Astronautika: misije

Više nema povratka. Mitska sonda „Cassini“ je započela poslednju fazu svoje plodne miisije, prigodno nazvanu ’Grand Finale’. „Cassini“, koji je lansiran 1997. a stigao do Saturna 2004, pašće na Saturn 15. septembra, čime će se završiti jedna epizoda istraživanja solarnog sistema koja će ući u istoriju.

Faza ’Grand Finale’ je započela na moj rođendan, 22. aprila, u 05:08 po našem, proletanjem №127 pored Titana, na samo 1000 km od njega. Gravitacija najvećeg Saturnovog meseca poslužila je za promenu orbite ostarele sonde i njeno postavljanje na novu, koja će je provesti tačno 22 puta između prstenova i planete pre nego što bude uništena. Prilikom tog manevra „Cassini“ je povećao brzinu u odnosu na planetu za 3100 km/h (860,5 m/sec.

c1 

„Cassini“ se spušta da bi uskoro proleteo između prstenova i planete!

Cassini“ se još od 30. novembra nalazio u kosoj i ekscentričnoj orbiti oko planete, ali sa periapsisom – najbližom tačkom planeti – lociranim na oko 7.800 km dalje od F-prstena[1]. “Cassini” je opisao dvadeset takvih orbita pre nego što je ušao u finalnu, koja ima nagib od 63°(sonda je i do tada opisivala orbite sa sličnim nagibom, ali sa kraćim periodom). Sa ove jedinstvene pozicije sonda će posmatrati detalje spoljnjih delova prstenova i snimiti fotografije najveće rezolucije malih meseci Pandore, Dafne, Pana i Atlasa, poznatih po njihovon neobičnom obliku “letećeg tanjira”, kao Saturnovih polova i njihovih čudnih šestouglova.

c2 

Neobrađena slika Titana prilikom poslednjeg proletanja pored njega 22. aprila radi gravitacione asistencije. Visina – 969 km. bio je to 127. i poslednji fly-by iznad Titana.

c3 

Mali mesec Atlas (30 km u prečniku) snimljen 12. aprila. Karakteristični su ekvatorijalni depoziti leda i prašine i odsustvo bilo kakvih kratera.

Te finalne 22 orbite su odabrane sa velikom pažnjom kako bi što kvalitetnije ispratili poslednje mesece života sonde. Prolaziti kroz procep između prstenova i planete nije lako. Sonda ima relativno veliki prostor, širok oko dve hiljade kilometara, da prolazi bez problema, ali je relativna brzina „Cassiinija“ ogromna, oko 35 km/sec (preko 123.000 km/h!). Zato kada planira takve korake tim misije mora uzeti u obzir gornje i donje sigurnosne margine. Jednu od njih čini Saturnov D-prsten[2], jer se očito smatra rizičnim leteti kroz gušća područja. Naime, u pet od “Cassinijeve” 22 orbite sonda će proleteti kroz procep sa tanjirom glavne antene (Ø4 metra) okrenutim u napred, u vidu štita od mogućih čestica, u tzv. “ram režimu” iz očiglednih razloga (takođe će i dve mlaznice glavnog motora biti zaštićene specijalnim “Teflonskim” poklopcem tokom tih rizičnih manevara).

c4 

U ovom položaju „Cassini“ će proletati kroz procep između prstena i Saturna. Antena će mu služiti kao štit od čestica prašine.

 c5

Desno se vidi polukružna „harmonika“ koja se otvara i pravi poluloptastu membranu kao zaštitu dva brodska motora R-4D, prvi put korišćena za servisni modul i lunarni modul u misijama „Apollo“.

c6 

Orbite „Grand Finala“ (plavo).

 c7

Sondine orbite oko F-prstena (sivo) i onih iz „Velikog Finala“ (plavo). Narandžastim je značena i poslednja orbita koja će se završiti dezintegracijom 5,5-tonske sonde. Desno je data ista slika ali posmatrana sa Zemlje.

Unutrašnju marginu nameće, logično, atmosfera, posebno u toku poslednjih 5 orbita, tokom kojih će se „Cassini“ znatno približiti džinu. Tokom nekih od tih orbita sonda će maksimalno koristiti svojih 16 trastera za kontrolu položaja i orijentaciju (RCS[3]), koliko-toliko smanjujući trenje najviših slojeva atmosfere. Vrlo je bitno uočiti da se tačke koje su najbliže planeti ne podudaraju sa ravni prestenova već se nalaze na južnoj hemisferi.

 c8

22 orbite „Grand Finala“ će prolaziti kroz uski procep između prstena i planete širok 1930 km. Crveno je poslednja orbita pred sudar.

c9 

Tačke najbliže planeti (periapsisi) svake od 22 orbite „Grand Finala“ ne podudaraju se sa ravni prstenova.

c10 

Podaci 22 orbite. Plava isprekidana linija označava granicu D-prstena, dok zelena označava sigurnu zonu od gubitka kontrole usled atmosferskog trenja.

c11 

Slika „Cassinija“ za vreme orbita „Grand Finala“. Napred je tanjir antene a pozadi se vidi kupola za zaštitu od čestica.

