованием образования и рассеивания облаков в атмосфере, а также сопоставлением геологических структур поверхности и их химического состава. Спектрометр CIRS вел поиск новых видов молекул и картирование распределения CH4, CO, HCN в атмосфере. Пролет T5 оказался настолько точным, что 19 апреля навигаторы Сassini впервые смогли отменить коррекцию для устранения погрешностей траектории. Органика в атмосфере Титана В ходе пролета Т5 подтвердились данные, полученные с 'Гюйгенса' в январе 2005 г.: в атмосфере Титана не просто присутствуют различные углеводородные соединения, а ее внешний слой просто 'кишит' ими! Еще при посадке зонда этот факт озадачил ученых: температура в верхних слоях атмосферы Титана близка к отметке -200њС, так что эти соединения по идее должны конденсироваться на поверхности. Как показал анализ пролетных данных, некоторые соединения содержали до семи атомов углерода, другие - до семи атомов азота (цианистые соединения, нитрилы). Ученые полагают, что атмосфера Титана является своеобразной лабораторией органической химии, где есть все шансы на зарождение жизни. И какую именно роль в этом процессе выполняют верхние слои атмосферы - еще предстоит выяснить.
13 мая в журнале Science специалисты из Центра космических полетов имени Годдарда во главе с д-ром Майклом Флейзаром (Michael Flasar), руководителем научной группы по композиционному ИК-спектрометру CIRS, опубликовали доклад об исследованиях атмосферы Титана при помощи этого прибора. В частности, ученые получили свидетельства существования 'изолированного полярного вихря' на северном полюсе спутника. Вокруг полюса дуют сильные ветры, которые изолируют атмосферу Титана в этом регионе в течение полярной ночи. К такому выводу ученые пришли, обнаружив с помощью спектрометра наибольшую концентрацию некоторых углеродсодержащих органических молекул в этом регионе. Именно эти молекулы, образующиеся в атмосфере Титана, отвечают за оранжеватый оттенок дымки Титана. Сейчас уже достоверно известно, что атмосфера Титана на 98% состоит из азота, а оставшаяся часть преимущественно 'занята' метаном. Когда эти молекулы поднимаются в верхние слои атмосферы, излучение Солнца разлагает их на отдельные 'фрагменты' с последующим образованием пропана, этана, ацетилена, цианида водорода и более сложных молекул. Из-за того, что стратосферный воздух над полюсом имеет низкую температуру, он опускается, увлекая за собой сформированные на больших высотах органические соединения. Подобные явления происходят и на Земле: в ходе долгой антарктической зимы атмосфера Южного полюса нашей планеты также изолируется на долгие месяцы, что способствует образованию полярных стратосферных облаков. Инертные хлористые соединения (например, нитрат хлора) подвергаются химическим реакциям на кристаллах вещества таких облаков, вследствие чего происходит образование молекулярного хлора. С наступлением весны под воздействием солнечного излучения происходит разложение молекул хлора, что приводит к возникновению пресловутых 'озоновых дыр'. В отличие от атмосферы Земли, атмосфера Титана не содержит озона, однако данные с прибора CIRS указывают на то, что и на Титане происходят сходные явления, и образование необычных и сложных соединений имеет место. Титан и Земля похожи и тем, что их оси вращения наклонены, поэтому на полюсах Титана также возникают длинные полярные ночи. Точнее, очень длинные: полярная зима на Титане длится несколько земных лет, так как период обращения Сатурна вокруг Солнца составляет почти 30 лет. И в настоящее время в северном полушарии Титана полярная зима только вступает в свои права. Научная группа CIRS обнаружила существенные различия в значениях температур на северном полюсе и экваторе спутника. Эти температурные исследования впоследствии помогли ученым измерить скорость околополярных ветров.
А 9 июня статью о некоторых открытиях, сделанных при съемке Титана, опубликова | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
