Cassini–Huygens

Cassini–Huygens (kə-SEE-nee HOY-gənz), comúnmente llamado Cassini, fue una misión de investigación espacial de la NASA, la Agencia Espacial Europea (ESA) y la Agencia Espacial Italiana (ASI) para enviar una sonda espacial para estudiar el planeta Saturno y su sistema, incluidos sus anillos y satélites naturales. La nave espacial robótica de clase Flagship comprendía tanto la sonda espacial Cassini de la NASA como el módulo de aterrizaje Huygens de la ESA, que aterrizó en la luna más grande de Saturno, Titán. Cassini fue la cuarta sonda espacial en visitar Saturno y la primera en entrar en su órbita, donde permaneció desde 2004 hasta 2017. Las dos naves tomaron sus nombres de los astrónomos Giovanni Cassini y Christiaan Huygens.

Lanzado a bordo de un Titan IVB/Centaur el 15 de octubre de 1997, Cassini estuvo activo en el espacio durante casi 20 años, con 13 años orbitando Saturno y estudiando el planeta y su sistema después de entrar en órbita el 1 de julio de 2004. El viaje a Saturno incluyó sobrevuelos de Venus (abril de 1998 y julio de 1999), la Tierra (agosto de 1999), el asteroide 2685 Masursky y Júpiter (diciembre de 2000). La misión finalizó el 15 de septiembre de 2017, cuando la trayectoria de Cassini la llevó a la atmósfera superior de Saturno y la incendió para evitar cualquier riesgo de contaminación de Saturno. lunas, que podrían haber ofrecido entornos habitables para polizones de microbios terrestres en la nave espacial. La misión superó las expectativas: el director de la División de Ciencias Planetarias de la NASA, Jim Green, describió la Cassini-Huygens como una "misión de primicias" eso ha revolucionado la comprensión humana del sistema de Saturno, incluidas sus lunas y anillos, y nuestra comprensión de dónde se puede encontrar vida en el Sistema Solar.

Cassini' originalmente programaron una misión de cuatro años, a partir de junio 2004 a mayo de 2008. La misión se extendió por otros dos años hasta septiembre de 2010, con la marca Cassini Equinox Mission. La misión se amplió por segunda y última vez con la Cassini Solstice Mission, que duró otros siete años hasta el 15 de septiembre de 2017, fecha en la que Cassini fue desorbitada para quemarse. en la atmósfera superior de Saturno.

El módulo Huygens viajó con Cassini hasta su separación de la sonda el 25 de diciembre de 2004; Huygens aterrizó en paracaídas en Titán el 14 de enero de 2005. La separación fue facilitada por el SED (Spin/Eject device), que proporcionó una velocidad de separación relativa de 0,35 metros por segundo (1,1 ft/s) y una velocidad de giro de 7,5 rpm.. Devolvió datos a la Tierra durante unos 90 minutos, utilizando el orbitador como relé. Este fue el primer aterrizaje jamás logrado en el Sistema Solar exterior y el primer aterrizaje en una luna que no sea la Luna de la Tierra.

Al final de su misión, la nave espacial Cassini ejecutó su "Gran final": una serie de pases arriesgados a través de los espacios entre Saturno y sus anillos internos. Esta fase tuvo como objetivo maximizar el resultado científico de Cassini's antes de que la nave espacial fuera destruida intencionalmente para evitar la contaminación potencial de las lunas de Saturno si Cassini chocara involuntariamente contra ellas cuando ya no sea posible maniobrar la sonda debido a una pérdida de energía u otros problemas de comunicación al final de su vida útil operativa. La entrada atmosférica de Cassini puso fin a la misión, pero el análisis de los datos devueltos continuará durante muchos años.

Resumen

Científicos y personas de 27 países formaron el equipo conjunto responsable de diseñar, construir, volar y recopilar datos del orbitador Cassini y la sonda Huygens.

El Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en los Estados Unidos, donde se ensambló el orbitador, dirigió la misión. El Centro Europeo de Investigación y Tecnología Espacial desarrolló Huygens. El contratista principal del centro, Aérospatiale de Francia (parte de Thales Alenia Space desde 2005), ensambló la sonda con equipos e instrumentos suministrados por muchos países europeos (incluido Huygens' baterías y dos instrumentos científicos de los Estados Unidos). La Agencia Espacial Italiana (ASI) suministró la antena de radio de alta ganancia del orbitador Cassini, con la incorporación de una antena de baja ganancia (para asegurar las telecomunicaciones con la Tierra durante toda la duración de la misión), un radar compacto y liviano, que también usaba la antena de alta ganancia y servía como un radar de apertura sintética, un altímetro de radar, un radiómetro, el subsistema de ciencia de radio (RSS) y la porción de canal visible VIMS-V del espectrómetro VIMS.

NASA proporcionó la contraparte infrarroja VIMS, así como el ensamblaje electrónico principal, que incluía subensamblajes electrónicos provistos por CNES de Francia.

El 16 de abril de 2008, la NASA anunció una extensión de dos años de la financiación para las operaciones terrestres de esta misión, momento en el que pasó a llamarse Misión Cassini Equinox. La ronda de financiación se amplió de nuevo en febrero de 2010 con la Cassini Solstice Mission.

Nombramiento

La explicación de Huygens sobre los aspectos de Saturno, Systema Saturnium (1659)

La misión constaba de dos elementos principales: el orbitador ASI/NASA Cassini, llamado así por el astrónomo italiano Giovanni Domenico Cassini, descubridor de las divisiones de los anillos de Saturno y cuatro de sus satélites; y la sonda Huygens desarrollada por la ESA, llamada así por el astrónomo, matemático y físico holandés Christiaan Huygens, descubridor de Titán.

La misión se llamaba comúnmente Saturn Orbiter Titan Probe (SOTP) durante la gestación, tanto como misión Mariner Mark II como de forma genérica.

Cassini-Huygens fue una misión de clase Flagship a los planetas exteriores. Los otros buques insignia planetarios incluyen Galileo, Voyager y Viking.

Objetivos

Cassini tenía varios objetivos, entre ellos:

• Determinando la estructura tridimensional y el comportamiento dinámico de los anillos de Saturno.
• Determinación de la composición de las superficies satelitales y de la historia geológica de cada objeto.
• Determinando la naturaleza y el origen del material oscuro en el hemisferio líder de Iapetus.
• Medir la estructura tridimensional y el comportamiento dinámico de la magnetosfera.
• Estudiando el comportamiento dinámico de la atmósfera de Saturno a nivel de nubes.
• Estudiando la variabilidad del tiempo de las nubes y las novatas de Titan.
• Caracterizando la superficie de Titan a escala regional.

Cassini-Huygens se lanzó el 15 de octubre de 1997 desde el Complejo de Lanzamiento Espacial 40 de la Estación de la Fuerza Aérea de Cabo Cañaveral utilizando un cohete Titan IVB/Centaur de la Fuerza Aérea de los EE. UU. El lanzador completo estaba compuesto por un cohete impulsor Titan IV de dos etapas, dos motores de cohetes sólidos con correa, la etapa superior Centaur y un recinto de carga útil o carenado.

El costo total de esta misión de exploración científica fue de aproximadamente USD 3260 millones, incluidos USD 1400 millones para el desarrollo previo al lanzamiento, USD 704 millones para las operaciones de la misión, USD 54 millones para el seguimiento y USD 422 millones para el vehículo de lanzamiento. Estados Unidos aportó 2600 millones de dólares (80 %), la ESA 500 millones de dólares (15 %) y el ASI 160 millones de dólares (5 %). Sin embargo, estas cifras son del dossier de prensa que se preparó en octubre de 2000. No incluyen la inflación en el transcurso de una misión muy larga, ni incluyen el costo de las misiones extendidas.

La misión principal de Cassini se completó el 30 de julio de 2008. La misión se extendió hasta junio de 2010 (Cassini Misión Equinox). Este estudió el sistema de Saturno en detalle durante el equinoccio del planeta, que ocurrió en agosto de 2009.

El 3 de febrero de 2010, la NASA anunció otra extensión para Cassini, con una duración de 61⁄2 años hasta 2017, finalizando en el momento del solsticio de verano en el hemisferio norte de Saturno (Cassini Solstice Mission). La extensión permitió otras 155 revoluciones alrededor del planeta, 54 sobrevuelos de Titán y 11 sobrevuelos de Encelado. En 2017, un encuentro con Titán cambió su órbita de tal manera que, en su máxima aproximación a Saturno, estaba a solo 3000 km (1900 mi) por encima de las nubes del planeta, por debajo del borde interior del anillo D. Esta secuencia de "órbitas proximales" terminó cuando su encuentro final con Titán envió la sonda a la atmósfera de Saturno para ser destruida.

Itinerario

Destinos seleccionados (ordenados más grandes a más pequeños pero no a escala)
Titan	Luna de la Tierra	Rhea	Iapetus	Dione	Tethys	Enceladus
Mimas	Hipersión	Phoebe	Janus	Epimetheus	Prometeo	Pandora
Helene	Atlas	Pan	Telesto	Calypso	Methone

Historia

Cassini-Huygens en la plataforma de lanzamiento

Cassini–Huygens'Los orígenes se remontan a 1982, cuando la Ciencia Europea Foundation y la Academia Nacional Estadounidense de Ciencias formaron un grupo de trabajo para investigar futuras misiones cooperativas. Dos científicos europeos sugirieron un Saturn Orbiter y Titan Probe emparejados como una posible misión conjunta. En 1983, el Comité de Exploración del Sistema Solar de la NASA recomendó el mismo par de orbitador y sonda como proyecto principal de la NASA. La NASA y la Agencia Espacial Europea (ESA) realizaron un estudio conjunto de la misión potencial de 1984 a 1985. La ESA continuó con su propio estudio en 1986, mientras que la astronauta estadounidense Sally Ride, en su influyente informe de 1987 NASA Leadership and America& #39;s Future in Space, también examinó y aprobó la misión Cassini.

Si bien el informe de Ride describió el orbitador y la sonda de Saturno como una misión individual de la NASA, en 1988 el Administrador Asociado de Ciencias y Aplicaciones Espaciales de la NASA, Len Fisk, retomó la idea de una misión conjunta de la NASA y la ESA. Escribió a su homólogo de la ESA, Roger Bonnet, sugiriendo encarecidamente que la ESA eligiera la misión Cassini entre los tres candidatos disponibles y prometiendo que la NASA se comprometería con la misión tan pronto como lo hiciera la ESA.

En ese momento, la NASA se estaba volviendo más sensible a la tensión que se había desarrollado entre los programas espaciales estadounidense y europeo como resultado de las percepciones europeas de que la NASA no los había tratado como a un igual durante colaboraciones anteriores. Los funcionarios y asesores de la NASA involucrados en la promoción y planificación de la Cassini–Huygens intentaron corregir esta tendencia enfatizando su deseo de compartir equitativamente cualquier beneficio científico y tecnológico que resulte de la misión. En parte, este nuevo espíritu de cooperación con Europa fue impulsado por un sentido de competencia con la Unión Soviética, que había comenzado a cooperar más estrechamente con Europa a medida que la ESA se alejaba más de la NASA. A fines de 1988, la ESA eligió a Cassini-Huygens como su próxima gran misión y al año siguiente el programa recibió una importante financiación en los EE. UU.

La colaboración no solo mejoró las relaciones entre los dos programas espaciales, sino que también ayudó a Cassini–Huygens a sobrevivir a los recortes presupuestarios del Congreso en los Estados Unidos. Cassini–Huygens fue objeto de críticas políticas tanto en 1992 como en 1994, pero la NASA convenció con éxito al Congreso de los Estados Unidos de que no sería prudente detener el proyecto después de que la ESA ya había invertido fondos en el desarrollo debido a la frustración en el espacio roto. las promesas de exploración podrían extenderse a otras áreas de las relaciones exteriores. El proyecto avanzó políticamente sin problemas después de 1994, aunque los ciudadanos' grupos preocupados por su posible impacto ambiental intentaron descarrilarlo a través de protestas y demandas hasta su lanzamiento en 1997 y más allá.

Diseño de naves espaciales

Cassini-Huygens montaje

Se planeó que la nave espacial fuera la segunda Mariner Mark II estabilizada en tres ejes y propulsada por RTG, una clase de nave espacial desarrollada para misiones más allá de la órbita de Marte. Cassini se desarrolló simultáneamente con la nave espacial Comet Rendezvous Asteroid Flyby (CRAF), pero los recortes presupuestarios y las reevaluaciones del proyecto obligaron a la NASA a terminar el desarrollo de CRAF para ahorrar Cassini. Como resultado, Cassini se volvió más especializado. La serie Mariner Mark II fue cancelada.

El orbitador y la sonda combinados es la tercera nave espacial interplanetaria no tripulada más grande jamás lanzada con éxito, detrás de las sondas de Marte Phobos 1 y 2, además de estar entre las más complejas. El orbitador tenía una masa de 2150 kg (4740 lb), la sonda de 350 kg (770 lb). Con el adaptador del vehículo de lanzamiento y 3132 kg (6905 lb) de propulsores en el lanzamiento, la nave espacial tenía una masa de 5600 kg (12 300 lb).

La nave espacial Cassini medía 6,8 metros (22 pies) de alto y 4 metros (13 pies) de ancho. La complejidad de la nave espacial se incrementó por su trayectoria (ruta de vuelo) a Saturno y por la ciencia ambiciosa en su destino. Cassini tenía 1.630 componentes electrónicos interconectados, 22.000 conexiones de cables y 14 kilómetros (8,7 mi) de cableado. La CPU de la computadora de control central era un sistema MIL-STD-1750A redundante. El sistema de propulsión principal consistía en un motor de cohete bipropulsor R-4D principal y uno de respaldo. El empuje de cada motor era de 490 N (110 lbf) y el delta-v total de la nave espacial era de unos 2040 m/s (4600 mph). Los cohetes monopropulsores más pequeños proporcionaron control de actitud.

Cassini funcionaba con 32,7 kg (72 lb) de combustible nuclear, principalmente dióxido de plutonio (que contenía 28,3 kg (62 lb) de plutonio puro). El calor de la descomposición radiactiva del material se convirtió en electricidad. Huygens fue apoyado por Cassini durante el crucero, pero usó baterías químicas cuando era independiente.

La investigación contenía un DVD con más de 616.400 firmas de ciudadanos de 81 países, recogidas en una campaña pública.

Hasta septiembre de 2017, la sonda Cassini siguió orbitando Saturno a una distancia de entre 8,2 y 10,2 unidades astronómicas (1,23×10 ⁹ y 1,53×10⁹ km; 760 000 000 y 950 000 000 mi) de la Tierra. Las señales de radio tardaron entre 68 y 84 minutos en viajar desde la Tierra hasta la nave espacial, y viceversa. Por lo tanto, los controladores de tierra no podían proporcionar información en tiempo real. instrucciones para operaciones diarias o para eventos inesperados. Incluso si la respuesta fuera inmediata, habrían pasado más de dos horas entre la aparición de un problema y la recepción de los ingenieros. respuesta del satélite.

Instrumentos

La superficie de Titan revelada por VIMS

Ñandú delante de Saturno

Hexágono polar norte de Saturno

Saturno en color natural (enero 2010)

Modelo 3D animado de la nave espacial

Resumen

Instrumentos:

• Sensación óptica remota ("Located on the remote sensing palelet")
  • Espectrometer infrarrojo compuesto (CIRS)
  • Imaging Science Subsystem (ISS)
  • Espectrografía de imágenes ultravioletas (UVIS)
  • Espectrometer visible e infrarrojo (VIMS)
• Campos, partículas y olas (principalmente in situ)
  • Cassini Plasma Spectrometer (CAPS)
  • Analizador de polvo cósmico (CDA)
  • Ion and Neutral Mass Spectrometer (INMS)
  • Magnetometer (MAG)
  • Magnetosféricos Instrumento de Imágenes (MIMI)
  • Radio y Plasma Wave Science (RPWS)
• Teleobservación de microondas
  • Radar
  • Radio Science (RSS)

Descripción

Cassini' consistía en: un mapeador de radar de apertura sintética, un un sistema de imágenes de dispositivo acoplado por carga, un espectrómetro de mapeo visible/infrarrojo, un espectrómetro infrarrojo compuesto, un analizador de polvo cósmico, un experimento de ondas de radio y plasma, un espectrómetro de plasma, un espectrógrafo de imágenes ultravioleta, un instrumento de imágenes magnetosféricas, un magnetómetro y un ion /espectrómetro de masas neutras. La telemetría de la antena de comunicaciones y otros transmisores especiales (un transmisor de banda S y un sistema de banda Ka de doble frecuencia) también se utilizó para realizar observaciones de las atmósferas de Titán y Saturno y para medir los campos de gravedad del planeta y sus satélites..

Cassini Plasma Spectrometer (CAPS)

CAPS fue un instrumento in situ que midió el flujo de partículas cargadas en la ubicación de la nave espacial, como una función de dirección y energía. La composición ion también se midió utilizando un espectrómetro de masa de tiempo de vuelo. CAPS midió partículas producidas por la ionización de moléculas originarias de la ionosfera de Saturno y Titan, así como las ciruelas de Enceladus. CAPS también investigó plasma en estas áreas, junto con el viento solar y su interacción con la magnetosfera de Saturno. CAPS fue apagado en junio de 2011, como precaución debido a un cortocircuito eléctrico "soft" que ocurrió en el instrumento. Fue alimentado de nuevo en marzo de 2012, pero después de 78 días otro cortocircuito obligó a cerrar el instrumento permanentemente.

