am@astronomija.co.yu

 

 Astronautika
 
NSPoint
 

Sadržaj AM

 
astronautika
«HUYGENSOV» NEVJEROJATAN SVIJET
Marino Tumpić
tumpic@astronomija.co.yu

ESA

Nakon prekjučerašnjeg uspješnog spuštanja evropske robotičke sonde «Huygens» na divovski Saturnov mjesec – Titan, jednini prirodni satelit u Sunčevom sustavu koji posjeduje atmosferu, znanstvenici su oduševljeni i iznenađeni pristiglim podacima.

huygensgallileo.jpg (35380 bytes)
Galilej Veća 35 kb

Cijela priča oko ovog tajanstvenog mjeseca, za kojega znanstvenici smatraju kako se nalazi u stadijumu razvoja poput naše planete prije nekoliko milijardi godina, započinje početkom XVII stoljeća kada italijanski znanstvenik Gallileo Galilei (1564-1642) usmjerava prvi prototip teleskopa prema nebeskim prostranstvima i promatra Saturn, on tada uočava dva velika mjeseca oko njega.

huygenshuygensc.jpg (43020 bytes)
Huygens Veća 43 kb

Desetak godina kasnije, njemački znanstvenik Christiaan Huygens (1629-1695) sa znatno boljim teleskopom shvaća da su Gallileovi «mjeseci» oko Saturna zapravo prsten koji okružuje Saturn, njegov bolji teleskop od Gallilejeva, omogućio mu je 1655. otkrivanje najvećeg Saturnova mjeseca – Titana.

huygenscassinigd.jpg (90241 bytes)
Cassini Veća 89 kb

Njegov suvremenik, ponovo italijanski znanstvenik, Jean-Dominique Cassini (1625-1712) otkriva još nekoliko Saturnovih mjeseci (Iapetus, Rhea, Dione i Thetys) i uočava kako se u strukturi prstena razaznaje «pukotina» koja kasnije dobiva naziv «Cassini division».

titanmaxwel.jpg (25663 bytes)
Maxwell Veća 26 kb

Nepuna dva stoljeća kasnije, škotski znanstvenik, Jeames Clerk Maxwell (1831-1879), shvatio je pravu narav Saturnova prstena, radi se o nekoliko «prstenova» od kojih je svaki od njih sastavljen od velikog broja malenih «kamenčića» zarobljenih u Saturnovoj orbiti.

Da Saturnov mjesec Titan ima atmosferu sastavljenu od metana otkrio je 1944. američki znanstvenik njemačkog porijekla Gerrard Kuiper (1905-1973), zaslužan i za kasnije otkriće postojanja tzv Kuiper-Belt-ova pojasa i objekata.

O kakovom se golemom svijetu radi možda najbolje ilistrira činjenica kako je Titan veći i od dva planeta, Merkura i Plutona i jedini je prirodni satelit koji ima atmosferu!

Zbog udaljenosti i neprozirne atmosfere, Titan je oduvijek plijenio pažnju znanstvenika. Stoljećima je to bio svijet «zaključan» za znatiželjne poglede sa Zemlje.

pioneer11.jpg (47182 bytes)
Pioneer Veća 47 kb

A onda se svijet promijenio, čovječanstvo je usvojilo potrebite tehnologije i put Saturna i Titana poslalo svoje prve robotičke izaslanike. Krajem sedamdesetih godina (1979) pokraj Saturna je prošla američka letjelica «Pioneer 11», poslavši fantastične informacije, nakon čega smo shvatili kako primjerice «Cassini division» nije prazan prostor, već i da u njemu ima malih nebeskih tijela.

voyager2.jpg (46498 bytes)
Voyager 2  Veća 46 kb

Njezin su put slijedile još dvije izuzetno uspješne američke letjelice tipa «Voyager 1 i 2», prva u studenom 1980. a druga u kolovozu 1981. koje su otkrile oblačne sustave na Saturnu, vjetrove koji na ovoj planeti pušu brzinom od 1800 km/h, polarnu svjetlost na njegovim polovima.. te kako Saturn isijava znatno više topline nego što ju prima sa Sunca!

Ipak i pored istraživanja Titan je ostao jednako tajanstven, saznali smo kako je obavijen neprozirnom narančastom atmosferom sastavljenom od metana nitrogena i nekih organskih komponenata.

