Красивые и потрясающие открытия одного из самых удачных проектов NASA.
Межпланетный зонд Cassini, отправившийся к Сатурну 20 лет назад, завершил свою миссию, сгорев в атмосфере газового гиганта 15 сентября.
Перед смертью Cassini в последний раз отправил фотографию "властелина колец".
"Спасибо, Cassini, и прощай", - заявил на проходящей в NASA церемонии один из ученых, работавших над миссией.
Уничтожение зонда в атмосфере Сатурна позволит избежать биологического загрязнения спутников Энцелада и Титана, на которых возможна жизнь.
Cassini является одной из самых успешных миссий NASA. Основной целью проекта было изучение Сатурна, его колец и спутников.
Станция отправилась в космическое путешествие 15 октября 1997 года и только через семь лет, 1 июля 2004, вышла на орбиту газового гиганта.
Сатурн и планета Земля, обозначенная стрелкой
Благодаря Cassini человечество узнало о новых мирах-лунах, где могла возникнуть жизнь, а на одном из них даже есть собственная атмосфера, об устройстве удивительных колец, а также о колоссальных штормах, существующих на газовом гиганте.
Открытий Cassini так много, что сложно все перечислить. Зонд прислал на Землю более 453 тысяч фотографий, 183 раза включал свои двигатели, обнаружил восемь новых лун Сатурна. На основе его данных было опубликовано почти четыре тысячи научных статей.
Множество штормов в атмосфере Сатурна
За 13 лет Cassini 293 раза обернулся вокруг Сатурна, 162 раз облетел его спутники, 127 раз облетел Титан, 23 раза - Энцелад.
Стоимость миссии достигла почти четырех миллиардов долларов. Численность людей, занятых в обеспечении миссии Cassini-Huygens, - пять тысяч. Число выполненных команд с Земли - 2,5 миллиона.
Кстати, сам Сатурн состоит главным образом из водорода и гелия. Плотность этой газовой планеты меньше плотности воды.
Корреспондент.net вспоминает главные достижения первого искусственного спутника Сатурна.
Жизнь на спутниках
Одним из самых выдающихся достижений стала высадка на поверхность Титана 14 января 2005 года. От Cassini отделился европейский зонд Huygens, прититанивание которого стало первой мягкой посадкой рукотворного аппарата во внешней Солнечной системе.
Отблеск Солнца на поверхности морей Титана
Ученые считают, что Титан - это единственное место в нашей звездной системе после Земли, на поверхности которого есть жидкость. Его атмосфера в три раза плотнее земной, что делает его исключительным объектом Солнечной системы.
Станция выяснила, что литосфера и гидросфера Титана состоят из углеводородов. На северном полюсе спутника есть три моря жидкого метана и амиака - море Кракена, Лигеи и Пунги, а также большое количество озер. В южном полушарии известно только одно крупное озеро.
Huygens также изучил состав атмосферы (вблизи поверхности - пять процентов метан и азот), измерил скорость ветров - как несильные земные ветра. Также зонд передал снимки с поверхности Титана и даже записал звуки, окружавшие его при спуске.
Анализ собранных данных Huygens и Сassini позволил ученым предположить, что под поверхностью спутника находится огромный водный океан.
Возможность существования жизни на Титане обсуждается учеными уже давно. Ранее ученые были более склонны считать, что зарождение жизни на этом спутнике, атмосфера которого содержит ядовитый метан, невозможно.
Однако последние два года ученые все чаще утверждают, что жизнь на Титане могла сформироваться и в отсутствие жидкой воды. К тому же, атмосферное давление на нем схоже с земным, атмосфера богата азотом, идут дожди и образуются туманы.
Ученые исследовали химический состав спутника Сатурна и пришли к выводу, что присутствующая на Титане синильная кислота, которая в результате химических реакций, происходящих на Титане, может стать основой для полииминов, а те - для бразования аминокислот и нуклеиновых кислот (основ для белков и ДНК).
