Nauka

Sonda Cassini kończy swoją niezwykłą misję

Elektryzujące odkrycie sondy Cassini na Enceladusie. Wspaniały koniec najważniejszej misji NASA

Elektryzujące odkrycie sondy Cassini na Enceladusie. Czy odnajdziemy tam życie? Elektryzujące odkrycie sondy Cassini na Enceladusie. Czy odnajdziemy tam życie? Kevin Gill / Flickr CC by 2.0
Misja Cassini-Huygens powoli dobiega końca, jednak nawet teraz dostarcza naukowcom informacji przełomowych dla rozwoju nauki. Tym razem przełom dotyczy Enceladusa i możliwości odnalezienia innego życia w kosmosie.
Cassini wykonała prawie 2,5 miliona poleceń z Ziemi, zebrała ponad 600 GB danych, odkryła 10 księżyców Saturna, dokonała prawie 160 bliskich przelotów koło księżyców Saturna.NASA Cassini wykonała prawie 2,5 miliona poleceń z Ziemi, zebrała ponad 600 GB danych, odkryła 10 księżyców Saturna, dokonała prawie 160 bliskich przelotów koło księżyców Saturna.
Badania Cassiniego pozwoliły ustalić, że pod powierzchnią Tytana znajduje się ogromny ocean wodny.NASA Badania Cassiniego pozwoliły ustalić, że pod powierzchnią Tytana znajduje się ogromny ocean wodny.

Żadna inna misja kosmiczna nie była tak udana jak Cassini-Huygens. Dziś powoli zbliżamy się do jej końca, jednak odkrycia 20-letniej sondy wciąż nie przestają elektryzować. Dzięki informacjom od Cassiniego naukowcy z NASA wpadli na trop niesamowitego odkrycia, które sprawi, że życia w kosmosie nie będziemy już szukać na Tytanie czy Marsie, ale na drugim co do wielkości księżycu Saturna – Enceladusie.

W 2005 r. sonda Cassini odkryła tam tzw. tygrysie pasy. Są to długie równoległe linie na powierzchni księżyca, z których dość regularnie tryskają w górę gejzery na odległość tysięcy km. Gdy sonda Cassini była najbliżej Enceladusa (mniej więcej 48 km nad powierzchnią księżyca), odkryła w tych gejzerach wodór, który na Ziemi jet gazem pozwalającym formować się mikroorganizmom.

Uczeni odpowiedzialni za misję twierdzą, że wodór bierze się z kominów hydrotermalnych, które emitują rozmaite substancje (w tym ów wodór) z dna podpowierzchniowego oceanu Enceladusa. Jest to ocean wodny. Ponieważ uważa się, że najbardziej prawdopodobny scenariusz powstania życia na Ziemi przewiduje jego kreację właśnie wokół podobnych ziemskich kominów hydrotermalnych, Enceladus staje się najbardziej prawdopodobnym miejscem znalezienia życia w kosmosie. Niesamowita końcówka niesamowitej misji kosmicznej.

Żegnamy sondę Cassini

Pod koniec kwietnia jedno z największych wspólnych kosmicznych przedsięwzięć agencji NASA i ESA, a więc misja sondy Cassini-Huygens do Saturna i jego księżyców, osiągnie etap wielkiego finału. We wrześniu sonda spłonie w atmosferze Saturna.

Można śmiało powiedzieć, że żadna inna misja kosmiczna nie była tak udana jak Cassini-Huygens. Żadna inna sonda nie dokonała tak wielu ważnych odkryć i nie zebrała tak wielu danych. Może w przyszłości marsjański Mars Reconnasissance Orbiter jej dorówna? Ale też Cassini miał nieco ułatwione zadanie, ponieważ wysłano go do najbardziej dynamicznego i niezwykłego miejsca w Układzie Słonecznym – do układu Saturna.

Tam naprawdę sporo się dzieje, dlatego ta planeta nie ma sobie równych. W związku z tym do końca roku 2016 r., po 12 latach misji, sonda Cassini-Huygens wykonała prawie 2,5 miliona poleceń z Ziemi, zebrała ponad 600 GB danych, odkryła 10 księżyców Saturna, dokonała prawie 160 bliskich przelotów koło księżyców Saturna, przebyła odległość 2,2 mln km, na podstawie danych przez nią zebranych napisano 3616 prac naukowych, okrążyła Saturna 243 razy, wykonała 380 tys. zdjęć i ponad 350 razy uruchamiała swoje silniki. Wow!

Co odkryła sonda Cassini?

Wyniesiona w kosmos w 1997 r. sonda Cassini-Huygens (Cassini – NASA – to orbiter krążący wokół Saturna i jego księżyców, natomiast Huygens – ESA – to przytwierdzony do Cassiniego próbnik zrzucony na powierzchnię Tytana, czyli największego księżyca Saturna, w 2005 r.) w końcu, w 2004 r. dotarła w pobliże Saturna.

Szmat drogi – około 1,5 miliarda km od Ziemi, czyli ponad dziewięć odległości Ziemia–Słońce. Podróż trwała siedem lat. Gdy w połowie tego roku osiągnęła orbitę Saturna, pierwszą obserwacją sondy była wielka sześciokątna burza na biegunie północnym odkryta wcześniej przez sondę Voyager. Jest to niezwykłe zjawisko, jedyne w Układzie Słonecznym; chmury burzy układają się w wyraźną i foremną sześciokątną strukturę, cały układ obraca się i potrzebuje na pełen obrót prawie 11 godzin, a jeden prosty bok sześciokąta ma długość prawie 14 tys. kilometrów. Nie jest to typowy huragan, lecz raczej fala stojąca w atmosferze, która może istnieć od setek, a nawet tysięcy lat.

Po wstępnym zapoznaniu się z Saturnem sonda zaczęła dokładne obserwacje pierścieni planety i jej księżyców, których odkryto obecnie 62. Aż 53 z nich ma nadane nazwy. Sam Cassini odkrył dziesięć nowych księżyców, w tym: Methone, Pallene, Polidukesa, Daphnis, Anthe i Aegaeona.

Pierścienie Saturna

Jest ich dziesięć, przy czym największe i najwyraźniejsze oznaczono literami alfabetu łacińskiego, mniejsze noszą nazwy księżyców orbitujących wokół Saturna między pierścieniami. Pierścienie wznoszą się od ponad 6 do ponad 120 tys. km od równika planety. Przerwy między nimi, niektóre o szerokości kilkuset, a najszersze kilku tysięcy km (przerwa Cassiniego ma szerokość 4700 km), są spowodowane właśnie obecnością wielu księżyców, które orbitując, usuwają ze swojej drogi materiał pierścieni.

Materiał ten to głównie lód z zanieczyszczeniami i węgiel. Cząstki pierścieni mają rozmiary od drobiny kurzu do brył wielkości samochodu. Cassini odkrył też ciała jeszcze większe, głównie w najszerszych pierścieniach B i A, o średnicach do kilkuset metrów. Nazwano je moonletami, czyli małymi księżycami.

Dzięki obserwacjom sondy dowiedzieliśmy się, że wciąż, także obecnie, dochodzi do dość częstych zderzeń moonletów. Sam Cassini odkrył kilka nowych pierścieni, m.in. pierścień związany z księżycami Janus i Epimeteusz oraz pierścień księżyca Pallene. Wszystko to krąży wokół Saturna niczym gigantyczna karuzela.

Niezwykłe odkrycia na Tytanie

Bez wątpienia największych odkryć Cassini dokonał na Tytanie, największym księżycu Saturna i drugim pod względem wielkości w Układzie Słonecznym, po jowiszowym Ganimedesie. Tytan jest większy od Merkurego – z powodzeniem mógłby być planetą – posiada też niezwykłą, grubą i bardzo gęstą atmosferę, znacznie gęstszą niż ziemska. Ale to nie jest przyjazna atmosfera. Dominuje w niej metan i etan. Gdy Cassini dotarł do Tytana w 2005 r., nad jego północną półkulą była zima i znaczna jej część tonęła w mroku wielkiej koncentracji mgieł i aerozoli, która przykrywała szczelnie powierzchnię księżyca.