Prava slika i prilika pretpovijesne Zemlje u trenucima početka života na njoj.

Cassini - Huygens

Nakon «Voyagerovih» istraživanja, već u novembru 1982. znanstvenici evropske i američke svemirske agencije (ESA i NASA) dogovorili su ambicioznu misiju istraživanja Saturna i Titana.

Tijekom godina planiranja i izrade letjelica u projekt je uključeno tristotinjak vrhunskih znanstvenika iz sedamnaest zemalja!

Naposlijetku, dana 15. oktobra 1997. sa raketodroma na Floridi, raketom «Titan IV/B Centaur» lansirana je najmasivnija (5.600 kg) ikada napravljena i najambicioznija misija za istraživanja vanjskog sunčeva sustava nazvana «Cassini-Huygens» u čast dvoje evropskih astronoma koji su zauvijek promijenili naše poimanje Saturnova svijeta i Sunčeva sustava u cijelini.

huygensoddiseypath.jpg (18533 bytes) Huygens-mission-path.jpg (41412 bytes)
Put Cassini Huygens Veća 19 kb Kod Saturna  Veća 41 kb

Niti jedna operativna raketa nemože tako masivnu letjelicu odbaciti na direktan put prema Saturnu, zato su znanstvenici kod «Cassini-Huygensa» primjenili taktiku korišćenja «gravitacijske praćke» kojom se letjelicu lansira da prođe blizu jedne planete kako bi iskoristila njenu gravitaciju i dobila dodatno ubrzanje.

«Cassini-Huygens» je tako dva puta (1998. i 1999.) prošao kraj Venere, jednom kraj Zemlje (1999.), naposlijetku i pokraj Jupitera 2000. godine, da bi uspio postignuti optimalnu putanju za let prema Saturnu kamo letjelica stiže u lipnju 2004. godine, sedam godina po lansiranju i nakon prijeđenih 3.5 milijarde kilometara.

Istraživanje termodinamike Saturna, sastava prstena, otkriće novih mjeseci, razumijevanje geoloških struktura na poznatim mjesecima, samo su neki od zadataka misije «Cassini-Huygens», kojima će se u naredne četiri godine pozabaviti američka letjelica «Cassini».

Evropska letjelica «Huygens»

Huygens_Approche_Hires.jpg (342024 bytes)
Veća 335 kb !!!
huygensON1.jpg (40216 bytes)
Veća 40 kb
huygens_descent_02.jpg (55020 bytes)
Veća 54 kb
huygens_path_02.jpg (46302 bytes)
Veća 46 kb
huygensnacilju.jpg (85751 bytes)
Veća 84 kb

Evropska letjelica «Huygens» (320 kg) mirovala je sve do Božića prošle godine, kada ju je američka letjelica, nakon zajedničkog sedmogodišnjeg leta, postavila na put prema njenom odredištu – zagonetnom Titanu.

Nakon trotjednog puta po balističkoj putanji (Huygens» nema motore!) 14. siječnja u jutarnjim satima, «timer» postavlja sondu u «stand by» mod. Minijaturizacija je na «Huygensu» projektirana tako da će sonda nejakim odašiljačem prikupljene podatke slati prema američkom «Cassini»ju koji će ih najprije memorirati a potom proslijediti prema Zemlji.

Sonde su toliko udaljene od Zemlje, da iako radio-signali putuju brzinom od 300.000 km/sec, njima treba 67 minuta da dođu do osjetljivih radio-teleskopa iz «Deep space network»a smještenih diljem Zemlje, odakle se podaci internetom prebacuju u kontrolni centar misije (ESOC), smješten u Darmstadtu, u Njemačkoj.

Nešto iza 11 sati po našem vremenu «Huygens» je počeo slati podatke prema «Cassini»ju, znanstvenici su bilo oduševljeni.

Prije toga, godinama boravivši na svemirskoj temperaturi od -150°C, «Huygens» je morao izdržati temperaturu od gotovo 2000°C koju je apsorbirao njegov toplinski štit pri ulasku u Titanovu atmosferu, zbog trenja. Ubrzo potom, toplinski štit se uz pomoć malog padobrana odvaja.

