سه شنبه 30 آبان 1396 | به روز شده: 19 دقیقه قبل

HAMSHAHRIONLINE

The online version of the Iranian daily Hamshahri
ISSN 1735-6393
شنبه 2 اردیبهشت 1396 - 13:23:04 | کد مطلب: 367696 چاپ

آشنایی با کاوشگر کاسینی-هویگنس (Cassini–Huygens)

دانش > فضا - همشهری آنلاین:
کاسینی-هویگنس که به اختصار به کاسینی مشهور شده‌است، کاوشگری بدون سرنشین است که با هدف مطالعه روی سیاره زحل به فضا فرستاده شده‌است و پروژه‌ای مشترک میان ناسا، آژانس فضایی اروپا و آژانس فضایی ایتالیا است.

كاسيني چهارمين كاوشگر فضايي است كه به سياره زحل فرستاده شده‌است اما در عين حال اولين كاوشگري است كه توانسته به مدار اين سياره وارد شود. اين فضاپيما از سال 2004 كه وارد مدار اين سياره شد تا به امروز مشغول مطالعه و بررسي ساره و قمرهايش بوده‌است.

ساخت اين كاوشگر از دهه 80 ميلادي آغاز شد و طرح آن متشكل از دو بخش مدارگرد كاسيني و فرودگر هويگنس بود كه براي فرود روي قمر تيتان برنامه‌ريزي شده‌بود. اين دو فضاپيما نام‌هاي دو اخترشناس مشهور، جيواني كاسيني و كريستين هويگنس را يدك مي‌كشند.

کاسینی

فضاپيما در 15 اكتبر سال 1997 توسط راكت تيتان IVB به فضا پرتاب شد و در حدود اول جولاي 2004، يعني در حدود هفت سال بعد از پرتاب،‌ و پس از چندين مانور ميان سياره‌اي از جمله پرواز نزديك‌گذري از كنار زمين، ناهيد و مشتري، وارد مدار سياره زحل شد.

هويگنس در 25 دسامبر سال 2004 از كاسيني جدا شد و در 14 ژانويه 2005 روي قمر تيتان فرود آمد و توانست اطلاعات به دست آورده را با كمك كاسيني به زمين مخابره كند. فرود هويگنس اولين فرود موفقيت‌آميزي بود كه تاكنون در مناطق دوردست سامانه خورشيدي رخ مي‌داد.

كاسيني به مطالعه روي سيستم سياره زحل ادامه داد و قرار است اين تلاش تا 15 سپتامبر 2017 ادامه داشته‌باشد. اين مدارگرد از 30 نوامبر 2016 به دليل كاهش ذخيره سوختي‌اش وارد فاز پاياني ماموريت خود شد كه قرار است در اين فاز هر هفت روز يكبار در ميان لايه خارجي حلقه‌هاي زحل شيرجه بزند.

در نهايت در تاريخ گفته شده اين كاوشگر خود را به اتمسفر سياره زحل خواهد زد و البته پيش از آن نيز آخرين تصاوير ثبت شده از زحل را براي زمين ارسال خواهد كرد. اين نوع پايان براي كاسيني با هدف آلوده نكردن محيط قمرهاي سياره زحل انتخاب شده‌است.

ويژگي‌هاي كاسيني

  • ارتفاع: 6.7 متر- پهنا: 4 متر
  • وزن: 5712 كيلوگرم با سوخت
  • تجهيزات: طيف‌نگار فروسرخ تركيبي، سيستم تصويربرداري، طيف‌نگار فرابنفش تصويربرداري، طيف‌نگار فروسرخ نقشه‌برداري و تصويري، رادار تصويربردار، طيف‌نگار پلاسمايي، تحليل‌گر غبارهاي كيهاني، طيف‌نگار يوني و جرم خنثي، مغناطيس‌سنج، ابزار تصويربردار مگنوتسوفري، ابزار مطالعه امواج پلاسمايي و راديويي.
  • انرژي: 633 وات در پايان ماموريت كه از ژنراتورهاي رادروايزوتوپي ترموالكتريكي تامين مي‌شود.
  • فاصله زمين تا زحل در زمان رسيدن كاسيني به مدار سياره: 1.5 ميليارد كيلومتر
  • فاصله پيموده شده براي رسيدن به زحل: 3.5 ميليارد كيلومتر
  • ميانگين فاصله زحل تا زمين: 1.43 ميليارد كيلومتر
  • فاصله زمان نوري زحل تا زمين در زمان رسيدن كاسيني: 84 دقيقه
  • فاصله زمان نوري زحل تا زمين حين مدارگردي: 67 تا 85 دقيقه
  • پرواز نزديك‌گذر از كنار ناهيد: 26 آوريل 1998 از فاصله 234 كيلومتر و 24 ژوئن 1999 از فاصله 600 كيلومتري
  • نزديك‌گذر زمين: 18 آگوست 1999 از فاصله 1171 كيلومتري
  • نزديك‌گذر مشتري: 30 دسامبر 2000 از فاصله 10 ميليون كيلومتري
  • مدت ماموريت اوليه: چهار سال 
  • تمديد ماموريت: دوبار از 2008 تا 2010 و از 2010 تا 2017
  • مدت زمان باقي مانده تا پايان ماموريت: 4 ماه و 24 روز و 5 ساعت (تا لحظه نگارش مطلب)
  • مدت كل ماموريت: 19 سال و 6 ماه و 7 روز و دو ساعت (تا زمان نگارش مطلب)

