Cassini-Huygens

Cassini-Huygens

Opérateur	NASA / ESA / ASI
Type de mission	Flyby, orbiteur, atterrisseur
Survol de	Vénus , la Lune , la Terre , Masursky, Jupiter , Lunes de Saturne
Satellite	Saturne
Orbital la date d'insertion	1 juillet 2004 2:48:00 UTC
Date de lancement	15 octobre 1997 8:43:00 UTC (15 ans, 5 mois et 7 jours il ya)
Lanceur	Titan IV-B / Centaure
Site de lancement	Complexe de lancement spatial 40 Base de lancement de Cap Canaveral
Durée de la mission	En cours (Solstice) (8 ans, 8 mois et 21 jours se sont écoulés)   Venus 1er survol   (Complété 26/04/1998)   Venus 2e survol   (Complété 24/06/1999)   Lune survol   (Complété 1999-08-18)   Terre survol   (Complété 1999-08-18)   Masursky survol   (Complété 2000-01-23)   Jupiter survol   (Complété 2000-12-30)   Huygens (vaisseau)   (Complété 2005-01-14)   Mission principale   (Complété 2008-06-3-30)   Mission Equinox   (Complété 2010-09-27) mission de Solstice   (En cours, à la fin 2017)
COSPAR ID	1997-061A
Page d'accueil	www.esa.int (ESA) saturn.jpl.nasa.gov (NASA) www.asi.it (ASI)
Masse	2523 kg (£ 5,560) (Orbiteur unfueled seul)
Puissance	3 (GTR GPHS-RTG) ~ 880 Watts (en 1997) ~ 670 Watts (en 2010) 30 Volts DC

Cassini-Huygens est un Flagship classe NASA - ESA - ASI robotique vaisseau spatial envoyé au Saturn système. Il a étudié la planète et ses nombreux satellites naturels depuis son arrivée il ya en 2004, observant également Jupiter , le Héliosphère, et de tester la théorie de la relativité . Lancé en 1997, après près de deux décennies de gestation, il comprend un orbiteur Saturne et une sonde atmosphérique / atterrisseur pour la lune Titan appelé Huygens, qui est entré et a atterri sur Titan en 2005. Cassini est la quatrième sonde spatiale à visiter Saturne et le premier à entrer en orbite, et sa mission est en cours à partir de 2013.

Il a lancé le 15 Octobre 1997, à un Titan IVB / Centaur et est entré en orbite autour de Saturne le 1er Juillet 2004, après un voyage interplanétaire qui comprenait survols de la Terre, Vénus et Jupiter. Le 25 Décembre 2004, Huygens séparée de l'orbiteur à environ 02h00 UTC. Il a atteint la lune de Saturne Titan le 14 Janvier 2005, quand il est entré dans l'atmosphère de Titan et est descendu à la surface. Il est revenu avec succès les données à la Terre, en utilisant l'orbiteur comme un relais. Ce était la première atterrissage jamais réalisé dans le système solaire externe .

Seize pays européens et les États-Unis font partie de l'équipe responsable de la conception, la construction, le vol et la collecte de données de l'orbiteur Cassini et la sonde Huygens. La mission est gérée par la NASA Jet Propulsion Laboratory aux Etats-Unis, où l'orbiteur a été assemblé. Huygens a été développé par le Centre de recherche en technologie spatiale européenne et dont le maître d'œuvre était Alcatel de la France. Équipements et instruments de la sonde ont été fournies par de nombreux pays. Le Agence spatiale italienne (ASI) a fourni la radio haute de gain de la sonde Cassini antenne, et un radar compact et léger, qui sert de radar à synthèse d'ouverture, un altimètre radar, et un radiomètre.

Le 16 Avril 2008 la NASA a annoncé une prolongation de deux ans du financement des opérations au sol de cette mission, à quel point il a été rebaptisé à l'Equinox Mission Cassini. Ce fut de nouveau prorogée en Février 2010 avec le Solstice Mission Cassini poursuit jusqu'en 2017. La fin actuelle de plan de mission est une chute contrôlée 2017 dans l'atmosphère de Saturne. Cette même année, 2017, Juno sera désorbité par un accident sur Jupiter.

Appellation

Modèle 3D d'animation de l'engin spatial

Saturne en 2008

Il se compose de deux éléments principaux: l'orbiteur ASI / NASA Cassini, du nom de l'astronome italien-français Giovanni Domenico Cassini, (aussi connu plus tard comme Jean-Dominique Cassini quand il est devenu citoyen de la France), et le développé par l'ESA Huygens, du nom de l'astronome néerlandais, mathématicien et physicien Christiaan Huygens. Huygens a découvert Titan, et Cassini a découvert un peu plus des lunes de Saturne. La mission a été communément appelé Saturne Titan Orbiter Probe (SOTP) pendant la gestation, en tant que Mission Mariner Mark II et générique.

Cassini-Huygens est une mission phare classe pour les planètes extérieures. Les autres fleurons planétaires comprennent Galileo, Voyager, et Viking.

Objectifs

Cassini a sept objectifs principaux:

1. Déterminer la structure tridimensionnelle et le comportement dynamique de la anneaux de Saturne
2. Déterminer la composition du surfaces de satellite et l'histoire géologique de chaque objet
3. Déterminer la nature et l'origine de la matière sombre sur Hémisphère avant de Japet
4. Mesurer la structure tridimensionnelle et le comportement dynamique de la magnétosphère
5. Étudier le comportement dynamique de Saturne atmosphère au niveau des nuages
6. Étudier la variabilité temporelle des nuages de Titan et brumes
7. Caractériser la surface de Titan à l'échelle régionale

Cassini-Huygens a lancé le 15 Octobre 1997, à partir de Cape Canaveral Air Force de la gare de Complexe Space Launch 40 utilisant un US Air Force Titan IVB / Fusée Centaur. Le lanceur complet est constitué d'un en deux étapes Titan IV booster, deux sangle sur solide moteurs-fusées, l'étage Centaur supérieure, et un boîtier de charge utile, ou carénage.

