На главную страницу | ||||||
Миссия Кассини-Гюйгенс | ||||||
Обзор Конструкция Полет к Сатурну Исследования спутников Сатурна Изучение Титана Исследования колец Сатурна Галерея |
||||||
Обзор Космический зонд "Кассини-Гюйгенс" был запущен в космос NASA 15 октября 1997 с военно-воздушной базы на мысе Канаверал, штат Флорида. Учитывая огромные расстояния между Землей и Сатурн, было бы неразумно отправить космический аппарат только для нескольких исследований. Таким образом, орбитальный аппарат "Кассини" и зонд "Гюйгенс" были оснащены множеством сложнейших приборов и фотокамер, которые способны получать изображения в различных диапазонах видимости: видимого и инфракрасного. Для разгона аппарат провел несколько гравитационных маневров. "Кассини" два раза пролетел рядом с Венерой - в 1998 и 1999, затем, в августе 1999 со скоростью 69 тыс. км/час прошёл около Земли, зимой 2000 пролетел мимо Юпитера, передав на Землю его фотографии.
Используя различные инструменты, "Кассини" собирает подробные данные о системе Сатурна, его кольцах и спутниках, вращающихся вокруг этого газового гиганта. Полученные данные помогут ученым понять процессы, происходящие в этом необычной районе нашей Солнечной системы. Было поставлено несколько научных задач: измерение огромной магнитосферы Сатурна, изучение колец Сатурна, анализ состава атмосферы газового гиганта. Как только записывающее устройство на борту аппарата полностью заполняется данными, происходит передача данных на землю, которые принимаются при помощи одно и нескольких 70 метровых антенн "Дальней космической связи" ("Deep Space Network"). Каждый день Кассини передает несколько гигабайт информации, которая затем обрабатывается 250 учеными из разных стран. При помощи специальной аппаратуры Кассини может снимать поверхность Титана, самого большого спутника Сатурна. Предыдущие миссии не смогли выполнить эту задачу из-за плотной атмосферы Титана, которая не позволила обычным фотокамерам заснять его поверхность. В декабре 2004 года от "Кассини" отстыковался космических спускаемый аппарат Гюйгенс. После 20 дневного приближения зонд вошел в атмосферу Титана. При этом раскрылось 3 парашюта, которые позволили ученым получить данные об атмосфере, ветрах, температуре, составе и поверхности спутника. Через два часа двадцать семь минут после входа в атмосферу Титана зонд совершил посадку неподалеку от экватора спутника. Гюйгенс пережил приземление на замороженную поверхность Титана и передавал данные еще несколько минут после посадки. Космический модуль "Кассини" до сих пор вращается вокруг Сатурна и передает на Землю различные данные о газовом гиганте, его кольцах и спутниках. Конструкция Кассини
Самое важное это то, что аппарат состоит из двух частей: орбитальной станции "Кассини" и спускаемого модуля "Гюйгенс". Вес "Кассини" при старте составил 5,650 кг (6 тон), включая 320-килограммовый "Гюйгенс", 336 кг научных приборов и 3130 кг топлива. На аппарате установлены два основных реактивных двигателя мощностью по 445 ньютонов (двигатель продублирован на случай поломки). "Кассини" также оборудован 16-ю двигателями малой тяги, используемыми для стабилизации аппарата, а также при малых орбитальных маневрах. Размеры станции составляют 6,7 м в высоту и 4 м в ширину. Для обеспечения электроэнергией аппарат укомплектован тремя плутониевыми термоэлектрическими генераторами, использующими по 11 килограммов плутония-238 каждый. Орбитальный модуль "Кассини" несёт 12 научных приборов: 1. Плазменный спектрометр (CAPS), предназначен для исследования плазмы (высоко ионизированных газов), как рядом, так и внутри магнитного поля Сатурна. 2. Анализатор космической пыли (CDA), предназначен для исследования пыли и ледяных частиц в системе Сатурна. 3. Инфракрасный спектрометр (INMS), предназначен для изучения инфракрасных излучений от поверхности, атмосферы и колец Сатурна, а также для изучения его спутников - их состава и температур. 4. Система научного наблюдения (ISS), позволяет получать изображения в видимом, инфракрасном и ультрафиолетовом диапазонах. 5. Магнитометр (MAG), позволяет измерять магнитное поле Сатурна, его взаимодействие с солнечным ветром, его кольцами и спутниками. 6. Радар (RADAR), позволяет "пробить" атмосферу Титана и получить снимки его поверхности. 7. Измеритель радио и плазменных волн (RPWS). 