Το Cassini είναι ο πιο εξελιγμένος διαστημικός καθετήρας που κατασκευάστηκε ποτέ. Ξεκίνησε το 1997 ως κοινή αποστολή της NASA / Ευρωπαϊκής Υπηρεσίας Διαστήματος, χρειάστηκαν επτά χρόνια για να ταξιδέψουν στον Κρόνο. Ήταν από τότε σε τροχιά γύρω από τον έκτο πλανήτη από τον ήλιο, στέλνοντας πίσω δεδομένα με τεράστια επιστημονική αξία και εικόνες υπέροχης ομορφιάς.
σχετικό περιεχόμενο
- Πώς και πότε ο Κρόνος πήρε αυτά τα θαυμάσια δαχτυλίδια;
Ο Cassini ξεκινά τώρα μια τελευταία εκστρατεία. Ονομάστηκε Grand Finale, θα τελειώσει στις 15 Σεπτεμβρίου 2017 με τον καθετήρα να βυθίζεται στην ατμόσφαιρα του Κρόνου, όπου θα καεί. Παρόλο που ο Κρόνος επισκέφτηκε τρία διαστημόπλοια τη δεκαετία του 1970 και του 1980, οι συμπατριώτες μου και εγώ δεν θα μπορούσαμε να φανταστούμε τι θα ανακαλύψει ο διαστημικός καθετήρας της Cassini κατά τη διάρκεια της παραμονής του στον δακτυλιοειδή πλανήτη όταν ξεκίνησε πριν από 20 χρόνια.
Μια τεράστια καταιγίδα που αναβλύζει το πρόσωπο του Κρόνου. Την εποχή που λήφθηκε αυτή η εικόνα, 12 εβδομάδες μετά την έναρξη της καταιγίδας, είχε τυλιχθεί εντελώς στον πλανήτη. (NASA / JPL-Caltech / SSI, CC BY) Ένας πλανήτης δυναμικής αλλαγής
Μεγάλες καταιγίδες εμφανίζονται περιοδικά στις κορυφές σύννεφων του Κρόνου, γνωστές ως Μεγάλα Λευκά Σποτάκια, παρατηρούμενα από τα τηλεσκόπια Earthbound. Το Cassini έχει ένα κάθισμα μπροστά σε αυτές τις εκδηλώσεις. Ανακαλύψαμε ότι, όπως και οι καταιγίδες της Γης, αυτές οι καταιγίδες περιέχουν κεραυνούς και χαλάζι.
Ο Cassini βρίσκεται σε τροχιά γύρω από τον Κρόνο αρκετά καιρό για να παρατηρήσει τις εποχιακές αλλαγές που προκαλούν διακυμάνσεις των καιρικών συνθηκών του, όχι σε αντίθεση με τις εποχές στη Γη. Οι περιοδικές καταιγίδες εμφανίζονται συχνά στο τέλος του καλοκαιριού στο βόρειο ημισφαίριο του Κρόνου.
Το 2010, κατά τη διάρκεια της βόρειας άνοιξης, εμφανίστηκε μια ασυνήθιστα πρώιμη και έντονη καταιγίδα στις κορυφές σύννεφων του Κρόνου. Ήταν μια θύελλα τόσο μεγάλης έκτασης που περιβάλλει ολόκληρο τον πλανήτη και διήρκεσε σχεδόν ένα χρόνο. Δεν ήταν μέχρι που η καταιγίδα έφαγε την ουρά της, που τελικά έριξε και ξεθωριάσει. Μελετώντας τις καταιγίδες όπως αυτό και συγκρίνοντάς τες με παρόμοια γεγονότα σε άλλους πλανήτες (σκεφτείτε το Μεγάλο Κόκκινο Σημείο του Δία) βοηθούν τους επιστήμονες να κατανοούν καλύτερα τα καιρικά πρότυπα σε όλο το ηλιακό σύστημα, ακόμη και εδώ στη Γη.
Έχοντας κάνει εκατοντάδες τροχιές γύρω από τον Κρόνο, η Cassini ήταν επίσης σε θέση να διερευνήσει βαθιά άλλα χαρακτηριστικά γνωρίσματα που είχαν μόνο φανεί από τη Γη ή από προηγούμενους αισθητήρες. Οι στενές επαφές με το μεγαλύτερο φεγγάρι του Κρόνου, τον Τιτάνα, επέτρεψαν στους πλοηγούς να χρησιμοποιήσουν τη βαρύτητα της σελήνης για να αναπροσανατολίσουν την τροχιά του καθετήρα έτσι ώστε να μπορεί να στρέψει τους πόλους του Κρόνου. Λόγω του ισχυρού μαγνητικού πεδίου του Κρόνου, οι πόλοι είναι το σπίτι των όμορφων Aurorae, όπως και εκείνων της Γης και του Δία.