Analizador de polvo cósmico (CDA)

El CDA fue un instrumento in situ que midió el tamaño, la velocidad y la dirección de pequeños granos de polvo cerca de Saturno. También podría medir los elementos químicos de los granos. Algunas de estas partículas orbitaron a Saturno, mientras que otras provenían de otros sistemas estelares. El CDA en el orbitador fue diseñado para aprender más sobre estas partículas, los materiales en otros cuerpos celestes y potencialmente sobre los orígenes del universo.

Espectrometer infrarrojo compuesto (CIRS)

El CIRS fue un instrumento de teleobservación que midió la radiación infrarroja procedente de objetos para conocer sus temperaturas, propiedades térmicas y composiciones. A lo largo de la Cassini–Huygens misión, el CIRS midió emisiones infrarrojas de atmósferas, anillos y superficies en el vasto sistema Saturno. mapeó la atmósfera de Saturno en tres dimensiones para determinar perfiles de temperatura y presión con altitud, composición de gas y distribución de aerosoles y nubes. También midió características térmicas y la composición de superficies y anillos satélites.

Ion and Neutral Mass Spectrometer (INMS)

El INMS fue un instrumento in situ que midió la composición de partículas cargadas (protones y iones más pesados) y partículas neutrales (atomas y moléculas) cerca de Titan y Saturno para aprender más sobre sus atmósferas. El instrumento utilizó un espectrómetro de masa de cuádrupo. El INMS también estaba destinado a medir los ambientes ion positivo y neutrales de los satélites y anillos helados de Saturno.

Imaging Science Subsystem (ISS)

El ISS fue un instrumento de teleobservación que captó la mayoría de las imágenes en luz visible, y también algunas imágenes infrarrojas e imágenes ultravioletas. El ISS tomó cientos de miles de imágenes de Saturno, sus anillos y sus lunas. El ISS tenía una cámara de gran angular (WAC) y una cámara de ángulo estrecho (NAC). Cada una de estas cámaras utilizó un dispositivo de carga sensible (CCD) como detector de ondas electromagnéticas. Cada CCD tenía una serie de 1.024 cuadrados de píxeles, 12 μm de un lado. Ambas cámaras permitieron muchos modos de reunión de datos, incluyendo la compresión de datos en chip, y fueron equipadas con filtros espectrales que giraron en una rueda para ver diferentes bandas dentro del espectro electromagnético que van desde 0,2 a 1,1 μm.

Magnetometro de doble técnica (MAG)

El MAG fue un instrumento in situ que midió la fuerza y dirección del campo magnético alrededor de Saturno. Los campos magnéticos son generados en parte por el núcleo fundido en el centro de Saturno. Medir el campo magnético es una de las maneras de probar el núcleo. MAG pretendía desarrollar un modelo tridimensional de la magnetosfera de Saturno, y determinar el estado magnético de Titan y su atmósfera, y los satélites helados y su papel en la magnetosfera de Saturno.

Magnetosféricos Instrumento de Imágenes (MIMI)

El MIMI fue un instrumento de detección in situ y remota que produce imágenes y otros datos sobre las partículas atrapadas en el enorme campo magnético de Saturno, o la magnetosfera. El componente in situ midió iones energéticos y electrones, mientras que el componente de detección remota (la cámara Ion y Neutral, INCA) era un potente imágen de átomo neutral. Esta información se utilizó para estudiar la configuración y dinámica general de la magnetosfera y sus interacciones con el viento solar, la atmósfera de Saturno, Titan, anillos y satélites helados.

Radar

El radar a bordo fue un instrumento de detección activo y pasivo que produjo mapas de la superficie de Titan. Las ondas de radar eran lo suficientemente poderosas para penetrar el grueso velo de la escobilla que rodeaba a Titan. Mediante la medición del tiempo de envío y retorno de las señales es posible determinar la altura de las grandes características superficiales, como montañas y cañones. El radar pasivo escuchó las ondas de radio que Saturno o sus lunas pueden emitir.

Instrumento de ciencia de onda de radio y plasma (RPWS)

El RPWS fue un instrumento in situ y un instrumento de teleobservación que recibe y mide señales de radio procedentes de Saturno, incluyendo las ondas de radio dadas por la interacción del viento solar con Saturno y Titan. RPWS midió los campos de onda eléctrica y magnética en las magnetosferas media y planetaria interplanetaria. También determinó la densidad y temperatura del electrón cerca de Titan y en algunas regiones de la magnetosfera de Saturno utilizando ondas de plasma a frecuencias características (por ejemplo, la línea híbrida superior) o una sonda Langmuir. RPWS estudió la configuración del campo magnético de Saturno y su relación con la radiación Kilométrica de Saturno (SKR), así como el monitoreo y mapeo de la ionosfera, plasma y relámpago de la atmósfera de Saturno (y posiblemente de Titan).

Subsistema de Ciencias de la Radio (RSS)

El RSS fue un instrumento de teleobservación que utilizó antenas de radio en la Tierra para observar la forma en que las señales de radio de la nave espacial cambiaron cuando fueron enviadas a través de objetos, como la atmósfera de Titan o los anillos de Saturno, o incluso detrás del Sol. El RSS también estudió las composiciones, presiones y temperaturas de atmósferas y ionosferas, estructura radial y distribución de partículas dentro de anillos, masas de cuerpo y sistema y el campo gravitacional. El instrumento utilizó el enlace de comunicación de banda X de la nave espacial, así como el enlace descendente de banda S y K_a- banda parpadeando y parpadeando.

Cassini Instrumento UVIS construido por el Laboratorio de Física Atmosférica y Espacial de la Universidad de Colorado.