Grand Finale“ će obezbediti podatke bez presedana o Saturnovim prstenovima, magnetnom polju, atmosferi i unutrašnjosti. Da bi saznali da li su prstenovi relativno mladi – u geološkom smislu – neophodno nam je da znamo njihovu masu vrlo precizno, a do danas su greške u proceni prevazišle 100%. Orbite „Grand Finala“ će nam omogućiti da odredimo masa prstenova sa preciznošću od 5%. Ako njihova masa bude bliža nižoj vrednosti proračuna, teorija koja sugeriše da su prstenovi mladi – samo stotinjak miliona godina – biće ozbiljo osnažena. Zato naučnici željno isčekuju prve podatke dobijene uz pomoć „Cassinijevog“ radara. I, kao dodatak tim merenjima, tokom 43 orbite oko F-prstena i „Grand Finala“ biće sprovođena osmatranja zvezda kroz prstenove radi procene njihove gustine i sastava. Naravno, vizija Zemlje i Meseca sa prstenovima u prvom planu biće samo šlag na torti tih opservacija.

PIA21445 

Čarobna slika: Zemlja viđena kroz Saturnove prstenove slikana 12. aprila 2017. Gore je prsten A a dole F. To je poslednja slika Zemlje koju će snimiti „Cassini“.

 PIA21445 fig1

Detalj prethodne slike gde se pored Zemlje vidi i Mesec.

Te kvazi-polarne orbite će takođe poslužiti kao izvor podataka o unutrašnjosti planete – recimo, o periodu rotacije unutrašnjih slojeva – i utvrđivanje imali Saturn ili nema čvrsto jezgro. U tom smislu, ova faza misije će snažno podsetiti na jupitersku misiju Junona, mada treba reći da će „Junona“ teorijski biti u stanju da analizira unutrašnjost Jupitera mnogo preciznije od „Cassinija“. Da bi dobili bolju sliku o čemu govorim, „Junona“ će moći da odredi harmonike Jupiterovog gravitacionog polja[4] bolje od dvadesetog stepena (J20) a, nadamo se, i iznad 30. (J30). Sa svoje strane, „Cassini“ može da izračuna harmonike samo do 10. stepena (J10).

Za 13 godina koliko se „Cassini“ bavi Saturnom, nadleteo je Titan 127 puta, Enceladus 23 puta a ostale glavne satelite 15 puta (u žargonu rukovodilaca misije nadletanje na maloj vosono se naziva 'targeted flybys', za razliku od proletanja na velikim daljinama, ili 'non-targeted'). Neproporcionalan broj preletanja Titana je nastao zbog toga što je, pored velikog naučnog značaja i interesovanja, taj mesec korišćen za izvođenje gravitacionih manevara neophodnih radi kretanja kroz Saturnov sistem. Za razliku od Jupitera, koji ima 4 velika satelita, Saturni ima samo Titan za značajnije modifikovanje orbita sonde, što je bio konstantni izvor glavobolja za navigatore misije. Da bi izveo neke orbitne manevre a posebno da bi kontrolisao orijentaciju (antena mora da bude okrenuta ka Zemlji), „Cassini“ takođe mora da koristi gorivo, a nejgove se rezerve tanje.To je razlog zbog koga je odlučeno da sonda bude uništena pre nego ostane bez goriva i izgubi kontrolu i možda padne na Titan ili Enceladus i možda kontaminira te svetove zemaljskim mikroorganizmima.

 c14

Svi Saturnovi sateliti koji su nadletani za ovih 13 godina.

 c15

Faze „Cassinijeve“ misije.

Nekoliko meseci od danas, i „Cassini“ će opisati poslednju orbitu oko Saturnove atmosfere,u koju će zaroniti i nestati poput zvezde-padalice. Sonda će se potruditi da poslednje kapi hidrazina iskoristi da drži glavnu antenu sve vreme uperenu ka Zemlji, sve dok gustina atmosfere ne poraste toliko da je pokida i prekine kontakt. Nažalost, neće biti footografija tih poslednjih i spektakularnih trenutaka: transmisija slika sa Saturna zahteva previše vremena.

 c16

Poslednji trenuci američke sonde.

c18 

Ne verujem da ima ikog ko ne bi voleo da vidi ovu sliku svojim očima. Ili bar da ima ovakav poster. Ko se seća replikanta Rutgera Hauera u „Blade Runneru“ i njegovog posmrtnog monologa na kiši zna o čemu govorim. „...I've seen things you people wouldn't believe. Attack ships on fire off the shoulder of Orion. I watched C-beams glitter in the dark near the Tannhäuser Gate. All those moments will be lost in time, like tears in rain. Time to die.“ Strašan je bio Ruger kao Roy Battybest!

 c19

Ovako će „Cassiniju“ da bude okrenuta Zemlja 15. IX kada sonda bude nestajala.