Η εξάπλευρη δίνη του Κρόνου στον βόρειο πόλο του Κρόνου γνωστή ως «το εξάγωνο». Πρόκειται για μια υπέρθεση εικόνων που έχουν ληφθεί με διαφορετικά φίλτρα, με διαφορετικά μήκη κύματος φωτός εκχωρημένων χρωμάτων. (Πανεπιστήμιο NASA / JPL-Caltech / SSI / Hampton, CC BY) Ο Cassini επιβεβαίωσε επίσης την ύπαρξη μιας παράξενης εξάγωνης πολικής στροβίλου που πρωτοεμφανίστηκε από την αποστολή Voyager το 1981. Η δίνη, μια μάζα αερίου που περιστρέφεται σαν ένα τυφώνα, είναι μεγαλύτερη από τη Γη και έχει κορυφαίες ταχύτητες ανέμου 220 mph.
Σπίτι σε δεκάδες διαφορετικούς κόσμους
Ο Cassini ανακάλυψε ότι ο Κρόνος έχει 45 ακόμη φεγγάρια από τα 17 που ήταν γνωστά στο παρελθόν - τοποθετώντας το σύνολο τώρα στα 62.
Ο μεγαλύτερος, Τιτάνας, είναι μεγαλύτερος από τον πλανήτη Ερμή. Διαθέτει μια πυκνή ατμόσφαιρα πλούσια σε άζωτο με επιφανειακή πίεση μιάμιση φορά εκείνη της Γης. Ο Κασίνι μπόρεσε να δοκιμάσει κάτω από την κάλυψη σύννεφων του φεγγαριού, ανακαλύπτοντας ποτάμια που ρέουν σε λίμνες και θάλασσες και αναπληρώνονται από βροχή. Αλλά σε αυτή την περίπτωση, το υγρό δεν είναι νερό, αλλά μάλλον υγρό μεθάνιο και αιθάνιο.
Εικόνα ψευδούς χρώματος της Ligeia Mare, του δεύτερου μεγαλύτερου γνωστού σώματος υγρού στο φεγγάρι του Τιτανίου του Κρόνου. Είναι γεμάτη με υγρούς υδρογονάνθρακες. (NASA / JPL-Caltech / ASI / Cornell, CC BY) Αυτό δεν σημαίνει ότι το νερό δεν είναι άφθονο εκεί - αλλά είναι τόσο κρύο στον Τιτάνα (με επιφανειακή θερμοκρασία -180 ℃) ότι το νερό συμπεριφέρεται σαν βράχος και άμμος. Παρόλο που έχει όλα τα συστατικά για τη ζωή, ο Τιτάνας είναι ουσιαστικά μια «παγωμένη Γη», παγιδευμένη εκείνη τη στιγμή, πριν από τη ζωή που θα μπορούσε να σχηματιστεί.
Το έκτο μεγαλύτερο φεγγάρι του Κρόνου, Enceladus, είναι ένας παγωμένος κόσμος με διάμετρο περίπου 300 μίλια. Και για μένα, είναι η τοποθεσία του πιο εντυπωσιακού εύρους της αποστολής.
Η ανακάλυψη άρχισε ταπεινά, με μια περίεργη αναλαμπή στις αναγνώσεις του μαγνητικού πεδίου κατά την πρώτη πτήση του Enceladus το 2004. Καθώς ο Cassini πέρασε από το νότιο ημισφαίριο της σελήνης, ανίχνευσε παράξενες διακυμάνσεις στο μαγνητικό πεδίο του Κρόνου. Από αυτό, η ομάδα μαγνητόμετρων Cassini συμπέρανε ότι ο Enceladus πρέπει να είναι πηγή ιονισμένου αερίου.
Συγκεκριμένα, έδωσαν εντολή στους ναυτικούς της Cassini να πραγματοποιήσουν μια ακόμη πιο κοντά πλεύση το 2005. Με έκπληξη, τα δύο όργανα που σχεδιάστηκαν για να καθορίσουν τη σύνθεση του αερίου που πετάει το διαστημικό σκάφος, το φασματόμετρο πλάσματος Cassini (CAPS) και το ιόν και η ουδέτερη μάζα Spectrometer (INMS), διαπίστωσε ότι η Cassini περνούσε απροσδόκητα μέσω ενός σύννεφου ιονισμένου νερού. Προερχόμενοι από τις ρωγμές στον πάγο στο νότιο πόλο του Enceladus, αυτά τα μάζα νερού αναβλύζουν στο διάστημα σε ταχύτητες έως και 800 mph.