10 دستاورد مهم كاسيني در طي ماموريت

  • اولين فرود روي يك قمر در فواصل دورافتاده سامانه خورشيدي، قمر تيتان
  • كشف توده‌هاي يخي فعال روي قمر انسلادوس
  • كشف فعال و پويا بودن حلقه سياره زحل 
  • كشف شبه زميني بودن قمر تيتان و وجود باران، رودخانه درياچه و دريا در آن
  • مطالعه روي توفان بزرگ شمالي زحل در سال‌هاي 2010 تا 2011
  • كشف عدم وابستگي الگور امواج راديويي به چرخش داخلي سياره زحل بر خلاف تصور هميشگي
  • كشف سازه‌هاي عمودي درون حلقه‌هاي زحل و تصويربرداري از آنها براي اولين‌بار
  • مطالعه پري‌بيوتيك روي قمر تيتان
  • كشف معماي سطح دوگانه روشن-تاريك قمر ياپتوس
  • نمايش كامل شش‌ضلعي مرموز قطب شمال سياره زحل و كشف گردبادهاي غول‌پيكر در دو قطب سياره زحل براي اولين بار

آخرين ديدار

روز پايان ماموريت اين كاوشگر 3.26 ميليارد دلاري براي ناسا روز جمعه، 15 سپتامبر 2017 خواهد بود. در نشست خبري كه در چهارم آوريل توسط ناسا برگزار شد، محققان مراحل نابودي اين فضاپيماي محبوب را در عملياتي به نام پايان بزرگ توضيح دادند.

در اين مانور از باقي‌مانده سوخت كاسيني براي قرار دادن فضاپيما در مسير برخورد با سياره زحل استفاده خواهد شد. كاسيني در اكتبر سال 2015 به ميان اين فواره‌هاي بخار و يخ پرواز كرد و مواد موجود در آن را چشيده و تركيبات اين اقيانوس زيرزميني را كشف كرد، اقيانوسي كه اكنون دانشمندان احتمال وجود حيات بيگانه در آن را رد نمي‌كنند. از آنجايي كه دانشمندان قصد ندارند با بستر اين اقيانوس تماسي حاصل شود تلاش دارند كاسيني را در نهايت ايمني از اقيانوس دور نگه دارند،‌از اين رو تنها راه تخريب كنترل شده فضاپيما است.

کاسینی

مخزن سوخت كاسيني پس از 13 سال پرواز و پيمودن بيش از 1.45 ميليارد كيلومتر اكنون تقريبا از سوخت خالي است و دانشمندان قصد دارند تا آخرين قطره سوخت اين فضاپيما براي بهره‌برداري‌هاي علمي استفاده كنند. اما اين بهره‌برداري به مرگ آتشين كاسيني منجر خواهد شد كه روند آن از 22 آوريل 2017 آغاز خواهد شد.

در اين تاريخ كاسيني آخرين پرواز نزديك‌گذر از كنار تيتان را آغاز خواهد كرد، ميدان جاذبه اين قمر يخي كاسيني را برفراز زحل پرتاب خواهد كرد تا در 26 آوريل در فضاي خالي ميان سياره و دروني‌ترين حلقه آن قرار گيرد. اين آخرين ديدار خداحافظي كاسيني با سياره خواهد بود و كاسيني پس از سقوط به سمت سياره، ديگر بازگشتي نخواهد داشت.

کاسینی

طي اين آخرين مدارگردي، كاسيني نزديك‌ترين تصوير واضح را از ساختار هشت‌ضلعي قطب شمال زحل ثبت خواهد كرد و در عين حال از شفق‌هاي قطبي زحل نيز تصويربرداري خواهد كرد، ابعاد حلقه‌هاي زحل را اندازه‌گيري كرده و طعم مواد سازنده اين حلقه‌ها را خواهد چشيد و حتي تلاش خواهد كرد از زير ابرهاي ضخيم اتمسفر سياره هسته سنگي زحل را مشاهده كند.

اين اطلاعات حساس گرانشي و مغناطيسي كه كاسيني تا پيش از اين قادر به ثبت آنها نبود، مي‌تواند به پرسش‌هاي فراواني درباره ساختار دروني سياره زحل پاسخ دهد. چندين ساعت پيش از آخرين شيرجه كه در 15 سپتامبر 2017 آغاز خواهد شد، كاسيني آخرين بسته اطلاعات خود را به زمين ارسال خواهد كرد تا براي پايان بزرگش آماده شود.

چشم‌اندازی نقره‌ای از زحل

تجهيزات كاسيني ابزاري بسيار حساس هستند كه براي پرواز با سرعت 112 هزار كيلومتر در ساعت از ميان حلقه‌هاي يخي زحل طراحي نشده‌اند، با اين همه دانشمندان اميدوارند بتوانند تا زمان دريافت آخرين ذره اطلاعات از اين تجهيزات نگهداري كنند. قرار بر اين است كه از آنتني مخروطي مانند به عنوان سپري براي محافظت از دوربين‌ها، مگنتومترها و ديگر تجهيزات در حين شيرجه استفاده شود.

زماني كه شيرجه آخر آغاز شود،‌ كاسيني از آخرين قطرات سوختش براي مقابله با كشش اتمسفري زحل و حفظ جهت آنتنش به سوي زمين استفاده خواهد كرد و در همين زمان به بررسي تركيبات اتمسفر زحل خواهد پرواخت و اطلاعات آن را به صورت مستقيم به زمين ارسال خواهد كرد، اما در همين حين به تدريج ذوب شده،‌تبخير مي‌شود و به ذره‌اي از ذرات سياره‌اي تبديل خواهد شد كه 20 سال پيش زمين را براي مطالعه روي آن ترك كرد.

در همین زمینه: