https://frosthead.com

Ako vedci navrhli Cassiniho konečný zánik

Na západnom pobreží USA zatiaľ nebolo svitanie, keď kozmická loď Cassini poslala svoju poslednú správu na Zem a začala sa samovražedným ponorením ponoriť do Saturn. V laboratóriu NASA Jet Propulsion Laboratory v Kalifornii v Pasadene sa vedci a inžinieri vkĺzli do zabalenej kontrolnej miestnosti misií, zatiaľ čo iní sledovali, ako sa signál rozvíja po ceste v areáli Kalifornského technologického inštitútu. Krátko po 4.55 miestneho času, 15. septembra 2017, malý orbiter ukončil svoju 20-ročnú misiu.

Súvisiaci obsah

  • Čo nás Cassinine odvážne ponory naučili o Saturnovi
  • Oslávte Cassiniho historickú plavbu v ôsmich neuveriteľných obrázkoch

„Pripisujem to neporazenému boxerovi alebo hráčovi baseballu, ktorý odchádza do dôchodku na konci sezóny, “ povedal Brent Buffington, letecký inžinier v spoločnosti JPL, ktorý pomohol naplánovať Cassiniho cestu za posledných šesť a pol roka. „Vyšli za svojich podmienok.“

Napriek tomu sa Cassinimu podarilo vyhnať poslednú možnú kvapku vedy, keď sa stretla so svojím koncom v saturnových hustých oblakoch. Aj keď sa ponáhľal k zabudnutiu, prvýkrát skúmal aj atmosféru planéty. Toto bolo charakteristické pre obežnú dráhu, ktorá odkryla stopy neuveriteľných poznatkov o Saturnovi a jeho mesiacoch od jeho príchodu na kruhovú planétu v roku 2004. Životnosť misie sa predĺžila nie raz, ale dvakrát, aby sa plavidlu dalo viac času na odhalenie Saturnových záhad.,

Cassini sa nezastavil ani v Saturn: Kozmická loď prenikla hustým smogom najväčšieho Saturnovho mesiaca Titan, aby objavila jazerá metánu a etánu, jedinú tekutinu, o ktorej je známe, že existuje na inej planéte ako na Zemi. Odhaľovali podivné formy, od dún po labyrint až po možné ľadové sopky. Cassini tiež zachytil neuveriteľné obrazy gejzírov chrliacich z južného pólu ľadového mesiaca Enceladus a odmaskoval tekutý oceán ukrytý pod ľadovou kôrou mesiaca.

Tieto a ďalšie pozorovania prispeli k tomu, že naša slnečná sústava je naplnená oceánskymi svetmi - a že život sa môže vyvíjať a dokonca prosperovať ďaleko od Slnka.

Saturnova severná pologuľa v máji 2017, pozorovaná misiou Cassini. Saturnova severná pologuľa v máji 2017, pozorovaná misiou Cassini. (NASA / JPL)

Nakoniec Cassiniho smrť prikázala starostlivosť o Enceladus a Titan NASA. Obidva svety sú zrelé na to, aby sa život vyvíjal samostatne, a vedci dúfajú, že budú hľadať možné náznaky budúcich misií. Veľmi skutočnou obavou je možnosť kontaminácie týchto druhov svetov našimi mikróbmi (do tej miery, že máme celý Úrad pre ochranu planéty venovaný tomu, aby sa tomu zabránilo).

„Posledné, čo chceme urobiť, je znečistiť tieto nedotknuté telá mikróbmi Zeme, ktoré by mohli byť na našej kozmickej lodi, “ povedal Buffington. Spolu s navigačným tímom sa teda posadili, ako maximalizovať, koľko vedy by mohli dostať z Cassini, pričom tieto potenciálne obývateľné svety udržujú mimo kontaminácie.

Navigačný tím sledoval niekoľko potenciálnych dráh pre Cassini, keď bola jeho palivová nádrž prázdna, povedal Buffington. Mohli by zaparkovať kozmickú loď na stálej obežnej dráhe okolo Saturn a posielať informácie o systéme na ďalšie roky. Mohli to rozbiť do prstencov, aby videli, ako budú reagovať, zrážka, ktorá by tiež mohla poskytnúť informácie. Mohli by to naraziť do jedného z mnohých Saturnových mesiacov. Alebo by to mohlo úplne opustiť systém, cestovať na inú obrovskú planétu alebo podivné asteroidy vonkajšej slnečnej sústavy.

Každá možnosť bola predstavená vedeckému tímu, ktorý hľadal najlepší spôsob, ako čo najlepšie využiť posledné dni kozmickej lode. Výberový proces bol, podľa Buffingtona, „darvinizmus v najlepšom prípade.“

Vrazenie do krúžkov bolo rýchlo vylúčené. Pokúšať sa dokázať, že žiadny z výsledných kúskov by nakoniec nespadol na - a potenciálne kontaminujúci - bol Titan alebo Enceladus úplne nemožné. Preskúmanie iného sveta bolo tiež zamietnuté vzhľadom na to, koľko nevyriešených otázok o Saturn zostalo.

A zatiaľ čo večná obežná dráha okolo Saturn znela dobre, vyskytol sa jeden veľký problém: Titan, jeden zo svetov, v ktorý dúfali, že sa zachová, mal potenciál spôsobiť chaos a jedného dňa mohol Cassiniho špirálu poslať do jedného z obývateľných mesiacov.

Tím sa preto rozhodol dať Titanovu silu dobrú prácu. Buffington, ktorý odišiel z misie v roku 2012, ale vrátil sa do JPL, aby bol svedkom veľkého finále Cassini, uviedol, že jedným z hlavných prielomov bolo uvedomenie si, že mohutný mesiac sa dá použiť ako pracovný kôň. To znamená, že inžinieri by mohli využiť skutočnosť, že keď malé telo prechádza väčším pohyblivým telom, jeho dráha sa mení spôsobom, ktorý vedci môžu počítať a predvídať.