В апреле этого года сотрудники NASA заявили, что Cassini нашел на Энцеладе - спутнике Сатурна - условия для зарождения и поддержания жизни.
Энцелад является одним из внутренних спутников планеты Сатурн, его диаметр состовляет 500 километров. Такие небольшие объекты мало интересуют ученых, поскольку, чаще всего, они мертвы с геологической точки зрения.
Однако первые исследования Энцелада показали, что он является самым ярким объктом Солнечной системы.
В дальнейшем Энцелад удивил еще больше. Оказалось, что у него есть гейзеры и выбросы паров воды и льдинок. Они находятся на южном полюсе планеты, покрытом "тигровыми полосами" - четырьмя параллельными расщелинами, из которых этот пар и вырывается.
Возраст льда в них оценивается в тысячу лет, возраст самих разломов - около полумиллиона лет. Также оказалось, что у этого спутника не круговая орбита, а есть небольшая эллиптичность. Эффект либрации (качания) определил, что внутри находится океан, полностью покрывающий силикатное ядро.
В выбросах Энцелада кроме воды, амиака, метана, есть маленькие песчинки продолговатой формы. Эксперименты геохимиков показали, что такая форма песчинок может возникать только при 90 градусов по Цельсию, наличии силикатов, воды и большого количества соды.
Последующие измерения показали, что океан очень соленый и сильно газированный, благодаря соде.
Сегодня ученые не могут заглянуть внутрь Энцелада, но знают как смоделировать условия в его недрах. В океанской воде спутника Сатурна примерно такое же содержание поваренной соли, как и в земном океане.
Кроме того, в океане много соды и высокий уровень щелочности (показатель pH достигает 12). Высокая щелочность и высокая концентрация соды означают, что в океанских глубинах происходят, как уже отмечалось, реакции серпентизации.
На океан Энцелада похоже земное озеро Моно в Калифорнии. В этом водоеме много соли и соды, в нем не водится рыба. Однако живут необычные организмы, в частности бактерии GFAJ-1, терпимые к смертельным для других живых существ концентрациям мышьяка.
У Энцелада есть черные курильщики - термальные источники, похожие на те, которые находятся на дне земных океанов.
На Земле эти процессы поддерживают экосистемы анаэробных архей - примитивных микробов, получающих энергию без кислорода и света.
NASA отмечает, что возникновения и существования жизни земного типа необходимо три главных компонента: жидкая вода, источник энергии для обмена веществ и ряд химических элементов (в первую очередь углерод, водород, азот, кислород, фосфор и сера). Подробно об Энцеладе читайте здесь.
Завораживающие кольца
Кольца - вероятно самая узнаваемая часть Сатурна. Это растянувшаяся на сотни тысяч километров система из пылевых колец, толщина которой местами составляет лишь десятки метров. До сих пор неизвестен ни возраст колец, ни их точное происхождение.
Cassini выяснил удивительную деталь - многочисленные луны Сатурна вызывают своей гравитацией различные завихрения в кольцах. У него по меньшей мере 53 луны, а Международный астрономический союз насчитал еще девять спутников, которые пока остаются без названий.
Также снимки с аппарата позволили обнаружить удивительные структуры на границе B-кольца - своеобразные "горы", поднимающиеся над плоскостью колец на 2,5 километра.
Кроме того аппарат открыл, по меньшей мере, восемь новых спутников Сатурна, изучая кольца. Среди них Полидевк, Паллена, Мефона, Анфа, Эгеон и Дафния. Диаметр этих небесных тел не превышает нескольких километров.
Один из них, Пан, привлек большое внимание благодаря своей необычной форме. Его сравнивают с "замороженным пельменем размером с Нью-Йорк".
Дафния, диаметром не более восьми километров, - третий по удаленности спутник Сатурна. Вокруг планеты луна вращается по практически идеальной круговой траектории точно над экватором в узком коридоре - щели Килера (шириной всего 42 километра) кольца A.