Le coût total de cette mission d'exploration scientifique est d'environ US $ 3,26 milliards, dont 1,4 milliard de dollars pour le développement de pré-lancement, $ 704 millions pour les opérations de la mission, 54 millions de dollars pour le suivi et $ 422 000 000 pour le véhicule de lancement. Les États-Unis ont contribué $ 2,6 milliards (80%), l'ESA $ 500 000 000 (15%), et l'ASI $ 160 000 000 (5%).

La mission principale de Cassini a été achevée le 30 Juillet, 2008. La mission a été étendue à Juin 2010 (Cassini Equinox Mission). Ce étudié le système de Saturne en détail au cours Equinox, qui a eu lieu en Août 2009. Le 3 Février 2010, la NASA a annoncé un autre poste pour Cassini, celui-ci pour 6 ans et demi jusqu'en 2017, moment de Solstice d'été dans l'hémisphère nord de Saturne (Cassini Solstice Mission ). L'extension permet encore 155 révolutions autour de la planète, 54 survols de Titan et Encelade 11 survols de. En 2017, une rencontre avec Titan va changer son orbite de manière à ce que, à l'approche plus proche de Saturne, il sera seulement 3.000 km au-dessus de sommet des nuages de la planète, en dessous du bord interne de l'anneau D. Cette séquence d'orbites "proximal" prendra fin lorsque une autre rencontre avec Titan envoie la sonde dans l'atmosphère de Saturne.

Tour

Certaines données (taille commandés mais pas à l'échelle)
Titan	De la Terre Lune	Rhea	Japet	Dione	Téthys	Panaches d'Encelade
Mimas	Hyperion	Phoebe	Janus	Epiméthée	Prométhée	Pandora
Helene	Atlas	Télesto	Méthone

Histoire

Cassini-Huygens sur la rampe de lancement

De Cassini-Huygens origines jour à 1982, lorsque le Fondation européenne de la science et de l'American National Academy of Sciences a formé un groupe de travail pour enquêter sur les futures missions de coopération. Deux scientifiques européens ont suggéré un jumelé Saturne et Titan Orbiter Probe comme un possible mission conjointe. En 1983, la NASA Solaire Comité Exploration système recommandé la même paire Orbiter et Probe comme un projet de la NASA de base. La NASA et l' Agence spatiale européenne (ESA) ont réalisé une étude conjointe de la mission potentielle de 1984 à 1985. L'ESA a continué avec sa propre étude en 1986, tandis que l'astronaute américaine Sally Ride, dans son influent rapport de 1987 " NASA Leadership et avenir de l'Amérique dans l'espace ", a également examiné et approuvé de la mission Cassini.

Bien que le rapport de Ride décrit l'orbiteur Saturn et la sonde comme une mission solo NASA, en 1988 l'Administrateur associé pour la science et les applications de la NASA Len Fisk espace retourné à l'idée d'une mission conjointe de la NASA et de l'ESA. Il a écrit à son homologue à l'ESA, Roger Bonnet, suggérant fortement que l'ESA choisir la mission Cassini parmi les trois candidats à portée de main et prometteur que la NASA se engagerait à la mission dès que l'ESA a fait.

À l'époque, la NASA a été de plus en plus sensibles à la souche qui se était développée entre les programmes spatiaux américains et européens à la suite de perceptions européennes que la NASA ne avait pas traités il comme un égal lors de précédentes collaborations. Fonctionnaires et conseillers impliqués dans la promotion et la planification de Cassini-Huygens de la NASA a tenté de corriger cette tendance en soulignant leur désir de partager de façon égale les avantages scientifiques et technologiques résultant de la mission. En partie, ce nouvel esprit de coopération avec l'Europe a été entraîné par un sens de la compétition avec l' Union soviétique , qui avait commencé à coopérer plus étroitement avec l'Europe comme l'ESA a attiré plus loin de la NASA.

La collaboration a non seulement amélioré les relations entre les deux programmes spatiaux mais aussi aidé Cassini-Huygens survivre compressions budgétaires du Congrès aux États-Unis. Cassini-Huygens est venu sous le feu politique en 1992 et en 1994, mais la NASA a réussi à convaincre le Congrès américain qu'il serait imprudent d'arrêter le projet après l'ESA avait déjà versé des fonds dans le développement parce frustration promesses non tenues d'exploration spatiale pourrait déborder sur d'autres domaines des relations étrangères. Le projet se est déroulé en douceur politique après 1994, bien que les groupes de citoyens préoccupés par son impact potentiel sur l'environnement ont tenté de faire dérailler par des protestations et des poursuites judiciaires et passés jusqu'à son lancement 1997.

la conception de l'engin spatial

Assemblée Cassini-Huygens

Le vaisseau spatial a été à l'origine prévu pour être le deuxième stabilisé sur trois axes, RTG-alimenté Mariner Mark II, une classe de vaisseaux spatiaux développé pour des missions au-delà de l'orbite de Mars .

Cassini a été développé simultanément avec le Comet Rendezvous Asteroid Flyby (CRAF) les véhicules, mais diverses compressions budgétaires et rescopings du projet contraints de mettre fin à la NASA le développement CRAF pour sauver Cassini. En conséquence, la sonde Cassini est devenu une conception plus spécialisé, l'annulation de la mise en oeuvre de la série Mariner Mark II.

Le vaisseau spatial, y compris l'orbiteur et la sonde, est le plus grand et le plus complexe sans pilote interplanétaire satellite, construit à ce jour. L'orbiteur a une masse de 2150 kg (£ 4,700), la sonde 350 kg (770 lb). Avec l'adaptateur du véhicule de lancement et 3132 kg (£ 6,900) de propulseurs au lancement, le satellite a une masse d'environ 5600 kg (£ 12 000) à ce moment. Seuls les deux Phobos vaisseau spatial envoyé à Mars par l' Union soviétique était plus lourd jusqu'à ce moment-là.

La sonde Cassini est plus de 6,8 mètres (22 pi) de hauteur et plus de 4 mètres (13 pi) de largeur. La complexité de l'engin spatial est rendue nécessaire à la fois par son trajectoire (trajectoire de vol) à Saturne, et par l'ambitieux programme d'observations scientifiques fois le vaisseau spatial atteigne sa destination. Cassini a au moins 1630 interconnecté composants électroniques, 22 000 connexions filaires, et plus de 14 km (8,7 mi) de câblage. Le processeur de l'ordinateur de commande de base était une redondant MIL-STD-1750A système de contrôle.

Cassini est alimenté par 32,7 kg de plutonium-238-la chaleur de désintégration radioactive du matériau est transformée en électricité. Huygens a été soutenue par Cassini lors de croisière, mais utilisé batteries chimiques lorsque indépendante.

Maintenant que la sonde Cassini est en orbite autour de Saturne, elle est comprise entre 8,2 et 10,2 unités astronomiques de la Terre . Pour cette raison, il faut environ entre 68 à 84 minutes pour que les signaux radio à voyager de la Terre à l'engin spatial, et vice-versa. Ainsi, les contrôleurs au sol ne peuvent pas donner "en temps réel" des instructions à l'engin spatial, soit pour les opérations au jour le jour, ou dans les cas d'événements imprévus. Même si ils ont répondu immédiatement après avoir pris connaissance d'un problème, au moins trois heures se seront écoulées entre l'apparition du problème lui-même et la réception de la réponse des ingénieurs par le satellite.

Instruments

La surface de Titan révélée par VIMS

Rhea en face de Saturne

Hexagone polaire nord de Saturne

Section de la surface de Phobe

Instrumentation de Cassini se compose de: un radar à ouverture synthétique mappeur, un Système d'imagerie de Charge-Coupled Device, un visible / cartographie infrarouge spectromètre, un spectromètre infrarouge composite, un analyseur de poussière cosmique, d'une radio et plasma expérience d'onde, un spectromètre à plasma, un ultraviolet spectrographe d'imagerie, un instrument d'imagerie de la magnétosphère, une magnétomètre et d'un ion / neutre spectromètre de masse . Télémétrie des communications antenne et d'autres émetteurs spéciales (e Émetteur en bande S et un bi-fréquence _{K, un} système -band) sera également utilisé pour faire des observations de l'atmosphère de Titan et Saturne et de mesurer les gravité domaines de la planète et de ses satellites.

Cassini Plasma Spectrometer (CAPS)

Les CAPS est un instrument de détection directe qui mesure l'énergie et la charge électrique des particules que les rencontres de l'instrument, (le nombre d'électrons et de protons dans la particule). CAPS mesurer les molécules provenant de l'ionosphère de Saturne et de déterminer également la configuration du champ magnétique de Saturne. CAPS étudieront également plasma dans ces domaines ainsi que le vent solaire au sein de la magnétosphère de Saturne.

Cosmic Dust Analyzer (CDA)

Le CDA est un instrument de détection directe qui mesure la taille, la vitesse, et la direction de minuscules grains de poussière près de Saturne. Certaines de ces particules sont en orbite autour de Saturne, tandis que d'autres peuvent provenir d'autres systèmes stellaires. Le CDA sur l'orbiteur est conçu pour en savoir plus sur ces particules mystérieuses, les matériaux dans les autres corps célestes et potentiellement sur les origines de l'univers.

Composite spectromètre infrarouge (CIRS)

Le CIRS est un instrument de télédétection qui mesure la ondes infrarouges provenant objets pour en apprendre davantage sur leurs températures, propriétés thermiques, et des compositions. Tout au long de la mission Cassini-Huygens, le CIRS mesurer les émissions infrarouges des atmosphères, des anneaux et des surfaces dans le vaste système de Saturne. Il permettra de cartographier l'atmosphère de Saturne en trois dimensions pour déterminer les profils de température et de pression avec l'altitude, la composition du gaz, et la répartition des aérosols et des nuages. Il permettra également de mesurer les caractéristiques thermiques et la composition des surfaces de satellites et des anneaux.

Ion et Neutre spectromètre de masse (IENM)

L'IÉNM est un instrument de détection directe qui analyse particules chargées (comme les protons et ions lourds) et de particules neutres (comme atomes) près de Titan et Saturne en apprendre davantage sur leurs atmosphères. IÉNM est destiné également à mesurer l'ion positif et environnements neutres des satellites et des anneaux glacés de Saturne.

Imaging Science Subsystem (ISS)

L'ISS est un instrument de télédétection qui capture la plupart des images en lumière visible , et aussi quelques images infrarouges et ultraviolets images. L'ISS a pris des centaines de milliers d'images de Saturne, ses anneaux et ses lunes, pour le retour à la Terre par la radio télémétrie. L'ISS a un appareil photo grand-angle (WAC) qui prend des photos de grandes surfaces, et une caméra à angle étroit (CNA) qui prend des photos de petites zones dans les moindres détails. Chacune de ces caméras utilise un dispositif sensible à couplage de charge (CCD) que son onde électromagnétique détecteur. Chaque CCD dispose d'un réseau carré de pixels 1024, 12 um sur un côté. Les deux appareils permettent de nombreux modes de collecte de données, y compris la compression de données sur puce. Les deux appareils sont équipés de filtres spectraux qui tournent sur une roue afin de pouvoir utiliser différentes bandes dans le spectre électromagnétique allant de 0,2 à 1,1 pm.

Double Technique magnétomètre (MAG)

Le MAG est un instrument de détection directe permettant de mesurer la force et la direction du champ magnétique autour de Saturne. Les champs magnétiques sont générés en partie par le noyau en fusion extrêmement chaud au centre de Saturne. Mesurer le champ magnétique est l'une des façons de sonder le cœur, même se il est beaucoup trop chaud et profond à visiter. MAG vise à développer un modèle en trois dimensions de la magnétosphère de Saturne, et de déterminer l'état magnétique de Titan et son atmosphère, et les satellites glacés et leur rôle dans la magnétosphère de Saturne.