8. Система научных радиоизмерений (RSS), занимается поиском гравитационных волн во Вселенной, изучает атмосферу, кольца и гравитационное поле Сатурна и его спутников, при помощи измерения изменения радиоволн, испускаемых от аппарата. 9. Ультрафиолетовый спектрограф (UVIS), измеряет ультрафиолетовые излучения от атмосферы и колец Сатурна для изучения его структуры и химического состава. 10. Спектрометр видимого и инфракрасного излучения (VIMS), позволяет изучать поверхность и атмосферу Сатурна и его спутников, измеряя цвета видимого и инфракрасного света, отраженного от поверхности. 11. Масс-спектрометр для ионов и незаряженных частиц (INMS). 12. Magnetospheric Imaging Instrument (MIMI) images Saturn's magnetosphere and measures interactions between the magnetosphere and the solar wind, a flow of ionised gases streaming out from the Sun. Гюйгенс "Гюйгенс" состоит из двух частей: защитный модуль и спускаемый модуль. Защитный модуль содержит оборудование по контролю за аппаратом после отделения от "Кассини", а также мощный защитный слой, препятствующий гибели аппарата в результате разогрева при входе в атмосферу. Спускаемый модель "Гюйгенс" нес на себе 6 научных приборов: 1. Huygens Atmospheric Structure Instrument (HASI) - измерение физических и электрических свойств атмосферы Титана. 2. Doppler Wind Experiment (DWE) - изучение направления и силы ветров Титана. 3. Descent Imager/Spectral Radiometer (DISR) - отображение спуска и исследования уровня освещённости. 4. Gas Chromatograph Mass Spectrometer (GC/MS) - идентификация и измерение химического состава атмосферы Титана. 5. Aerosol Collector and Pyrolyser (ACP) - анализ атмосферных аэрозольных частиц. 6. Surface-Science Package (SSP) - определение свойств поверхности. В "схеме пробуждения" "Гюйгенса" важную роль играли стеклянные конденсаторы компании AVX. Стеклянные конденсаторы принимали участие в том, когда зонд 24 декабря 2004 года отделился от космического корабля Кассини. При снижении Гюйгенса на поверхность Титана стеклянный конденсатор типа CYR10 вывел из семилетнего "сна" центральный компьютер Гюйгенса, чтобы затем анализировать атмосферу Титана и сделать снимки его поверхности. Сверхстабильные стеклянные конденсаторы компании AVX используются также в коммуникационных и управляющих системах космического корабля Кассини. С первых дней конденсаторы выполняют важнейшие функции в космических программах, в таких как Space Shuttles, Voyager, Magellan, Galileo, Mars Exploration Rover и Cassini-Huygens, а также в многочисленных программах искусственных спутников. "Кассини" стабилизирован в трех плоскостях за счет работы двигателей, а также специальных дисковых устройств (точно направленная стабилизация аппарата достигается за счет поворота дисков, осуществляемых электромоторами) и гироскопов. Навигация осуществляется по звездам, в компьютер заложены координаты 5000 звезд. Аппарат оборудован одной основной и двумя маломощными антеннами. Основная антенна используется для связи с Землей на частоте 8,4 Ггц, для приема данных от "Гюйгенса", а также как радар. Антенна также используется при проведении экспериментов по прохождению радиосигнала (в разных диапазонах) через атмосферы Сатурна и Титана и кольца Сатурна, что позволяет определить давление в атмосферах, размер частиц колец и др. параметры. До отлета "Кассини" на значительное расстояние от Солнца 4-метровая тарелка основной антенны использовалась для защиты аппарата от солнечного излучения. Поскольку при этом антенна не была направлена на Землю, для связи использовались две маломощные антенны (в принципе для связи с Землей достаточно одной маломощной антенны). Аппарат содержит внушительную компьютерную начинку. Фактически каждый научный инструмент снабжен собственным микрокомпьютером, а все инженерные системы - двумя (с целью повышения надежности). Основной компьютер производства фирмы IBM имеет память в два "мегаслова" (megaword). Компьютер спроектирован для применения в авиации и ранее доказал свою высокую надежность в экстремальных условиях эксплуатации. Компьютерная система имеет многоступенчатую систему защиты от ошибок и сбоев. Хранение научной и служебной информации осуществляется специальным устройством, не имеющим движущихся частей (на предшествующих аппаратах использовалась магнитная лента). Полет к Сатурну >>>> |