Jadnak w 2009 r. na półkuli północnej zaczęła się wiosna i czapa aerozoli zniknęła. Wówczas kamerom Cassiniego ukazało się coś niezwykłego – ogromny (900 na 1800 km) obszar, zawierający kilka mórz i setki mniejszych jezior. Największy zbiornik – Kraken Mare – ma obszar ziemskiego Morza Kaspijskiego (ok. 400 tys. km kwadratowych), drugi – Ligeia Mare – jest tylko nieco mniejszy. Dzisiaj wiadomo już, że pierwsze morze jest płytkie, w najgłębszym miejscu nie przekracza 7 metrów, ale drugie posiada głębiny sięgające 170 m.

Wiadomo też, że w zbiornikach tych znajduje się substancja płynna – Tytan staje się więc drugim po Ziemi ciałem w Układzie Słonecznym, na którym znajdują się powierzchniowe cieki i płynne zbiorniki – tyle że tytanowe morza i jeziora nie zawierają wody, lecz skroplony metan.

Morza i jeziora – istnieją tam także rzeki – Tytana są skupione głównie w okolicach bieguna północnego (gromadzą ponad 90 proc zasobów powierzchniowych płynnego metanu księżyca), ale na biegunie południowym też znajdują się zbiorniki, tyle że nieco mniejsze. Południowe jezioro Ontario Lacus ma powierzchnię 150 tys. km kwadratowych i jest też bardzo ciekawe, ponieważ przyrządy Cassiniego zarejestrowały ślady fal blisko jego linii brzegowej oraz nowe obszary zalewowe pojawiające się po obfitych ulewach metanu. Na Tytanie są więc falujące morza i jeziora, meandrujące rzeki, opady atmosferyczne, silne wiatry i istotnie różniące się od siebie pory roku.

Badania Cassiniego pozwoliły ustalić, że pod powierzchnią Tytana znajduje się ogromny ocean wodny, podobnie jest na księżycach Enceladus i Dione. Na Enceladusie Cassini odkrył wielki obszar gejzerów, przez które – pod wpływem sił pływowych Saturna – woda i drobiny lodowe oraz skalne, spod cienkiej w tym miejscu lodowej skorupy księżyca, wystrzeliwują ponad powierzchnię z dużą regularnością na wysokość tysięcy km. W atmosferze księżyca Rhea Cassini odkrył obecność tlenu.

Zbliża się koniec Cassiniego. Co dalej?

Nie da się wyliczyć wszystkich, a nawet tylko tych najważniejszych odkryć Cassiniego w krótkim tekście. Są ich setki. Ale od końca listopada 2016 r. sonda Cassini zaczęła osiągać na swojej orbicie obszar leżący już za granicą największych pierścieni. To znak zbliżającego się końca misji.

Rozpoczęła się droga na tzw. orbicie pierścienia F; sonda będzie się więc mogła przyjrzeć temu nietypowemu pierścieniowi jeszcze raz dokładnie. Wielki finał misji rozpocznie się w końcu kwietnia, czyli już za niecałe trzy tygodnie. Cassini przeleci blisko dobrze mu znanego już Tytana, nastąpi odświeżenie orbity sondy, która następnie 22 razy zanurkuje w wąską lukę dzielącą Saturna od jego pierścieni. To kompletnie niezbadany dotąd obszar o szerokości niespełna 2,5 tys. km.

Wtedy też Cassini dokona najbliższych obserwacji Saturna w historii – będzie już prawie na Saturnie – zbada jego magnetyczne i grawitacyjne pola, a także rozmaite struktury atmosfery planety. Wielki finał znajdzie – niestety – swoje zakończenie w krytycznym momencie, a więc 15 września 2017 r., gdy Sonda Cassini zanurkuje w atmosferę Saturna. Prześle jeszcze na Ziemię dosłownie ostatnie dane dotyczące składu chemicznego atmosfery, po czym spłonie w niej.

Żegnaj Cassini – jesteś Number 1.

Więcej na ten temat
Reklama

Czytaj także

Społeczeństwo

Pokolenie iGen: jakie jest i co mu zagraża

Przedstawiciele młodego pokolenia iGen nie wyobrażają sobie życia bez stałego kontaktu z całym światem, który jest zamknięty w małym pudełeczku, na dodatek w kieszeni – mówi dr Tomasz Grzyb, psycholog, profesor na Uniwersytecie SWPS we Wrocławiu.

Teresa Olszak
25.05.2019
Reklama