Espectrografía de imágenes ultravioletas (UVIS)

El UVIS era un instrumento de teleobservación que capturaba imágenes de la luz ultravioleta reflejaba un objeto, como las nubes de Saturno y/o sus anillos, para aprender más sobre su estructura y composición. Diseñado para medir la luz ultravioleta sobre longitudes de onda de 55.8 a 190 nm, este instrumento también fue una herramienta para ayudar a determinar la composición, distribución, contenido de partículas aerosol y temperaturas de sus atmósferas. A diferencia de otros tipos de espectrómetros, este instrumento sensible podría tomar lecturas espectrales y espaciales. Es especialmente apropiado determinar la composición de los gases. Las observaciones espaciales tuvieron una visión amplia y estrecha, sólo un pixel alto y 64 píxeles. La dimensión espectral fue de 1.024 píxeles por píxel espacial. También podría tomar muchas imágenes que crean películas de las maneras en que este material es movido por otras fuerzas.

UVIS consistió en cuatro canales de detectores separados, el ultravioleta lejano (FUV), el ultravioleta extremo (EUV), el fotometro de alta velocidad (HSP) y la célula de absorción de hidrógeno-Deuterio (HDAC). UVIS recogió imágenes hiperspectrales y espectros discretos de Saturno, sus lunas y sus anillos, así como datos de ocultación estelar.

El canal HSP está diseñado para observar la luz estelar que pasa por los anillos de Saturno (conocido como ocultaciones estelares) con el fin de comprender la estructura y la profundidad óptica de los anillos. Los datos de ocultación estelar de los canales HSP y FUV confirmaron la existencia de ciruelas de vapor de agua en el polo sur de Enceladus, así como caracterizaron la composición de las ciruelas.

Los espectros VIMS tomados mientras miraban la atmósfera de Titán hacia el Sol ayudaron a comprender las atmósferas de exoplanetas (concepto del artista; 27 de mayo de 2014).

Espectrometer visible e infrarrojo (VIMS)

El VIMS fue un instrumento de teleobservación que captó imágenes usando luz visible e infrarroja para aprender más sobre la composición de las superficies lunares, los anillos y las atmósferas de Saturno y Titan. Consistió en dos cámaras - una utilizada para medir la luz visible, la otra infrarroja. VIMS midió radiación reflejada y emitida de atmósferas, anillos y superficies sobre longitudes de onda de 350 a 5100 nm, para ayudar a determinar sus composiciones, temperaturas y estructuras. También observó la luz solar y la luz estelar que pasa por los anillos para aprender más sobre su estructura. Los científicos utilizaron VIMS para estudios a largo plazo de movimiento en la nube y morfología en el sistema Saturno, para determinar los patrones meteorológicos de Saturno.

Fuente de energía de plutonio

A Cassini GPHS-RTG antes de la instalación

Debido a la distancia de Saturno al Sol, los paneles solares no eran factibles como fuentes de energía para esta sonda espacial. Para generar suficiente energía, tales matrices habrían sido demasiado grandes y pesadas. En su lugar, el orbitador Cassini estaba propulsado por tres generadores termoeléctricos de radioisótopos GPHS-RTG, que utilizan el calor de la descomposición de unos 33 kg (73 lb) de plutonio-238 (en forma de dióxido de plutonio) para generar electricidad de corriente continua a través de termoeléctricas. Los RTG de la misión Cassini tienen el mismo diseño que los utilizados en las sondas espaciales New Horizons, Galileo y Ulysses, y fueron diseñados para tener una vida operativa muy prolongada. Al final de los 11 años nominales de la misión Cassini, todavía podían producir entre 600 y 700 vatios de energía eléctrica. (El hardware sobrante del programa Cassini RTG se modificó y usó para impulsar la misión New Horizons a Plutón y el cinturón de Kuiper, que se diseñó y lanzó más tarde).

La distribución de energía se logró mediante 192 interruptores de energía de estado sólido, que también funcionaron como disyuntores en caso de una condición de sobrecarga. Los interruptores usaban MOSFET que presentaban una mejor eficiencia y una vida útil más larga en comparación con los interruptores convencionales, mientras que al mismo tiempo eliminaban los transitorios. Sin embargo, estos disyuntores de estado sólido eran propensos a disparos erróneos (presumiblemente por rayos cósmicos), lo que requería que se reiniciaran y provocaban pérdidas en los datos experimentales.

Una pellets de plutonio brillante que es la fuente de energía del generador termoeléctrico de radioisotopo de la sonda

Para ganar impulso mientras ya estaba en vuelo, la trayectoria de la misión Cassini incluyó varias maniobras de tirachinas gravitacional: dos sobrevuelos de Venus, uno más de la Tierra y luego uno del planeta. Júpiter. El sobrevuelo terrestre fue la instancia final en la que la sonda planteó algún peligro concebible para los seres humanos. La maniobra fue exitosa, con Cassini pasando a 1.171 km (728 mi) sobre la Tierra el 18 de agosto de 1999. Si hubiera habido algún mal funcionamiento que causara que la sonda chocara con la Tierra, el estudio completo de impacto ambiental de la NASA estimó que, en el peor de los casos (con un ángulo de entrada agudo en el que Cassini se quemaría gradualmente arriba), una fracción significativa de los 33 kg de combustible nuclear dentro de los RTG se habría dispersado en la atmósfera terrestre, de modo que hasta cinco mil millones de personas (es decir, casi toda la población terrestre) podrían haber estado expuestas, causando hasta a unas 5.000 muertes por cáncer adicionales durante las décadas siguientes (0,0005 por ciento, es decir, una fracción de 0,000005, de mil millones de muertes por cáncer que se esperan de todos modos por otras causas; el producto se calcula incorrectamente en otros lugares como 500.000 muertes). Sin embargo, se estimó que la probabilidad de que esto suceda es de menos de uno en un millón, es decir, la probabilidad de que una persona muera (suponiendo 5000 muertes) es menos de 1 en 200.

El análisis de riesgo de la NASA para usar plutonio fue criticado públicamente por Michio Kaku con el argumento de que las víctimas, los daños a la propiedad y las demandas resultantes de un posible accidente, así como el uso potencial de fuentes de energía alternativas, como la solar y pilas de combustible, fueron subestimados.

Telemetría

La nave espacial Cassini era capaz de transmitir en varios formatos de telemetría diferentes. El subsistema de telemetría es quizás el subsistema más importante, porque sin él no podría haber devolución de datos.