Nakon takovog kočenja, «Huygens» je sa 21.000 km/h usporio na 1.800 km/h, na visini 180 km od površine Titana otvara se veliki padobran, promjera 8,3 metara koji će usporiti spuštanje sonde na svega 320 km/h, tada se uspješno uključuju SVI instrumenti na sondi koji pored dvije kamere uključuju i instrumente za ispitivanje sastava atmosfere, temperature, pritiska, brzine vjetra i sastava atmosfere.

Na visini 120 km od površine, «Huygens» odbacuje veliki padobran i otvara novi, promjera 3 m. Propadajući kroz atmosferu, instrumenti na sondi bilježili su sve parametre, a onda, na visini od 40-tak kilometara iznad tla, kamere započinju bilježiti prve konkretne geografske oblike, radi se o iznenadjujućim oblicima poput mora i otoka, išaranih mnogobrojnim kanjonima, dokazujući kako je Titan jedan nepoznat i dinamičan svijet, koji s pravom zaokuplja pažnju znanstvenika.

Desetak minuta kasnije od predviđenog, oko 13:45 sati po našem «horizontu događanja», zbog gušće atmosfere, «Huygens» brzinom od 5 m/sec «tvrdo» slijeće na Titan, svi instrumenti i dalje rade, a kamere prenose gotovo nevjerojatne slike, okruglih geoloških struktura neposredno do letjelice, sa vidljivim tragovima erozije i
Sonda javlja kako je njena unutarnja temperatura «podnošljivih» -25°C iako je vani na tvrdoj površini – 200°C!

Iako je radni vijek sonde projektiran na svega dva i pol sata rada, zbog ograničenja baterije i prilika koje vladaju na Titanu, tridesetak minuta na površini (pre)brzo prolazi, a na Titanovom nebu «Cassini» zalazi iza horizonta i ne može više primati podatke sa «malog brata» koji na sveopće iznenađenje i dalje radi, u trenutku pisanja ovog texta nije nam bilo poznato jesu li znanstvenici uspjeli «prilagoditi» zemaljske radioteleskope za prijem slabašnog «radio-daška» sa «Huygensa».

Naime, kada je sonda krenula na put takova mogućnost nije postojala, u svega tih nekoliko godina tehnologija prijema radio signala drastično je poboljšana.

TITANPRVAfotkasa16km.jpg (15807 bytes)
Veća 16 kb
titanjpeg1.jpg (15918 bytes)
Snimak sa visine od 16 km Razmere na fotografiji Veća 23 kb
titanjpeg3.jpg (15093 bytes) TITANhireshuygens1.jpg (170407 bytes)
Panorama Veća 33 kb Panorama Veća 167 kb

«Huygens» je na visini od oko 8 km iznad površine napravio prvu 360° panoramu Titana, na kojoj se vide razni kanjoni i gorje, tamna materija vjerojatno predstavlja «tekuću materiju», nepoznata sastava. Fotografije snimljene nakon slijetanja pokazuju primjere poput krajolika na Marsu ili Mjesecu, što sve iznenađuje znanstvenike.

Sada znanstvenicima slijedi obrada i exploatacija pristiglih podataka, a da se je i u tom segmentu igralo na sigurnu kartu pokazuje i podatak kako je «Huygens» podatke slao do «Cassini»ja putem dva različita radio kanala, što se pokazalo kao pun pogodak, jer su podaci sa jednog od njih – izgubljeni.

«Cassini» će u blizu Titana pronovo proći tek za mjesec dana, u međuvremenu će šesnaest puta zaredom prema Zemlji poslati podatke koje mu je prenio «Huygens» kako bi se osiguralo da se ništa od vrijednih podataka ne zagubi ili predvidi!

Gotovo četiri stoljeća nakon «pravih» Cassinija i Huygensa, njihovi robotički nasljednici odveli su naše monitore na lice mjesta, stigli smo u svijet mašte naših predaka, tko zna hoće li se u naredna četiri stoljeća naši potomci i osobno tamo pojaviti.

Potpuni uspjeh «Huygensa» i «Cassinija» ohrabrio je njihove tvorce, a Evropskoj svemirskoj agenciji potvrdio status markantne svemirske agencije, sa nevelikim brojem izuzetno uspješnih, zahtjevnih misija.

15.01.2005.

vrh