„Na skok cez celý hlavný prstencový systém je možné použiť jedinú gravitačnú pomôcku Titan.“ Povedal kosmickej lodi, aby preplávala nebezpečnú zónu a cestovala medzi planétou a jej prstencami.

Po tom, čo navigačný tím zmapoval posledné obežné dráhy Cassini celú pol desaťročia pred jeho zničením, poslali plány do letových dispečerov Cassini. Každých 10 týždňov vysielali kozmickú loď balík navigačného velenia. Neurčili kurz, ale sú to tí, ktorí sa ubezpečujú, že ho Cassini dostal.

„Podávajú nám referenčnú trajektóriu a potom ju preletíme, “ povedal David Doody, vedúci oddelenia letových operácií spoločnosti JPL v reálnom čase. Doody a jeho tím siedmich „Aces“ (čo je oficiálny názov pre inžinierov, ktorí hovoria s kozmickou loďou v reálnom čase), vkladajú malé manévre, ktoré umiestnili kozmickú loď tam, kde je to potrebné. Ale keď pomohli vtlačiť Cassiniho na správnu cestu, ťažký zdvih bol Titan a jeho obrovská gra.

„Titan je náš veľký motor, “ povedal Doody. Ak by Cassini išiel po diaľnici, pokračoval by, esa by bola zodpovedná za to, aby ju udržiavala v správnom jazdnom pruhu. Ale obrovský mesiac má najväčšiu kontrolu. „Titan je naša značka, “ povedal.

.....

V apríli sa stala nevyhnutnou smrť Saturnovej. To bolo vtedy, keď gravitačné účinky letu Titan viedli k poslednému posunu v rade zmien, ktoré nasmerovali Cassini priamo na Saturn, bez možnosti úniku. Aj keď si plánovači misií nejako zmenili názor, malé zosilňovače pre malé posuny by neboli dosť silné na to, aby vypustili satelit z nárazovej dráhy, ktorú Titan zapol.

13. septembra o 15:53 ​​hod. Technický pracovník misií spoločnosti Cassini Michael Staab odovzdal posledné vyladenie do kozmickej lode. Staab bol na konzole dva týždne pred Veľkým finále, aby poslal posledný paket, ktorý by Cassini kedy dostal, posledný štrajk od tryskačov, ktorý by ho dal na presnú cestu k jeho zániku. Hoci kurz kozmickej lode bol už stanovený, táto posledná séria príkazov zapečatila jeho osud.

Cítil ľútosť?

„Som bezcitný inžinier, “ zasmial sa a sedel pri konzole Ace hodiny predtým, ako sa kozmická loď stretla so svojím osudom. Na rozdiel od mnohých vedcov, ktorí uvádzajú Cassini ako „ona“, nám Staab pripomenul, že Cassini je robot a robí to, čo je určené.

Pre Doodyho to nebol jeho prvý zvuk, ktorý zniesol smrtiaci gombík na milovanej družici. V roku 1994 poslal posledný príkaz kozmickej lodi Magellan agentúry NASA, ktorá jej povedala, aby sa vrhla do oblakov Venuše. Ale zatiaľ čo Magellan vyžadoval jediný špecifický príkaz na splnenie svojho zániku, Cassiniho posledná cesta si vyžadovala sériu prírastkových zmien, ktoré museli dosiahnuť pol desaťročia. „Tentoraz je to tak elegantné, “ povedal Doody.

Keď Cassini vrhla do Saturnovej atmosféry, Doody stál v kontrole misií v Jet Propulsion Laboratory v Kalifornii. Teleskopy ďalekohľadov siete Deep Space Network v Austrálii, Španielsku a Kalifornii spájajú riadenie misií so satelitmi ponorenými do hlbín vesmíru. Pamätná tabuľa na podlahe vedľa konzoly Cassini Ace označuje riadenie misie ako „stred vesmíru“.

Po práci na misii od samého začiatku, tvrdí Doody, sa záver cíti vzrušujúci aj konečný. „Toto je koniec 20-ročného záväzku, “ uviedol. "Bola to krv, pot a slzy po celú dobu, a teraz, keď je koniec, je to ako skočiť z útesu."

Staab stál tiež v kontrole misií, pracoval 27 hodín rovno a slúžil ako záložné eso pre Grand Finale. „Je mi smutno, keď to vidím preč, “ povedal. „Ale som veľmi hrdý na to, čo sme dosiahli.“

Buffington bol tiež na JPL, hoci nebol pod kontrolou misie. Rovnako ako Staab hovorí, že sa nestal príliš emocionálnym pre kozmickú loď, namiesto toho zachránil obdiv vedcom a technikom, ktorí túto misiu umožnili.

„Ak sa vyskytne nejaká emócia, len sa ľuďom ďakuje za úžasnú prácu, ktorú vykonali pri projektovaní a stavbe kozmickej lode skôr, ako som bol dosť starý na to, aby som napísal svoje meno, “ povedal.

Cassini sa stretla so svojím ohnivým osudom pomocou riadiacich letov, inžinierov a Titanu, ale jeho odkaz bude pokračovať aj v nasledujúcich rokoch. Informácie, ktoré poskytuje o systéme Saturn, vrátane jeho konečných meraní atmosféry planéty, podnieti viac ako desať rokov výskumu.

„Cassini nás všetkých, mladých i starých, inšpiruje k tomu, aby sme sa neustále pozerali a vedeli, čo je tam vonku, “ povedal Buffington.

Ako vedci navrhli Cassiniho konečný zánik