Magnetospheric Imaging Instrument (MIMI)

Le MIMI est à la fois un instrument direct et télédétection qui produit des images et d'autres données sur les particules piégées dans l'immense champ magnétique, ou magnétosphère de Saturne. Cette information sera utilisée pour étudier la configuration et de la dynamique globale de la magnétosphère et ses interactions avec le vent solaire, l'atmosphère de Saturne, Titan, sonne, et les satellites glacés. MIMI comprend la caméra Ion et neutre (INCA), qui capture et des mesures Les atomes neutres énergétiques (ENA).

Radar

Le radar de bord est un instrument de télédétection active et passive à distance qui va produire des cartes de la surface de Titan. Il mesure la hauteur des objets de surface (comme les montagnes et canyons) en envoyant des signaux radio qui rebondissent sur la surface de Titan et le calendrier de leur retour. Les ondes radio peuvent pénétrer l'épaisse brume environnante voile de Titan. Le radar sera à l'écoute pour les ondes radio que Saturne ou de ses lunes peuvent être produisent.

Radio et l'instrument plasma Vague Science (RPWS)

Le RPWS est un instrument direct et télédétection qui reçoit et mesure des signaux radio provenant de Saturne, y compris les ondes radio émises par l'interaction du vent solaire avec Saturne et Titan. RPWS est de mesurer les champs d'ondes électriques et magnétiques dans les magnétosphères planétaires moyennes et interplanétaires. Il permettra également de déterminer la densité électronique et de la température à proximité de Titan et dans certaines régions de la magnétosphère de Saturne. RPWS étudie la configuration du champ magnétique de Saturne et de sa relation à Saturne kilométrique rayonnement (SKR), ainsi que le suivi et l'ionosphère de Saturne cartographie, le plasma, et la foudre de (et éventuellement de Titan) l'atmosphère de Saturne.

Subsystem sciences radioélectriques (RSS)

Le RSS est un instrument de télédétection qui utilise des antennes de radio sur Terre pour observer les signaux de radio bidirectionnelle de la modification de l'engin spatial comme ils sont envoyés à travers des objets, tels que l'atmosphère de Titan ou les anneaux de Saturne, ou même derrière le Soleil . Le RSS étudie également les compositions, les pressions et les températures d'atmosphères et ionosphères, structure radiale et de la distribution de la taille des particules à l'intérieur des anneaux, des corps et le système masses et ondes gravitationnelles. L'instrument utilise le lien de l'engin spatial en bande X la communication ainsi que la bande S liaison descendante et _un K liaison montante et descendante -band.

Ultraviolet Imaging Spectrograph (UVIS)

Le UVIS est un instrument de télédétection qui capture des images de la lumière ultraviolette réfléchie par un objet, comme les nuages de Saturne et / ou de ses anneaux, en apprendre davantage sur leur structure et leur composition. Conçu pour mesurer la lumière ultraviolette sur des longueurs d'onde de 55,8 à 190 nm, cet instrument est également un outil précieux pour aider à déterminer la composition, la distribution, la teneur en particules d'aérosol et des températures de leurs atmosphères. Contrairement à d'autres types de spectromètre, cet instrument sensible peut prendre deux lectures spectrales et spatiales. Il est particulièrement habile à déterminer la composition des gaz. Observations spatiales prennent une large vue par étroite, un seul pixel de hauteur et 64 pixels de large. La dimension spectrale est 1024 pixels par pixel spatiale. En outre, il peut prendre de nombreuses images qui créent films de la façon dont ce matériau est déplacé par d'autres forces.

Visible et infrarouge Mapping Spectrometer (VIMS)

Le VIMS est un instrument de télédétection qui capture des images en utilisant la lumière visible et infrarouge pour en savoir plus sur la composition de la lune surfaces, les anneaux et les atmosphères de Saturne et de Titan. Il est constitué de deux caméras en une: une utilisés pour mesurer la lumière visible, infrarouge de l'autre. VIMS mesures réfléchies et rayonnement émis par des atmosphères, des anneaux et des surfaces sur des longueurs d'onde de 350 à 5100 nm, pour aider à déterminer leurs compositions, des températures et des structures. Elle observe également la lumière du soleil et de la lumière des étoiles qui passe à travers les anneaux en apprendre davantage sur leur structure. Les chercheurs envisagent d'utiliser VIMS pour les études à long terme de mouvement des nuages et de la morphologie dans le système de Saturne, pour déterminer les conditions météorologiques de Saturne.

Télémétrie

L'engin Cassini est capable de transmettre plusieurs formats différents de télémétrie. Le sous-système de télémétrie est peut-être le sous-système le plus important, car sans elle il n'y aurait pas de retour de données.

Cassini télémétrie a été développé à partir du sol, en raison de l'engin en utilisant un ensemble plus moderne des ordinateurs.

Cassini a été le premier engin à adopter des mini-paquets de réduire la complexité du Dictionnaire de télémétrie, et le processus de développement de logiciels conduit à la création d'un gestionnaire de télémétrie.

Il ya actuellement environ 1088 canaux (en 67 mini-paquets) assemblés dans la télémétrie Dictionnaire Cassini. Sur ces 67 mini-paquets de faible complexité

• Certains six mini-paquets contenaient la covariance du sous-système et des éléments de gain de Kalman (161 mesures), ne est pas utilisé lors des opérations de mission normale.
• Cela a laissé 947 mesures dans 61 mini-paquets.

