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カッシーニ惑星間ステーション。 カッシーニ探査機は土星とその環の間の宇宙の探査を開始した

過去 13 年間、カッシーニ探査機は私たちの理解を静かに変えてきました。 太陽系。 NASAと欧州宇宙機関の36億2000万ドルの共同プロジェクトであるカッシーニ計画は、巨大ガス惑星である土星とその多くの衛星を研究することであった。 しかし明日、この使命は文字通り燃えるような終わりを迎えることになる。 金曜日の東部標準時7時55分に、カッシーニが隕石のような速度で土星の大気圏に落下し、意図的に破壊されるため、地球はカッシーニからのデータ受信を停止します。 天文学者たちは長年にわたってこの瞬間に備えてきました。

探査機のすべての機器は依然として完全に機能していますが、長いミッションにより、土星の周りの探査機の軌道を修正するために必要な燃料がほぼすべて使い果たされました。 しかし、管制チームは、単に宇宙船を制御不能に回転させてどこか別の場所に墜落させるのではなく、土星の衛星とそこに存在する可能性のある生命体を保護するために探査機のコンピューターをプログラムして土星の大気圏に突入させた。

この宇宙船にはさまざまな利点があるにもかかわらず、カッシーニはいわば常に部外者でした。 そのミッションは、冥王星を通過したニューホライズンズミッションや、アメリカの機関が過去数十年にわたって複数の着陸船や探査機を送り込んできた火星関連の他のミッションほど派手なものではなかった。 土星近くのミッションに関連した話題が大きなニュースの見出しになることはほとんどなかった。 しかし、誇大宣伝がなかったとしても、カッシーニによる発見の科学的重要性が減じられるわけではありません。

手続きはさておき、それは 1997 年 10 月 15 日にカッシーニがタイタン IVB/ケンタウルスロケットに乗って地球周回軌道に打ち上げられたときに始まりました。 この打ち上げは共同で行われ、打ち上げロケットは欧州宇宙機関が建造したホイヘンス探査機の軌道にも打ち上げられた。 この装置は、土星最大の衛星タイタンに着陸し、そこから科学データを地球上の研究者に送信できるように設計されました。

打ち上げには何事もなかったわけではない。 カッシーニの打ち上げには、宇宙船の燃料であるプルトニウムによる汚染を懸念して抗議する人々がいました。 カッシーニの打ち上げ前、物理学者のミチオ・カク氏は、打ち上げが失敗してロケットが爆発した場合、放射性物質が発射施設付近の人々に降り注ぐだろうと語った。 NASAと政府機関は、そのような状況はまったく不可能であることを皆に保証するために急いでいた。 幸いなことに、打ち上げは最終的には何の問題もなく行われました。

ケープカナベラルの打ち上げ施設から打ち上げられてから7年後、2機の宇宙船が土星に到着した。 ホイヘンスは 2005 年 1 月 14 日にタイタンに着陸しました。 それ以来、カッシーニは地球とその衛星の周りを何度も周回しています。 彼のおかげで、私たちはこの星系を改めて見て、惑星の環の特徴を理解する機会を得ました。

衛星

巨大なタイタンから小さな衛星ダフニスに至るまで、カッシーニの観測により、この巨大な環状惑星の衛星について多くのことが明らかになりました。 土星とその衛星は、文字通り太陽系の小型版と考えることができます。

エピメテウス

エレナ

ハイペリオン

ミマス、デス・スターに似た衛星

パンドラ

タイタンとテティス (前景)

土星の輪の中で波を起こすダフニス

パン（餃子に似たもの）

カッシーニの最も興味深い 5 つの発見

カッシーニが 13 年間のミッション中に惑星科学にもたらした貢献をすべて列挙することは困難ですが、このミッションが地球上の科学者にとってどれほど意味があるかを理解するのは難しくありません。 以下は、この探査機が 10 年以上の運用中に発見した最も重要な発見のほんの一部です。