No kada je kraj u pitanju nema sumnje da ćemo u narednim mesecima biti svedoci jedne od najspektakularnijif faza postojanja „Cassinija“. Dana 15. septembra najsloženija, najuspešnija i najskuplja misija ikad poslata ka vanjskom Sunčevom sistemu će se dramatično okončati. Koliko dugo ćemo morati da čekamo na povratak na Saturn?

c20 

NEWS

Nakon što je sinoć prvi put proletela kroz procep, sonda je posle 20 sati prekida jutros ponovo uspostavila radio-vezu sa Nasinom 70-metarskom antenom u Kaliforniji. Sve je OK. Uspela je da pošalje i neke od neverovatnih slika, iz do sada nikad dostignute blizine. Sledeći zaron je 2. maja.

c21 

Neobrađene slike pojava u Saturnovoj atmosferi iz do sada neviđene blizine –3000 km od vrhova oblaka i 300 km od vidljivog ruba prstenova. Verovali ili ne ali slike su stigle sinoć sa Saturna udaljenog 1.433.449.370 km.

 

 


[1] Najdalji i slabo vidljivi Saturnov prsten, širok par stotina km, verovatno najaktivniji prsten u solarnom sistemu jer se promene u njemu dešavaju svakog sata.

[2] Prvi prsten do planete. Taman je i slab, a karakterišu ga fine talasaste strukture visine 2-20 m i razmaknute oko 30 km. Veruje se da su talasi nastali usled uticaja komete i njenih ostataka, koja se tu raspala 1983.

[3]Cassini“ ima dva kompleta trastera: jedan glavni i jedan rezervni. Posle 2008. a naročito 2011. glavni komplet je počeo da se kvari i sada sonda koristi rezervne motore.

[4] Kad sam pisao storiju o misiji „Junona“, pominjali su se harmonici. Evo kako sam pokušao da objasnim šta je to: „ ...Planete su u osnovi sferne (loptaste), tako da je njihovo gravitaciono polje može opisati poznatom Njutnovom potencijalnom formulom V = GM/R. Ali to „u osnovi“ ne znači i „potpuno“. Upravo te devijacije od idealnog jesu ono što nas interesuje. Te razlike nam daju informacije o različitim gustinama u unutrašnjosti planete, momentima inercije duž glavne ose, ili o devijacijama u odnosu na idealnu hidrostatičku ravnotežu. Uslovi za korekciju gravitacionog potencijala nazivaju se harmoničnim koeficijentima i obeležavaju se slovom J. Što ih ima više, manji su i teže ih je izmeriti, ali nam zato daju više informacija o unutrašnjoj strukturi planete. Naprimer, koeficijenat drugog stepena, J2, govori nam o promeni potencijalne energije uzrokovanoj spljoštenošću većine planeta usled rotacije. Odnos između momenata J i potencijala dat je divnom formulom [sledi formula]

Trenutno znamo vrednosti harmonika gravitacionog potencijala šestog stepena Juputera, J6, no ako želimo da istražimo unutrašnju strukturu džinovske planete moraćemo da izmerimo harmonike iznad J20 pa, ako bude moguće, i iznad J30. Ali nas ne interesuje samo da saznamo da li Jupiter ima čvrsto jezgro. Voleli bi da saznamo da li su karakteristični pojasevi i zone koje vidimo na Jupiteru[4] vidljiva manifestacija unutrašnje strukture...“

Draško Dragović
Author: Draško Dragović
Dipl inž. Drago (Draško) I. Dragović, napisao je više naučno popularnih knjiga, te više stotina članaka za Astronomski magazin i Astronomiju, a učestvovao je i u nekoliko radio i TV emisija i intervjua. Interesuje ga pre svega astronautika i fizika, ali i sve teme savremenih tehnologija XXI veka, čiji detalji i problematika često nisu poznati široj čitalačkoj publici. Izgradio je svoj stil, lak i neformalan, često duhovit i lucidan. Uvek je spreman na saradnju sa svojim čitaocima i otvoren za sve vidove komunikacije i pomoći. Dragovićeve najpoznatije knjige su "KALENDAR KROZ ISTORIJU", "MOLIM TE OBJASNI MI" i nova enciklopedija "NEKA VELIKA OTKRIĆA I PRONALASCI KOJA SU PROMENILA ISTORIJU ČOVEČANSTVA"

Zadnji tekstovi:


Komentari   

drago
+1 #4 drago 28-04-2017 12:38
Eee Ronke, fala, fala ... imaš piće druže
Ronke
+2 #3 Ronke 28-04-2017 10:28
Srečan Ti rođendan i vozi dalje! Super text sa svežim podacima.
drago
+4 #2 drago 27-04-2017 22:46
hahaha tačno je druže - malo mi je žao sonde. Osećam kao da nekog čoveka treba da ubiju a on nizašta nije kriv. Nadam se da si shvatio paralelu sa Rudgerom. Ne znam koje si godište I da li znaš za tog junaka I taj film. Smatra se za jedan od najjačih monologa, pogotovi što nije rađen po scenariju već je glumac iz glave ...
Goran
+6 #1 Goran 27-04-2017 22:26
Odličan tekst, i stručan i emotivan, poštovanje!

Dodaj komentar


Sigurnosni kod
Osveži