Un total de sept cartes de télémétrie correspondant à 7 modes de télémétrie AACS ont été construits. Ces modes sont: (1) Enregistrement; (2) Croisière nominale; (3) Moyenne Cruise lente; (4) Croisière lente; (5) Orbital Ops; (6) Av; (7) ATE (Évaluateur Attitude) étalonnage. Ces sept cartes couvrent tous les modes vaisseau de télémétrie.

Sonde Huygens

Huygens vue de la surface de Titan		Même avec un traitement de données différent

La sonde Huygens, fourni par l' Agence spatiale européenne (ESA) et nommé d'après l'astronome hollandais du 17ème siècle qui a découvert Titan, Christiaan Huygens, examiné l'nuages, l'atmosphère et la surface de la lune de Saturne, Titan dans sa descente le 15 Janvier 2005. Il a été conçu pour entrer et frein dans l'atmosphère de Titan et de parachuter un laboratoire robotique entièrement instrumenté vers la surface.

Le système de la sonde est composée de la sonde elle-même qui est descendu à Titan, et des équipements de support de sonde (PSE) qui est resté attaché à l'engin spatial en orbite. Le PSE comprend des composants électroniques qui suivent la sonde, récupérer les données recueillies lors de sa descente, et le processus et de fournir les données à l'orbiteur qu'il transmet à la Terre. Le processeur de l'ordinateur de commande de base était une redondant MIL-STD-1750A système de contrôle.

Les données ont été transmises par une liaison radio entre Huygens et Cassini fournis par le sous-système de relais de données Probe (du SDRP). Comme la mission de la sonde ne pouvait être TELECOMMANDES de la Terre en raison de la grande distance, il a été automatiquement géré par le sous-système de gestion des données de commande (CDMS). Les PDRS et CDMS ont été fournis par le Agence spatiale italienne (ASI).

Événements et découvertes sélectionnés

Vénus et la Terre survols et la croisière à Jupiter

Image de la Lune lors de survol

La sonde spatiale Cassini a effectué deux gravitationnelles aider les survols de Vénus le 26 Avril 1998, et 24 Juin, 1999. Ces survols à condition que la sonde spatiale avec assez d'élan pour voyager tout le chemin à la ceinture d'astéroïdes. À ce moment, la gravité du Soleil tiré la sonde spatiale de nouveau dans le système solaire interne, où il a fait un fly-by-gravitationnelle aider de la Terre.

Le 18 Août 1999, à 03h28 UTC, l'engin Cassini a fait un survol de gravitation d'assistance de la Terre. Une heure et 20 minutes avant l'approche la plus proche, Cassini a fait son approche plus proche de la Lune de la Terre à 377000 km, et il a fallu une série de photos d'étalonnage.

Le 23 janvier 2000, la sonde spatiale Cassini a effectué un survol de l' astéroïde 2685 Masursky à environ 10h00 UTC. L'engin Cassini a pris des photos dans la période de cinq à sept heures avant le fly-by à une distance de 1,6 millions km, et un diamètre de 15 à 20 km a été estimé pour l'astéroïde.

Jupiter survol

Un Jupiter image de survol

Cassini a fait son approche plus proche de Jupiter le 30 Décembre 2000, et a fait beaucoup de mesures scientifiques. Environ 26 000 images de Jupiter ont été prises au cours de la mois-longue survol. Il produit portrait le plus détaillé de couleur globale de Jupiter encore (voir image à droite), dans lequel les caractéristiques les plus visibles sont d'environ 60 km (37 mi) à travers.

Le Nouvelle mission Horizons vers Pluton a capturé des images plus récentes de Jupiter, avec une approche plus proche le 28 Février 2007.

Une des principales conclusions du survol, a annoncé le 6 Mars 2003, était de la circulation atmosphérique de Jupiter. «Ceintures» de sombres alternent avec des «zones» de lumière dans l'atmosphère, et les scientifiques ont longtemps considéré les zones, avec leurs nuages pâles, comme des zones de remontée d'eau de l'air, en partie parce que beaucoup de nuages sur la forme de la Terre où l'air est à la hausse. Mais l'analyse de l'imagerie de Cassini ont montré que des cellules orageuses individuelles de l'upwelling nuages d'un blanc éclatant, trop petit pour voir de la Terre, pop up presque sans exception dans les ceintures noires. Selon Anthony Del Genio de la NASA Goddard Institute for Space Studies, "les ceintures doivent être les domaines de mouvement atmosphérique nette hausse sur Jupiter, [alors] le mouvement net dans les zones doit être en perdition."

Autres observations atmosphériques inclus un ovale noir tourbillonnant de la haute atmosphère-brume, de la taille de la Grande Tache Rouge , près du pôle nord de Jupiter. L'imagerie infrarouge a révélé les aspects de la circulation près des pôles, avec des bandes de vents de globe-encerclement, avec des bandes adjacentes se déplacent dans des directions opposées.

La même annonce a également discuté de la nature de Jupiter anneaux. Diffusion de la lumière par les particules dans les anneaux montré les particules ont été de forme irrégulière (plutôt que sphérique) et susceptibles proviennent que éjectas des impacts de micrométéorites sur les lunes de Jupiter, probablement Métis et Adrastea.

Tests de la Relativité Générale

Le 10 Octobre 2003, l'équipe scientifique de Cassini a annoncé les résultats des tests de d'Einstein de la théorie de la relativité générale , qui ont été fait en utilisant ondes radio qui ont été transmises par la sonde spatiale Cassini. Ce est actuellement la meilleure mesure de la γ des paramètres post-newtoniens; le résultat γ = 1 + (2,1 ± 2,3) × 10 ^-5 accord avec les prédictions de la norme Relativité Générale.

Les scientifiques ont mesuré une radio déplacement de fréquence dans les ondes radio vers et depuis l'engin spatial, tandis que les signaux sont rendus près du Soleil Selon la théorie de la relativité générale, un objet massif comme le Soleil provoque l'espace-temps à la courbe, et un faisceau d'ondes radio (ou la lumière, ou toute forme de rayonnement électromagnétique ) qui passe par le Soleil doit voyager plus loin en raison de la courbure.