エンケラドゥスの間欠泉

カッシーニはそれに気づいただけでなく、排出ガスの中を飛行した 液体の水、エンケラドゥスの地下海から宇宙に発射されました。 その発見は驚くべきものであった。 衛星の海には、おそらく正しい情報が含まれています。 化学組成生命にとって不可欠な物質であり、太陽系内の地球外生命体を探索するための最も望ましいターゲットの1つとなっています。

タイタンの「地球に似た」環境

タイタンを観察することで、私たちは自分自身についてもっと知ることができました。 土星最大の衛星のひとつの探査により、液体メタンの湖と炭化水素の砂丘からなる複雑な世界が明らかになった。 訓練を受けていない観察者にとって、タイタンは地球に似ているように見えるかもしれませんが、明らかに異質な惑星であり、惑星体の多様性の完璧な例となっています。

土星の多くの衛星

1997 年にカッシーニが土星に送られるまで、科学者たちは環状巨人の周りを回る 18 個の衛星の存在しか知りませんでした。 探査機が 7 年間この惑星に向かって移動している間に、研究者たちはさらに 13 個の衛星を発見しました。 しかし、今日、カッシーニのおかげで、土星が 53 個もの衛星の「父」であることがわかりました。

土星の六角形の嵐

カッシーニはその運用中に、土星の実に印象的な画像を取得することができましたが、おそらく最も印象的であると同時にユニークな写真は、土星の極の写真でしょう。 土星の北極で猛威を振るう強力な嵐を囲む大気流の六角形の流れを詳細に観察することができました。 NASAによると、このハリケーンの面積は、地球上の平均的なハリケーンの面積の50倍です。

土星の輪の間の空白の空間

ミッションが最高潮に達する前に、カッシーニは惑星の環と土星自体の間に位置しました。 そして結局のところ、ここは信じられないほど穏やかです。 カッシーニは、最後の軌道飛行の一環として、予想された塵の渦が惑星と環の間に押し寄せる代わりに、完全に空の空間を発見した。

見逃されるミッション

上で述べたように、カッシーニのミッションは火星のミッションほど明るくはありませんでしたが、現代の天文学には非常に役立つことが証明されています。 探査機は毎月、真にユニークな、これまで見たことのない画像と新しい科学データを地球に送信しました。 多くの野心的な天文学者は、このデータに基づいてキャリアを築いてきました。

このミッションの完了は、科学界と疑似科学界にとって真の損失となるだろう。 特に、木星の衛星エウロパを研究する探査機に加えて、NASA や他の宇宙機関には、その計画がないという事実を考慮すると、 少なくとも目に見える未来では、土星、海王星、天王星のような太陽系の遠い世界の地平線を研究し続けてください。

人類は常に、未知の先に何があるのか​​を探ろうと努力してきました。 土星とその衛星を研究するために、カッシーニ宇宙船が建造され、ホイヘンス着陸探査機を搭載して 1997 年 10 月 15 日に打ち上げられました ( ホイヘンス)。 これは、NASA、ヨーロッパおよびイタリアの宇宙機関の共同発案でした。 この装置の主な使命は、土星系に到達し、軌道に入り、タイタンに接近するための最適な軌道を計算することでした。 その後、ホイヘンス探査機はタイタンに軟着陸することになる。

カッシーニは任務を無事に完了し、2004 年 7 月 1 日に土星系に到着し、同年 12 月 25 日にタイタンの大気圏を通過し、途中で多くの興味深い科学データを送信したホイヘンスを発射し、着陸しました。衛星の表面。 タイタンの表面からホイヘンスが発信される たくさんの興味深い科学データ、さまざまな範囲の写真により、衛星の物質の分析が行われました。

(カッシーニからの画像: 土星の大きな衛星タイタンを背景に、巨大な惑星の環が特にはっきりと見えます)

この装置自体は、土星、その磁気圏、環、およびその中の物質の分布を研究するために科学者によって使用されています。 当初は4年程度の使用を予定していましたが、その後2倍に延長されました。 NASAの決定によると、宇宙探査機の作業は2017年まで延長され、その間に探査機とセンサーを使って土星とタイタン自体の両方を調査し、驚くべき氷の間欠泉で有名なエンケラドゥスの近くを通過する予定だ。

(カッシーニは、さらに前に土星の衛星エンケラドゥスの通過を撮影しました 大型衛星ディオネ、前景では土星の環の外側部分の驚くべき美しさを見ることができます）

この探査機の働きにより、惑星の環をさまざまな角度から調べ、その質量をより正確に決定し、巨大ガス惑星とその磁気圏の構造を徹底的に研究することが可能になります。 ジム・グリーンによれば、カッシーニは非常に多くの情報を地球に送信したため、土星とその衛星、そして巨大ガス惑星全般に対する人々の理解に革命をもたらしたという。

(カッシーニによって送信されたユニークなビデオ: 土星の表面で雷雨を捉えており、無線周波数によって送信される稲妻の音も聞くことができます。地上の雷雨とは異なり、土星では雷雨は同時に発生せず、年に 1 回だけ発生します。ただし、その力は地球よりもはるかに強く、数か月持続します）

2017年までの探査機の運用により、科学者は全体像を把握できるようになる 季節の変化惑星の構造。 その後探査機は自爆し、2017年9月までに土星の濃い大気に突入する予定だ。

カッシーニ・ホイヘンスのミッションは、宇宙探査の歴史における重要なマイルストーンであり、その期間中、カッシーニ軌道ステーションは土星の最初の人工衛星となり、ホイヘンス着陸船はタイタンの表面で太陽系外への最初の軟着陸を果たしました。

「環状」惑星の秘密を知るために

このセンセーショナルな宇宙ミッションについて、物理数学博士の L. クサンフォマリティは次のように書いています。 1997 年に打ち上げられたカッシーニ・ホイヘンス宇宙船は、40 億キロメートルを無事に航行し、目的地に到着しました。 その過程で、彼は土星の表面、その最も遠い衛星フィーベ、そして巨大な惑星の環のカラー写真を撮影した。 そして、カッシーニから分離されたホイヘンスの研究装置が、太陽系最大の衛星であるタイタンの表面に着陸したとき、地球上の人々は、遠く離れた惑星の大気の中でそよぐ風を聞き、その表面に山や平原、川があるのを見ました。 ...」

遠くにある神秘的な土星の最初の研究は、アメリカの惑星間ステーション パイオニア 11 によって開始され、有名なボイジャーによって継続されました。 その結果、科学者たちは土星、その環、衛星に関する多くの貴重な情報を入手しましたが、この神秘的な惑星の表面を見ることはできませんでした。 土星とその家族に関する知識のギャップを埋めるための新しいプロジェクトを開始するという提案が持ち上がりました。

カッシーニ・ホイヘンス計画は、NASA、ESA (欧州宇宙機関)、イタリア宇宙機関 (ASI) が参加したこのプロジェクトを具体化したものでした。 主な財政的費用（26億ドル）はアメリカ人が負担し、ESAは5億ドル、イタリア宇宙庁は160ドルを割り当てた。NASAの科学者はカッシーニ基地を、欧州宇宙機関はホイヘンス探査機を、イタリアの技術者は長期探査機を設計した。距離アンテナ通信およびレーダー高度計 (RADAR)。 一般に、17 か国の科学者や技術者がカッシーニとホイヘンスの作成に参加したことは注目に値します。

カッシーニ基地は、1675 年に土星の輪が多数の同心円で構成されていることを発見した 17 世紀のフランスの科学者ジョバンニ カッシーニにちなんで名付けられました。 ホイヘンス探査機は、1655 年にタイタンを初めて発見し、1656 年に土星の輪を発見した 17 世紀のオランダの科学者クリスチャン ホイヘンスにちなんで名付けられました。