La telemetría se desarrolló desde cero, debido a que la nave espacial utiliza un conjunto de computadoras más modernas que las misiones anteriores. Por lo tanto, Cassini fue la primera nave espacial en adoptar minipaquetes para reducir la complejidad del diccionario de telemetría, y el proceso de desarrollo de software condujo a la creación de un administrador de telemetría para la misión.

Había alrededor de 1088 canales (en 67 mini-paquetes) ensamblados en el Diccionario de Telemetría Cassini. De estos 67 minipaquetes de menor complejidad, 6 minipaquetes contenían la covarianza del subsistema y los elementos de ganancia de Kalman (161 mediciones), que no se utilizan durante las operaciones normales de la misión. Esto dejó 947 medidas en 61 minipaquetes.

Se construyó un total de siete mapas de telemetría correspondientes a 7 modos de telemetría AACS. Estos modos son: (1) Grabar; (2) Crucero Nominal; (3) crucero medio lento; (4) crucero lento; (5) operaciones orbitales; (6) Av; (7) Calibración ATE (estimador de actitud). Estos 7 mapas cubren todos los modos de telemetría de naves espaciales.

Sonda Huygens

Huygens vista de la superficie de Titan

Mismo imagen con procesamiento de datos diferentes

La sonda Huygens, suministrada por la Agencia Espacial Europea (ESA) y nombrada en honor al astrónomo holandés del siglo XVII que descubrió por primera vez Titán, Christiaan Huygens, escudriñó las nubes, la atmósfera y la superficie de Saturno. Titán, la luna de 39, en su descenso el 15 de enero de 2005. Fue diseñado para entrar y frenar en la atmósfera de Titán y lanzar en paracaídas un laboratorio robótico completamente equipado hasta la superficie.

El sistema de sonda constaba de la propia sonda que descendió a Titán y el equipo de soporte de la sonda (PSE) que permaneció conectado a la nave espacial en órbita. El PSE incluye componentes electrónicos que rastrean la sonda, recuperan los datos recopilados durante su descenso y procesan y entregan los datos al orbitador que los transmite a la Tierra. La CPU de la computadora de control central era un sistema de control MIL-STD-1750A redundante.

Los datos fueron transmitidos por un enlace de radio entre Huygens y Cassini proporcionado por Probe Data Relay Subsystem (PDRS). Como la misión de la sonda no se podía telecomandar desde la Tierra debido a la gran distancia, fue gestionada automáticamente por el Subsistema de Gestión de Datos de Comando (CDMS). El PDRS y el CDMS fueron proporcionados por la Agencia Espacial Italiana (ASI).

Después del lanzamiento de Cassini's, se descubrió que los datos enviados desde el La sonda Huygens al orbitador Cassini (y luego retransmitida a la Tierra) sería en gran medida ilegible. La causa fue que el ancho de banda de la electrónica de procesamiento de señales era demasiado estrecho y el cambio Doppler anticipado entre el módulo de aterrizaje y la nave nodriza pondría las señales fuera del alcance del sistema. Por lo tanto, el receptor de Cassini's no podría recibir los datos de Huygens durante su descenso a Titán.

Se encontró una solución temporal para recuperar la misión. La trayectoria de Cassini se modificó para reducir la velocidad de la línea de visión y, por lo tanto, el desplazamiento Doppler. La trayectoria posterior de Cassini' fue idéntica a la planeada previamente, aunque el cambio reemplazó dos órbitas antes de la misión Huygens con tres órbitas más cortas.

Eventos y descubrimientos seleccionados

Animación de Cassini's trayectoria del 15 de octubre de 1997 al 4 de mayo de 2008
Cassini–Huygens· Júpiter· Saturno· Tierra· Venus· 2685 Masursky

Animación de Cassini's trayectoria alrededor de Saturno del 1 de mayo de 2004 al 15 de septiembre de 2017
Cassini· Saturno· Enceladus· Titan· Iapetus

Los sobrevuelos de Venus y la Tierra y el crucero a Júpiter

Imagen de la Luna durante flyby

La sonda espacial Cassini realizó dos sobrevuelos asistidos por la gravedad de Venus el 26 de abril de 1998 y el 24 de junio de 1999. Estos sobrevuelos proporcionaron a la sonda espacial suficiente impulso para viajar hasta el cinturón de asteroides, mientras que la gravedad del Sol atraía a la sonda espacial hacia el interior del Sistema Solar.

El 18 de agosto de 1999, a las 03:28 UTC, la nave realizó un sobrevuelo de la Tierra con asistencia gravitacional. Una hora y 20 minutos antes del acercamiento máximo, Cassini realizó su máximo acercamiento a la Luna de la Tierra a 377 000 kilómetros y tomó una serie de fotografías de calibración.

El 23 de enero de 2000, Cassini realizó un sobrevuelo del asteroide 2685 Masursky alrededor de las 10:00 UTC. Tomó fotos en el período de cinco a siete horas antes del sobrevuelo a una distancia de 1,6×10 ^⁶ km (0,99×10^⁶ mi) y un diámetro de 15 a 20 km (9.3 a 12.4 mi) se estimó para el asteroide.

Sobrevuelo de Júpiter

Una foto de viaje de Júpiter

Cassini realizó su máximo acercamiento a Júpiter el 30 de diciembre de 2000, a 9,7 millones de kilómetros, y realizó numerosas mediciones científicas. Se tomaron unas 26.000 imágenes de Júpiter, sus débiles anillos y sus lunas durante el sobrevuelo de seis meses. Produjo el retrato global en color más detallado del planeta hasta el momento (ver imagen a la derecha), en el que las características visibles más pequeñas tienen aproximadamente 60 km (37 mi) de ancho.

Cassini fotografiado Io transitando Júpiter el 1 de enero de 2001.