La distance supplémentaire que les ondes radio voyageaient de l'engin Cassini, le Soleil passé, à la Terre retarde leur arrivée. Le montant de cette temporisation fournit un test sensible des prédictions calculées de Théorie de la Relativité d'Einstein.

Bien que certains écarts mesurables à partir des valeurs qui sont calculées en utilisant la théorie de la relativité générale sont prédites par certains modèles cosmologiques inhabituelles, sans déviations ont été trouvés par cette expérience. Des essais antérieurs utilisant des ondes radio qui ont été transmises par les sondes spatiales Voyager et Viking étaient en accord avec les valeurs calculées à partir de la relativité générale avec une précision d'une partie par mille. Les mesures plus raffinées de l'expérience de la sonde spatiale Cassini améliorées cette précision à environ une part à 51 000, avec les données mesurées en soutenant fermement la théorie de la relativité générale d'Einstein.

Nouvelles lunes de Saturne

photographie Découverte de lune Daphnis

En utilisant des images prises par Cassini, trois nouvelles lunes de Saturne ont été découverts en 2004. Ils sont très petites et ont reçu les noms provisoires S / 2004 S 1, S / 2004 S 2 et S / 2004 S 5 avant d'être nommé Méthone, Pallène et Pollux au début de 2005.

Le 1er mai 2005, une nouvelle lune a été découvert par Cassini dans le Écart Keeler. Il a été donné la désignation S / 2005 S 1 avant d'être nommé Daphnis. La seule autre lune connue à l'intérieur du système d'anneaux de Saturne est Pan.

Un cinquième nouvelle lune a été découvert par Cassini le 30 mai 2007, et a été étiqueté à titre provisoire S / 2007 S 4. Il est maintenant connu comme Anthe.

Un communiqué de presse le 3 Février, 2009 a montré sixième nouvelle lune trouvé par Cassini. La lune est d'environ un tiers d'un mile de diamètre au sein du G-anneau du système de Saturne anneau, et est maintenant nommé Aegaeon (anciennement S / 2008 S 1).

Un communiqué de presse le 2 Novembre 2009 mentionne la septième nouvelle lune trouvé par Cassini le 26 Juillet, 2009. Il est actuellement étiqueté S / 2009 S 1 et est d'environ 300 m (984 pi.) De diamètre dans le système B-anneau.

Phoebe survol

Phoebe en 2004 par Cassini

Le 11 Juin 2004, Cassini a survolé par la lune Phoebe. Ce était la première occasion pour les études de close-up de cette lune depuis le Voyager 2 survol. Ce était aussi l 'Cassini ne survol possible pour Phoebe en raison de la mécanique des orbites disponibles autour de Saturne.

Premières images de close-up ont été reçues le 12 Juin 2004, et les scientifiques de la mission ont immédiatement réalisé que la surface de Phoebe semble différent des astéroïdes visités par les sondes spatiales. Parties des surfaces fortement cratères semblent très lumineux dans ces images, et il pense actuellement que d'une grande quantité de glace d'eau existe sous sa surface immédiate.

Saturn rotation

Dans un communiqué, le 28 Juin 2004, les scientifiques du programme Cassini a décrit la mesure de la période de rotation de Saturne. Comme il n'y a pas de caractéristiques fixes sur la surface qui peuvent être utilisés pour obtenir cette période, la répétition des émissions radio a été utilisée. Ces nouvelles données sont en accord avec les dernières valeurs mesurées de la Terre, et constituent une énigme pour les scientifiques. Il se avère que la période de rotation de la radio a changé depuis qu'il a été mesurée la première fois en 1980 par Voyager, et que ce est maintenant 6 minutes de plus. Cela ne indique pas un changement dans la rotation globale de la planète, mais on pense être dû au mouvement de la source des émissions radioélectriques à une latitude différente, à laquelle la vitesse de rotation est différente.

En orbite autour de Saturne

Saturne en Juillet 2004 par Cassini-WAC

Le 1er Juillet 2004, la sonde a volé par l'écart entre le F et G anneaux et obtenu orbite, après un voyage de sept ans. Ce est le premier vaisseau spatial à jamais l'orbite de Saturne.

La manœuvre d'insertion orbitale de Saturne (SOI) effectué par Cassini était complexe, nécessitant l'artisanat à orienter son antenne à haut gain, de la Terre et le long de sa trajectoire de vol, pour protéger ses instruments de particules dans les anneaux de Saturne. Une fois l'engin a traversé le plan des anneaux, il fallait tourner pour pointer son moteur le long de sa trajectoire de vol, puis le moteur tiré à ralentir l'engin par 622 mètres par seconde pour permettre Saturn à le capturer. Cassini a été capturé par la gravité de Saturne à autour de 20h54 Heure avancée du Pacifique, le 30 Juin 2004. Au cours de la manœuvre Cassini passait à 20000 km (12 000 mi) des sommets des nuages de Saturne.

Même se il est en orbite de Saturne, départ du système de Saturne a été évaluée en 2008 lors de planification de fin de mission.

Titan survols

La surface de Titan en 2004, imagé en regardant à travers l'atmosphère (quelques nuages sont visibles), mais avec le bord recadrée

Cassini avait son premier survol lointain de Saturne plus grande lune, Titan, le 2 Juillet 2004, un jour seulement après la mise en orbite, quand il se est approché à moins 339000 km (211 000 mi) de Titan et a fourni le meilleur look à la surface de la lune à ce jour . Les images prises à travers des filtres spéciaux (capables de voir à travers la brume mondiale de la lune) ont montré nuages polaires sud pensé être composé de méthane et de caractéristiques de surface avec une luminosité très différentes. Le 27 Octobre 2004, le vaisseau spatial exécuté le premier des 45 survols rapprochés de Titan prévues quand il a volé à seulement 1200 km au-dessus de la lune. Près de quatre gigabits de données ont été recueillies et transmises à la Terre, y compris les premières images radar de la surface de la brume-enveloppées de la lune. Elle a révélé la surface de Titan (au moins la zone couverte par le radar) pour être relativement plat, avec une topographie atteindre pas plus de 50 mètres d'altitude. Le survol a fourni une augmentation remarquable dans la résolution d'imagerie sur la couverture précédente. Images avec jusqu'à 100 fois mieux de résolution ont été prises et sont typiques des résolutions prévues pour Titan ultérieure survols.