新しい衛星、大規模な嵐、その他の発見

1997 年 10 月 15 日、カッシーニはホイヘンスをステーションに取り付けた状態で打ち上げられました。 この装置は、特別な Titan-4 B 打ち上げロケットと追加の Centaur ブースター ユニットを使用して宇宙に打ち上げられました。 当初、カッシーニは金星を目指していましたが、この装置は 2 年間にわたって 3 つの惑星の重力場を利用しました。 土星に到着する前、すべてのシステムはいわゆるスリープモードにありましたが、2000 年の冬になって初めてカッシーニは活動を開始し、太陽系の深部からのユニークなデータで科学者を喜ばせ始めました。

2000 年 12 月 30 日、この装置は木星の重力場で操作を実行し、その後、巨大な惑星に最小距離で接近しました。 カッシーニは木星の多くのカラー画像を撮影し、数多くの科学的測定を実施しました。 2004 年 6 月 11 日にカッシーニが土星に最接近する前に、カッシーニは衛星フェーバスのそばを通過し、宇宙体のユニークな画像が地球に送信されました。 この衛星は大きさ約200キロメートルで、不規則な形状をしており、小惑星に非常によく似ていることが判明した。 この衛星は主に氷で構成されており、その構造は小惑星よりも彗星に近いことが証明された。 科学者たちはこのミッションの最初の結果を熱心に歓迎しましたが、さらにセンセーショナルなデータが彼らを待っていました。

ほとんど 重要な段階このミッションは、特別なブレーキ操作を使用して、2004 年 7 月 1 日に土星の軌道に車両を投入することでした。 カッシーニは、いくつかの衝突を回避できなかったものの、2 つのリング (F と G) の間を通過することにも成功しました。 幸いなことに、この装置は機能を失わず、土星に可能な限り接近し、衛星となることに成功しました。 その後 4 年間で 74 回転し、土星の表面と衛星を探索しました。

2004 年、科学者たちはカッシーニからの画像を研究しているときに、土星の 3 つの新衛星を発見しました。 もちろん彼らは持っていました 小さいサイズ、2005年の初めに、彼らにはメトナ、パレン、ポリュデウセスという名前が与えられました。 2005 年 5 月 1 日、ダフニスという名前の衛星がキーラー ギャップで発見されました。 衛星パンと同様に、その軌道はリングの内側にありました。 カッシーニは衛星アンファ、エイジオン、S/2009 S 1 も発見しました。

ミッション中、土星の表面とその多くの衛星（ミマス、レア、フィーバス、タイタン、テティス、ディオネ、ハイペリオン、エピメテウス）の詳細な調査が行われました。 カッシーニの助けにより、科学者たちは土星の環系を詳細に調査し、衛星の性質について多くのことを知ることができました。 2005 年 9 月 5 日に撮影された画像には、1977 年に天文学者によって初めて発見されたリングの「スポーク」が示されています。 その後、1980 年代にボイジャーによってその存在が確認されました。 これまでのところ、科学者たちはこれらの「スポーク」の形成メカニズムについて困惑しています。

カッシーニの助けにより、エンケラドゥスのホットプルームとその存在を発見することができました。 かき氷この衛星で。 エンケラドゥスの深層に水海の存在の痕跡が発見されたことで、 可能な検索生命と巨大惑星の小さな衛星。 カッシーニはまた、科学者たちを長い間悩ませてきたイアペトゥスの二面性の謎を解くのにも役立ちました。 そのすべての点は、イアペトゥスの軌道軌道中に月の前面を覆っていた黒い塵であることが判明した。 暗い領域はエネルギーを吸収して温まりましたが、汚染されていない領域は冷たいままでした。 イアペトゥスの回転周期が長いため、それに対応して両面衛星の視覚効果が生じました。

2008年4月15日、NASAはミッションを2010年7月まで延長すると発表した。 ミッションの新しい段階には、土星の周囲で60回の追加フライバイ、タイタンへの26回の接近、エンズラッドへの7回の接近、ディオネ、レア、ヘレナへのそれぞれ1回の接近が含まれていた。 カッシーニは土星、その環、磁気圏の研究を続けることになっていた。 2010年2月3日、ミッションの2017年9月までの延長が発表された。 2番 新しいステージこのミッションには、土星の周りをさらに155回周回する軌道、タイタンへの54回の接近、エンケラドスへの11回の接近が含まれており、科学者たちはこれらに非常に興味を持っている。