Un hallazgo importante del sobrevuelo, anunciado el 6 de marzo de 2003, fue la circulación atmosférica de Júpiter. "cinturones" oscuros alternar con "zonas" de luz en la atmósfera, y los científicos habían considerado durante mucho tiempo que las zonas, con sus nubes pálidas, eran áreas de aire ascendente, en parte porque muchas nubes en la Tierra se forman donde el aire asciende. Pero el análisis de las imágenes de Cassini mostró que las células tormentosas individuales de nubes blancas brillantes ascendentes, demasiado pequeñas para verlas desde la Tierra, aparecen casi sin excepción en los cinturones oscuros. Según Anthony Del Genio del Instituto Goddard de Estudios Espaciales de la NASA, "los cinturones deben ser las áreas de movimiento atmosférico neto ascendente en Júpiter, [así que] el movimiento neto en las zonas tiene que ser descendente". "

Otras observaciones atmosféricas incluyeron un óvalo oscuro arremolinado de neblina atmosférica alta, aproximadamente del tamaño de la Gran Mancha Roja, cerca del polo norte de Júpiter. Las imágenes infrarrojas revelaron aspectos de la circulación cerca de los polos, con bandas de vientos que rodeaban el globo, con bandas adyacentes moviéndose en direcciones opuestas.

El mismo anuncio también discutió la naturaleza de los anillos de Júpiter. La dispersión de la luz por las partículas en los anillos mostró que las partículas tenían una forma irregular (en lugar de esféricas) y probablemente se originaron como eyecciones de impactos de micrometeoritos en las lunas de Júpiter, probablemente Metis y Adrastea.

Pruebas de relatividad general

El 10 de octubre de 2003, el equipo científico de la misión anunció los resultados de las pruebas de la teoría general de la relatividad de Albert Einstein, realizadas utilizando ondas de radio transmitidas desde la Cassini sonda espacial. Los científicos de radio midieron un cambio de frecuencia en las ondas de radio hacia y desde la nave espacial, cuando pasaban cerca del Sol. De acuerdo con la teoría general de la relatividad, un objeto masivo como el Sol hace que el espacio-tiempo se curve, lo que hace que un haz de ondas de radio que viaja fuera de su pozo gravitatorio disminuya en frecuencia y que las ondas de radio que viajan hacia el pozo gravitatorio aumenten en frecuencia, a lo que se hace referencia como corrimiento al rojo / corrimiento al azul gravitacional.

Aunque algunos modelos cosmológicos inusuales predicen algunas desviaciones medibles de los valores calculados usando la teoría general de la relatividad, este experimento no encontró tales desviaciones. Las pruebas anteriores que utilizaron ondas de radio transmitidas por las sondas espaciales Viking y Voyager estuvieron de acuerdo con los valores calculados de la relatividad general con una precisión de una parte en mil. Las mediciones más refinadas del experimento de la sonda espacial Cassini mejoraron esta precisión a aproximadamente una parte en 51.000. Los datos apoyan firmemente la teoría general de la relatividad de Einstein.

Nuevas lunas de Saturno

La posible formación de una nueva luna fue capturada el 15 de abril de 2013.

En total, la misión Cassini descubrió siete nuevas lunas que orbitan alrededor de Saturno. Usando imágenes tomadas por Cassini, los investigadores descubrieron Methone, Pallene y Polydeuces en 2004, aunque un análisis posterior reveló que la Voyager 2 había fotografiado Pallene en su sobrevuelo de 1981 del planeta anillado.

Foto de descubrimiento de la luna Daphnis

El 1 de mayo de 2005, Cassini descubrió una luna nueva en la brecha de Keeler. Se le dio la designación S/2005 S 1 antes de llamarse Daphnis. Una quinta luna nueva fue descubierta por Cassini el 30 de mayo de 2007 y se denominó provisionalmente S/2007 S 4. Ahora se conoce como Anthe. Un comunicado de prensa del 3 de febrero de 2009 mostró una sexta luna nueva encontrada por Cassini. La luna tiene aproximadamente 500 m (0,3 mi) de diámetro dentro del anillo G del sistema de anillos de Saturno, y ahora se llama Aegaeon (anteriormente S/2008 S 1). Un comunicado de prensa del 2 de noviembre de 2009 menciona la séptima luna nueva encontrada por Cassini el 26 de julio de 2009. Actualmente está etiquetada como S/2009 S 1 y tiene aproximadamente 300 m (1000 pies) de diámetro. en el sistema de anillo B.

El 14 de abril de 2014, los científicos de la NASA informaron sobre el posible comienzo de una luna nueva en el anillo A de Saturno.

Sobrevuelo de Phoebe

Cassini llegada (izquierda) y mosaicos de salida de Phoebe (2004)

El 11 de junio de 2004, Cassini sobrevoló la luna Febe. Esta fue la primera oportunidad para realizar estudios de cerca de esta luna (la Voyager 2 realizó un sobrevuelo lejano en 1981 pero no arrojó imágenes detalladas). También fue el único sobrevuelo posible de Cassini para Phoebe debido a la mecánica de las órbitas disponibles alrededor de Saturno.

Las primeras imágenes en primer plano se recibieron el 12 de junio de 2004 y los científicos de la misión se dieron cuenta de inmediato de que la superficie de Phoebe se ve diferente a la de los asteroides visitados por naves espaciales. Partes de la superficie llena de cráteres se ven muy brillantes en esas imágenes, y actualmente se cree que existe una gran cantidad de hielo de agua debajo de su superficie inmediata.

Rotación de Saturno

En un anuncio del 28 de junio de 2004, los científicos del programa Cassini describieron la medición del período de rotación de Saturno. Debido a que no hay características fijas en la superficie que puedan usarse para obtener este período, se utilizó la repetición de emisiones de radio. Estos nuevos datos coincidían con los últimos valores medidos desde la Tierra y constituían un enigma para los científicos. Resulta que el período de rotación de radio había cambiado desde que la Voyager 1 lo midió por primera vez en 1980, y ahora era 6 minutos más largo. Esto, sin embargo, no indica un cambio en el giro general del planeta. Se cree que se debe a variaciones en la atmósfera superior y la ionosfera en las latitudes que están conectadas magnéticamente a la región de la fuente de radio.