Huygenssur Titan terres

Cassini a publié le Huygens sonde le 25 Décembre 2004, au moyen d'un ressort en spirale et rails destinés à faire tourner la sonde pour une plus grande stabilité. Il est entré dans l'atmosphère de Titan le 14 Janvier 2005, et après une descente de deux heures et une demi-heure a atterri sur un terrain solide. Bien que Cassini relayé avec succès 350 des photos qu'il a reçues de Huygens de son site de descente et d'atterrissage, une erreur de logiciel n'a pas réussi à tourner sur l'un des récepteurs de Cassini et a causé la perte des autres 350 photos.

Encelade survols

Encelade en toile de fond les ombres de l'anneau de Saturne en 2007

Pendant les deux premiers survols rapprochés de la lune Encelade en 2005, Cassini a découvert une "déviation" dans le champ magnétique local qui est caractéristique de l'existence d'une atmosphère ténue mais significative. Autres mesures obtenues à ce point à la vapeur d'eau ionisée de temps comme étant son constituant principal. Cassini a également observé des geysers de glace d'eau éruption du pôle sud d'Encelade, qui donne plus de crédibilité à l'idée que Encelade fournit les particules de l'anneau E de Saturne. les scientifiques de la mission ont émis l'hypothèse qu'il peut y avoir des poches d'eau liquide à la surface de la lune qui alimentent les éruptions, faisant Encelade l'un des rares organes dans le système solaire à contenir de l'eau liquide.

Le 12 Mars 2008, Cassini a fait un survol de près d'Encelade, obtenir moins de 50 km de la surface de la lune. La sonde a traversé les panaches étendant à partir de ses geysers du sud, la détection de l'eau, du dioxyde de carbone et divers hydrocarbures avec son spectromètre de masse, tout en mappant des caractéristiques de surface qui sont beaucoup plus à la température de leur environnement avec le spectromètre infrarouge. Cassini a été incapable de collecter des données avec son analyseur de poussière cosmique en raison d'un dysfonctionnement du logiciel inconnu.

Wikinews a des nouvelles liées: Cassini découvre matière organique sur la lune de Saturne

Le 21 Novembre 2009, Cassini nouveau fait une volée par d'Encelade, cette fois avec une géométrie très différente, approcher à moins de 1600 km (990 mi) de la surface. A été prévu que le Composit Infrared Spectrograph (CIRS) instrument pour faire une carte des émissions thermiques de la rayure de tigre Bagdad Sulcus. Ce fut le huitième survol d'Encelade et est aussi parfois appelé «E-8.« Les données et les images renvoyées étaient attendus pour aider à créer l'image la plus-détaillée-encore mosaïque de la partie sud de l'hémisphère Saturn-face de la lune et une carte thermique contiguë de l'une des caractéristiques intrigantes "tiger stripe", avec la plus haute résolution à ce jour.

occultations radio des anneaux de Saturne

En mai 2005, Cassini a entrepris une série d' expériences d'occultation, de mesurer la taille de distribution de particules dans les anneaux de Saturne, et de mesurer l'atmosphère de Saturne lui-même. Pour plus de 4 mois, Cassini a terminé orbites conçus à cet effet. Au cours de ces expériences, Cassini a volé derrière le plan de l'anneau de Saturne, vu de la Terre, et transmis des ondes radio à travers les particules. Les signaux radio ont été reçues sur Terre, où la fréquence, la phase et la puissance du signal ont été analysées afin de déterminer la structure des anneaux.

Image du haut: visible mosaïque de couleurs des anneaux de Saturne prises le 12 Décembre, 2004. Lower l'image: vue simulé construit à partir d'uneobservation d'occultation radio le 3 mai 2005. La couleur dans l'image inférieure représente des tailles de particules de l'anneau.

phénomène de Spoke vérifiée

En images Captured 5 Septembre 2005,Cassinia détecté des rayons dans les anneaux de Saturne, vu précédemment que par l'observateur visuelle Stephen James O'Meara en 1977, puis confirmée par les Voyagersondes spatiales au début des années 1980.

Lacs de Titan

Lacs de Titan

Les images radar obtenues le 21 Juillet 2006, semblent montrer lacs de hydrocarbure liquide (tels que le méthane et l'éthane ) dans les latitudes nord de Titan. Ceci est la première découverte des lacs actuellement existantes partout en dehors de la Terre. Les lacs varient en taille de one jusqu'à cent le kilomètres.

Titan "mer" (gauche) par rapport à l'échelle deLac Supérieur(à droite)

Le 13 Mars 2007, le Jet Propulsion Laboratory a annoncé qu'il a trouvé des preuves solides de mers de méthane et d'éthane dans l'hémisphère nord de Titan. Au moins un d'entre eux est plus grand que tous les Grands Lacs en Amérique du Nord.

Saturn ouragan

En Novembre 2006, les scientifiques ont découvert une tempête au pôle sud de Saturne avec une distincte eyewall . Ceci est caractéristique d'un ouragan sur Terre et ne l'avait jamais été vu sur une autre planète avant. Contrairement à un ouragan terrestre, la tempête semble être stationnaire au pôle. La tempête est de 8.000 kilomètres (5.000 miles) à travers, et 70 km (43 mi) de haut, avec des vents soufflant à 560 kilomètres par heure (350 mph).