そしてタイタンではまた雨が降っています…

さて、今度はホイヘンスのことを思い出してください。カッシーニがそうなのは当然のことだからです。 長い間この探査機を自分自身に「引きずり込んだ」のです。 2004 年 12 月中旬、ホイヘンスは周回衛星からの分離に成功し、独立した旅を開始しました。 2005 年 1 月 14 日、彼はタイタンの表面への降下を開始しました。 もちろん、着陸がどうなるかを想像するのは困難だったので、ホイヘンス計画の管理者は、この装置の主な任務は衛星の大気を研究することであると述べましたが、その「取り付け」に関しては、それはあなたの考え次第です運。

しかし、すべては非常にうまくいきました。3 つの開いたパラシュートにより、装置の降下速度が低下し、タイタンの表面に接触した瞬間には 2 時間 28 分続き、秒速 4.5 メートルになりました。 降下中、大気パラメータが測定され、土星の衛星の表面が写真に撮られました。 高度 25 km では、地表はメタン霧に隠れてほとんど見えませんでした。 高度19kmで霧は消えたが、かなり濃い雲が現れた。 しかし、18km以下では視界はかなり良くなりました。

ホイヘンスが、月を除いて、惑星の衛星に着陸した最初の地球探査機であり、また、地表に降下した最初の探査機となったことは、思い出される価値がある。 天体太陽系の周縁部にある。 3時間44分 「ホイヘンス」が地球に情報を送信。 探査機はタイタンとその大気の約350枚の写真を撮影し、着陸地点の荒れ狂う風の音を記録し、さらに小型探査機で土壌に穴をあけた。 予想通り、タイタンの表面の温度は摂氏マイナス 179 度であることが判明しました。このため、探査機はもちろん長時間動作することはできませんでしたが、見事にその任務を完了しました。 ホイヘンスから送信されたタイタンの表面の画像は、火星の岩だらけの砂漠にいくぶん似ています。

タイタンには、直径 1 キロメートルから数十キロメートルまでの大きさの湖があり、液体炭化水素で満たされていました。 2007 年 3 月 13 日、ミッションの指導者は、タイタンの北半球で実際の海が発見されたことについてセンセーショナルな声明を発表しました。そのうちの 1 つは、カスピ海よりもさらに大きいサイズです。 多くの科学者は、タイタンの風景は山、湖、海など地球の風景に似ていると言っています...カッシーニとホイヘンスによって得られたデータは、タイタンの内部には岩石または鉄の核があり、そのマントルは厚さ数百キロメートルの氷の層で構成されていると示唆しています。

もちろん、レーダーデータでは、タイタンの湖や海にどのような炭化水素が存在しているのかを特定することはできません。科学者らは、それらがメタンやエタンである可能性を示唆しており、一定量の炭化水素があることも認めています。 液体窒素。 多くの写真には、地元の湖や海に流れ込む分岐した水路が示されており、川や一時的な小川がそこを流れている可能性があります。

興味深いことに、タイタンと太陽系を除けば、大気を持った衛星は一つもありません。 なぜタイタンがそれを持っているのですか？

タイタンは生命の発見に有望であると考えられていた。 科学者によると、その濃密な大気は、 温室効果そして、表面の温度は生物にとって非常に許容可能な温度です。 これにメタンやその他の有機成分の存在を考慮すると、宇宙での生命の探索に忙しい人々のこの衛星への関心が高まっていることが理解できるでしょう。

地球と同様に、タイタンの大気の主成分は窒素分子（約 85%）で、残りの 15% はアルゴン、メタン、およびより小さな成分で表されます。 科学者にとって、タイタンの大気中の窒素15同位体が窒素14に比べて地球の3倍過剰であることは依然として謎のままである。