Είμαι στην ομάδα που έκανε τη θετική αναγνώριση του νερού και πρέπει να πω ότι ήταν η πιο συναρπαστική στιγμή στην επαγγελματική μου σταδιοδρομία. Όσον αφορά τα φεγγάρια του Κρόνου, ο καθένας σκέφτηκε ότι όλη η δράση θα ήταν στον Τιτάνα. Κανένας δεν περίμενε τον μικρό Enceladus να μην έχει εκπλήξεις.
Η γεωλογική δραστηριότητα που συμβαίνει σε πραγματικό χρόνο είναι αρκετά σπάνια στο ηλιακό σύστημα. Πριν από τον Enceladus, ο μόνος γνωστός ενεργός κόσμος πέρα από τη Γη, ήταν το φεγγάρι του Δία του Ιού, το οποίο διαθέτει εκρήξεις ηφαιστείων. Να βρει κάτι παρόμοιο με τον Παλαιό πιστοί σε ένα φεγγάρι του Κρόνου ήταν πρακτικά αδιανόητο. Το γεγονός ότι όλα ξεκίνησαν με κάποιον που παρατηρεί μια περίεργη ανάγνωση στα δεδομένα του μαγνητικού πεδίου είναι ένα θαυμάσιο παράδειγμα της πολυαναμενόμενης φύσης της ανακάλυψης.
Η λεκάνη του πυρήνα του νότιου πόλου του Εγκέλαδου, με τους λοφίσκους του να φωτίζονται από το διάσπαρτο ηλιακό φως. (NASA / JPL-Caltech / Ινστιτούτο Διαστημικών Επιστημών, CC BY) Η ιστορία του Enceladus γίνεται πιο έκτακτη. Το 2009, τα μολύβια απεικονίστηκαν άμεσα για πρώτη φορά. Γνωρίζουμε τώρα ότι το νερό από το Enceladus αποτελεί το μεγαλύτερο συστατικό της μαγνητόσφαιρας του Κρόνου (η περιοχή του χώρου που ελέγχεται από το μαγνητικό πεδίο του Κρόνου) και τα μούλια είναι υπεύθυνα για την ίδια την ύπαρξη του απέραντου δακτυλίου του Κρόνου, του δεύτερου εξωτερικού δακτυλίου του πλανήτη.
Πιο εκπληκτικά, γνωρίζουμε τώρα ότι κάτω από το φλοιό του Enceladus είναι ένας παγκόσμιος ωκεανός υγρού αλμυρού νερού και οργανικών μορίων, όλα θερμαινόμενα με υδροθερμικές οπές στο θαλασσινό νερό. Λεπτομερής ανάλυση των μαρμάρων δείχνει ότι περιέχουν υδρογονάνθρακες. Όλα αυτά δείχνουν ότι η Enceladus είναι ένας ωκεάνιος κόσμος που φιλοξενεί τη ζωή, εδώ στο ηλιακό μας σύστημα.
Όταν ο Cassini βυθίζεται στις κορυφές σύννεφων του Κρόνου αργότερα φέτος, θα σηματοδοτήσει το τέλος μιας από τις πιο επιτυχημένες αποστολές ανακάλυψης που ξεκίνησε ποτέ από την ανθρωπότητα.
Οι επιστήμονες εξετάζουν τώρα στοχοθετημένες αποστολές στον Τιτάνα, τον Εγκέλαδο ή πιθανόν και τους δύο. Ένα από τα πιο πολύτιμα μαθήματα που μπορεί κανείς να πάρει από το Cassini είναι η ανάγκη να συνεχίσει να εξερευνά. Όσο μάθαμε από το πρώτο διαστημόπλοιο για να φτάσουμε στον Κρόνο, τίποτα δεν μας προετοίμασε για αυτό που θα βρούμε με τον Cassini. Ποιος ξέρει τι θα βρούμε στη συνέχεια;
Αυτό το άρθρο δημοσιεύθηκε αρχικά στην Η συζήτηση.
Dan Reisenfeld, Καθηγήτρια Φυσικής & Αστρονομίας, Πανεπιστήμιο της Μοντάνα