Japet survol

Le 10 Septembre 2007, Cassini a achevé son survol de la, deux tons, la lune étrange en forme de noix, Japet. Les images ont été prises à partir de 1000 miles (1600 km) au-dessus de la surface. Comme il était d'envoyer les images vers la Terre, il a été frappé par un rayon cosmique qui l'a forcé à entrer temporairement mode sans échec. Toutes les données du survol a été récupéré.

Extension de la mission

Tempête dans le Nord en 2011

Le 15 Avril 2008, Cassini a reçu des fonds pour une mission prolongée de deux ans. Elle se composait de 60 autres orbites de Saturne , avec 21 plus près de Titan survols, sept d'Encelade, six de Mimas, huit de Téthys, et un survol ciblé chacun de Dioné, Rhéa, et Helene. La mission prolongée a débuté le 1er Juillet 2008, et a été rebaptisé l' Equinox Mission Cassini que la mission a coïncidé avec Saturne équinoxe.

Une proposition a été soumise à la NASA pour une deuxième prolongation de la mission, provisoirement nommé la mission ou XXM prolongée étendu. Cela a été par la suite approuvé et rebaptisé Solstice Mission Cassini . Il verra Cassini en orbite autour de Saturne 155 plusieurs fois, la conduite 54 survols supplémentaires de Titan et 11 plus d'Encelade. La fin de la mission choisie est une série de près de Saturne passe, passant à l'intérieur des anneaux, puis un plongeon dans l'atmosphère de Saturne autour du nord du solstice d'été 2017, pour détruire le vaisseau spatial.

Grande Tempête de 2010 et ses conséquences

Le 25 Octobre 2012, Cassini a assisté à la suite de l'énorme tempête Great White Spot qui revient à peu près tous les 30 ans sur Saturne. Les données de composite spectromètre infrarouge (CIRS) instrument de Cassini indiqué une puissante décharge de la tempête qui a provoqué un pic de température dans la stratosphère de Saturne 83 kelvin (150 degrés Fahrenheit) dessus de la normale. Simultanément, une augmentation énorme de l'éthylène gazeux a été détectée par des chercheurs du Centre de recherche de la NASA Goddard à Greenbelt, dans le Maryland. L'éthylène est un gaz incolore et inodore qui est très rare sur Saturne et est produit à la fois naturellement et par des sources de la Terre par l'homme. La tempête qui a produit cette décharge a été observé par Cassini le 5 Décembre 2010 dans l'hémisphère nord de Saturne. La tempête est la première de son genre à être observé par un vaisseau spatial en orbite autour de Saturne ainsi que le premier à être observé dans l'infrarouge thermique, ce qui permet aux scientifiques d'observer la température de l'atmosphère de Saturne et de suivre les phénomènes qui sont invisibles à l'œil nu . Le pic de gaz d'éthylène qui a été produite par la tempête a atteint des niveaux qui étaient 100 fois plus que ceux pensée possibles pour Saturn. Les scientifiques ont également déterminé que la tempête témoin était le plus grand, le plus chaud jamais tourbillon stratosphérique détectée dans notre système solaire, d'abord étant plus grande que la Grande Tache Rouge de Jupiter.

Transit de Vénus

Le 21 Décembre 2012, Cassini a observé un transit de Vénus devant le Soleil L'instrument VIMS analysé la lumière du soleil passant à travers l'atmosphère vénusienne. VIMS précédemment observé le transit de exoplanète HD 189733 b.

Fin de la planification de la mission

Durant la planification de ses missions prolongées, divers plans futurs de Cassini ont été évalués sur la base notamment du retour de la science, de coût et de temps. Certaines des options examinées comprennent collision avec Saturne atmosphère, satellite glacé, ou des anneaux; un autre est départ de Saturne orbite de Jupiter , Uranus , Neptune , ou d'un centaure. D'autres options incluent le laissant dans certaines orbites stables autour de Saturne, ou de départ à une orbite héliocentrique. Chaque plan nécessite une certaine quantité de temps et des changements de vitesse. Une autre possibilité a été aérofreinage en orbite autour de Titan.

Ce tableau est basé sur la page 19 demissions Cassini Extended(NASA), à partir de 2008.

Le choix était XXM (Cassini Solstice Mission), à partir de 2010, plusieurs années de survols ont abouti à des orbites proximales et l'impact Saturn en 2017. VoirEnquête décennale Planetary Science pour d'autres concepts de mission du système solaire.

Trajectoire

La trajectoire initiale gravitationnelle d'assistance de Cassini-Huygens est le processus par lequel une masse insignifiante approche d'une masse significative "de derrière» et «vole» une partie de son moment orbital. La masse importante, généralement une planète, perd une très faible proportion de son moment orbital à la masse insignifiante, la sonde spatiale dans ce cas. Toutefois, en raison de petite masse de la sonde spatiale, ce transfert de quantité de mouvement lui donne une augmentation de la vitesse relativement grande en proportion de sa vitesse initiale, accélérer son Voyage à travers l'espace.

Lamission Cassini-Huygenssonde spatiale a effectué deux survols gravitationnelles aider à Venus, un de plus Fly-by à la Terre, et une finale Fly-by à Jupiter.

La première gravitationnelles aider trajectoire deCassini-Huygens

Schéma simplifié qui montre, en deux dimensions, le mouvement orbital deCassini-Huygenssur et après l'arrivée à Saturn

Le Cassini vitesse relative de l'artisanat à l'Sun. Les différentes frondes gravitationnelles forment des pics visibles sur la gauche, tandis que la variation périodique sur la droite est causée par l'orbite de la sonde autour de Saturne. Les données proviennent de l' Système éphémérides Horizons JPL en 2005. La vitesse supérieure est instantanée vitesse en kilomètres par seconde. La vitesse minimum atteint au cours de son orbite de Saturne est plus ou moins égale à la propre vitesse orbitale de Saturne, qui est le ~ 5,0 km / s. vitesse qui l' Cassini embarcation adaptée à entrer en orbite.

Glossaire

Couleur cartes de cinq lunes de Saturne