Почти 1500 километров составляет диаметр Япета, третьего по величине спутника Сатурна. На его поверхности заметны чередующиеся светлые и темные сферы, поэтому его называют "луной инь-ян".
Мимас считается самым малым небесным телом Солнечной системы - из тех, кому гравитация придала сферическую форму. В диаметре спутник достигает 415 километров.
Ударный кратер на нем был открыт в 1980 году, всего три года после выхода Звездных войн, именно поэтому Мимас часто называют Звездой смерти.
Время на Сатурне
За 13 лет пребывания неподалеку от Сатурна аппарат увидел несколько смен сезонов планеты - от зимы до лета в северном полушарии. Год на этот газовом гиганте длится 29 земных лет, при это сутки - 11 земных часов.
Несмотря на то, что гигант находится в десять раз дальше от Солнца, чем Земля, изменения в освещенности все равно приводят к значительным изменениям в атмосфере газового гиганта.
Шторм в атмосфере северного полушария газового гиганта. Истинный цвет
Например, гигантский гексагон, шторм правильной шестиугольной формы (подробно о нем рассажем ниже), который бушует на северном полюсе, сменил за время миссии свой цвет с синего на золотистый.
С сезонами связано еще одно явление на газовом гиганте - образование "спиц" в кольцах Сатурна. Это продолговатые клиновидные объекты, вращающиеся вместе с кольцами, но располагающиеся на некоторой высоте над ними.
На южном полюсе Сатурна также светит полярное сияние. Эта цветная имитация составлена из 65 отдельных снимков, которые изображают видимый и инфракрасный спектр
С приходом весны в северное полушарие гиганта Cassini заметил шторм, площадь которого была в восемь раз больше Земли. В шторме вспыхивало до десяти молний в секунду, а его движущей силой также оказалось изменяющееся освещение.
Необъяснимый шестиугольник
На северном полюсе Сатурна есть гигантский шестиуголник правильной формы. Cassini выяснил, что гексагон является вихревым облаком. Однако ученые до сих пор не могут дать этому феномену строгое научное объяснение.
Размеры гексагона впечатляют - 25 тысяч километров в поперечнике. Неясно даже, почему это облако возникло на полюсе и закрепилось там. В его центре, прямо над северным полюсом, постоянно бушует ураган.
Объект вращается синхронно с вращением глубинных слоев атмосферы Сатурна и, возможно, синхронно с ее внутренними частями.
Гексагон на этом фото выглядит так, если бы человек смотрел на него собственными глазами
Если шестиугольник неподвижен относительно глубинных слоев Сатурна (в отличие от наблюдаемых верхних слоев атмосферы в более низких широтах), он может послужить опорой в определении истинной скорости вращения Сатурна.
На этом инфракрасном снимке 2008 года над северным полюсом светится полярное сияние, которое изображено в синем цвете. Для человеческого глаза это сияние было бы неразличимо
Нырок навстречу смерти
26 апреля Cassini впервые совершил нырок в атмосферу Сатурна, что стало началом длительного маневра аппарата перед гибелью, которая получила название Грандиозный финал.
"В лучших своих традициях аппарат Cassini вновь стал первопроходцем, показав нам новые удивительные места, в которые завело нас наше любопытство", - говорил тогда Джим Грин, директор планетного подразделения NASA.
Во время маневра аппарат прошел всего в 300 километрах от внутреннего края колец и на расстоянии всего три тысячи километров от верхних слоев облаков планеты.
Собранную во время маневра научную информацию аппарат почти сразу смогу передать на Землю, в том числе снимки верхних облаков планеты, снятые с самого близкого в истории расстояния.
В ходе Грандиозного финала аппарат совершил 22 витка вокруг планеты, после чего сгорел в атмосфере Сатурна.
Посдение фотографии Cassini:
Все фотографии Cassini можно посмотреть на сайте NASA.