疑いもなく、カッシーニ・ホイヘンスのミッションは完全に成功しました。 タイタンは40億年前に生命が誕生する前の地球に似ているという科学者の仮定が確認されました。 したがって、タイタンを研究することによって、科学者は私たちの惑星の遠い過去を調べることができるようになり、ある種のタイムマシン旅行をすることができるようになります。

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カッシーニ - 宇宙船、自動 惑星間ステーション、土星、その環、惑星系を探索します。 天文学者ジョバンニ・カッシーニにちなんで名付けられたこのロケットは、1997 年 10 月にこの巨大な惑星に向けて打ち上げられました。 それ以来、探査機は写真を撮り、スペクトルや磁気圏を測定し、土星、タイタン、その他の衛星の表面をマッピングするなど、熱心に作業を続けてきたが、2017年には研究の対象に直面して消滅することになる。 カッシーニとともに、320キログラムのホイヘンス探査機は土星に向かいました。 カッシーニ・ホイヘンスのミッション自体は非常に成功し、土星とその系をさまざまな角度から見ることができました。

科学者たちは、太陽系の惑星での 1 日がどのくらいの長さであるかをすでに知っています。 残念なことに、研究ではさまざまな指標が示されていたため、土星の 1 日の正確な長さは依然として不明のままでした。 20世紀には、地上の望遠鏡による観測結果からのみ地球上の1日の長さを推定することができましたが、最初の無人探査機が打ち上げられてからは、その数値はより正確になりました。 最後に、「」デバイスからのデータは正確な答えを示し、これまでのすべての仮定を否定しました。

「タス通信／ロイター通信」

ワシントン、4月27日。 /訂正 タス・アナトリー・ボチーニン/。 NASAのカッシーニ宇宙探査機は水曜日、土星とその環の間の空間に進入し、太陽系で2番目に大きい惑星にこれほど接近した最初の科学探査機となった。 こうして彼の20年にわたる使命の最終段階が始まった。

木曜日、探査機は計画されていた土星とその環の間の22回の通過のうちの最初の通過を成功裡に完了し、操縦中に休憩を取った後、データを地球に送信し始めた。

NASAはツイッターで「成功した！カッシーニは土星とその環の間の隙間に潜ることに成功し、地球と交信し、データを送信している」と述べた。

惑星間探査機からのデータは地球に到達するまでに 78 分かかり、カリフォルニア州モハーベ砂漠にある深宇宙通信局で受信されます。 NASAは、惑星とその環の間の22回の潜水の一環として、これまで人類がアクセスできなかった領域から、新たな角度からの画像と装置のセンサーからのデータを取得する計画を立てている。

機器の損傷を避けるために、カッシーニは、惑星の輪を構成する粒子に向けられたアンテナをシールドとして使用しました。 このため、この装置は操縦中に地球と通信できませんでした。 木曜日にはアンテナを地球に向け、再びデータの送信を開始した。

カッシーニプロジェクトのウェブサイトには、この装置が土星の雲の上3000km、目に見える輪の内側の端から300kmを飛行したと記載されている。 装置の飛行速度は時速12万4000kmでした。 「これほど土星に近づいた探査機はこれまでなかった」とミッションディレクターのアール・メイズ氏はプロジェクトのウェブサイトで述べたと伝えられている。 次回の土星の環への潜水は5月2日に予定されている。

カッシーニは 1997 年に土星に向けて打ち上げられ、2004 年に目標に近づき、土星初の人工衛星となりました。 これに先立って、彼は金星、地球、木星の周りでいくつかの重力操作を実行しました。

2週間前、探査機が土星の衛星エンケラドゥスで熱水活動の新たな証拠を発見したことが明らかになり、その氷底海には生命の存在に適した条件が含まれている可能性があることが確認された。

2015年10月、カッシーニはエンケラドゥスの南極の表面から約50キロメートルを飛行し、その「噴水」（下の海から供給されて氷の地殻の隙間から噴出する氷の粒子を含む水の噴出）の組成を化学分析するためにサンプルを採取した。表面。 研究は1年半続き、最終的に科学者たちは、専門家が水熱反応と呼ぶ最も可能性の高い発生源である分子状水素を検出することができた。

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