En 2019, la NASA anunció que el período de rotación de Saturno era de 10 horas, 33 minutos y 38 segundos, calculado mediante la sismología del anillo de Saturno. Las vibraciones del interior de Saturno provocan oscilaciones en su campo gravitatorio. Esta energía es absorbida por las partículas del anillo en lugares específicos, donde se acumula hasta que se libera en forma de onda. Los científicos utilizaron datos de más de 20 de estas ondas para construir una familia de modelos del interior de Saturno, proporcionando una base para calcular su período de rotación.

Orbitando a Saturno

Saturno alcanzó equinoccio en 2008, poco después del final de la misión principal.

El 1 de julio de 2004, la nave espacial voló a través del espacio entre los anillos F y G y alcanzó la órbita después de un viaje de siete años. Fue la primera nave espacial en orbitar Saturno.

La maniobra de inserción orbital de Saturno (SOI) realizada por Cassini fue compleja y requirió que la nave orientara su antena de alta ganancia lejos de la Tierra y a lo largo de su trayectoria de vuelo, para proteger sus instrumentos de partículas en Los anillos de Saturno. Una vez que la nave cruzó el plano del anillo, tuvo que girar nuevamente para apuntar su motor a lo largo de su trayectoria de vuelo, y luego el motor se encendió para desacelerar la nave en 622 m/s para permitir que Saturno la capturara. Cassini fue capturada por la gravedad de Saturno alrededor de las 8:54 p.) de las cimas de las nubes de Saturno.

Cuando Cassini estaba en la órbita de Saturno, la salida del sistema de Saturno se evaluó en 2008 durante la planificación del final de la misión.

Sobrevuelos de Titán

Titan – vistas infrarrojas (2004 – 2017)

Cassini tuvo su primer sobrevuelo de la luna más grande de Saturno, Titán, el 2 de julio de 2004, un día después de la inserción en la órbita, cuando se acercó a 339 000 km (211 000 mi) de Titán. Las imágenes tomadas a través de filtros especiales (capaces de ver a través de la neblina global de la luna) mostraron nubes polares del sur que se cree que están compuestas de metano y características superficiales con un brillo muy diferente. El 27 de octubre de 2004, la nave espacial ejecutó el primero de los 45 sobrevuelos cercanos planificados de Titán cuando pasó a solo 1200 km (750 mi) sobre la luna. Se recopilaron y transmitieron a la Tierra casi cuatro gigabits de datos, incluidas las primeras imágenes de radar de la superficie envuelta en neblina de la luna. Reveló que la superficie de Titán (al menos el área cubierta por el radar) era relativamente plana, con una topografía que no alcanzaba más de 50 m (160 pies) de altitud. El sobrevuelo proporcionó un aumento notable en la resolución de imágenes con respecto a la cobertura anterior. Se tomaron imágenes con una resolución hasta 100 veces mejor y son típicas de las resoluciones planificadas para sobrevuelos posteriores de Titán. Cassini recopiló imágenes de Titán y los lagos de metano eran similares a los lagos de agua de la Tierra.

Huygens aterriza en Titán

Cassini lanzó la sonda Huygens el 25 de diciembre de 2004, por medio de un resorte y rieles en espiral destinados a girar la sonda para una mayor estabilidad. Entró en la atmósfera de Titán el 14 de enero de 2005 y, después de un descenso de dos horas y media, aterrizó en tierra firme. Aunque Cassini transmitió con éxito 350 de las imágenes que recibió de Huygens de su lugar de descenso y aterrizaje, un error de software no pudo encender uno de los Cassini. i> receptores y provocó la pérdida de otras 350 imágenes. Mientras aterrizaba, por precaución, la NASA cargó a la Huygens con 3 paracaídas.

Sobrevuelos de Encelado

Vista de la superficie de Europa de Enceladus con las fracturas de Labtayt Sulci en el centro y el Ebony (izquierda) y Cufa dorsa a la izquierda inferior; Cassini el 17 de febrero de 2005

Durante los dos primeros sobrevuelos cercanos a la luna Encelado en 2005, Cassini descubrió una desviación en el campo magnético local que es característica de la existencia de una atmósfera delgada pero significativa. Otras mediciones obtenidas en ese momento apuntan al vapor de agua ionizado como su componente principal. Cassini también observó géiseres de hielo de agua en erupción desde el polo sur de Encelado, lo que da más credibilidad a la idea de que Encelado está suministrando las partículas del anillo E de Saturno. Los científicos de la misión comenzaron a sospechar que puede haber bolsas de agua líquida cerca de la superficie de la luna que alimentan las erupciones.

El 12 de marzo de 2008, Cassini hizo un sobrevuelo cercano de Encelado, pasando a 50 km de la superficie de la luna. La nave espacial pasó a través de las columnas que se extendían desde sus géiseres del sur, detectando agua, dióxido de carbono y varios hidrocarburos con su espectrómetro de masas, al tiempo que mapeaba las características de la superficie que están a una temperatura mucho más alta que su entorno con el espectrómetro infrarrojo. Cassini no pudo recopilar datos con su analizador de polvo cósmico debido a un mal funcionamiento desconocido del software.

El 21 de noviembre de 2009, Cassini realizó su octavo sobrevuelo de Encelado, esta vez con una geometría diferente, acercándose a 1.600 km (990 mi) de la superficie. El instrumento espectrógrafo infrarrojo compuesto (CIRS) produjo un mapa de las emisiones térmicas de la 'franja de tigre' de Bagdad Sulcus. Los datos devueltos ayudaron a crear una imagen de mosaico detallada y de alta resolución de la parte sur del hemisferio de la luna que mira a Saturno.

El 3 de abril de 2014, casi diez años después de que Cassini entrara en la órbita de Saturno, la NASA reportó evidencia de un gran océano interno salado de agua líquida en Encelado. La presencia de un océano salado interno en contacto con el núcleo rocoso de la luna coloca a Encelado 'entre los lugares más probables del Sistema Solar para albergar vida microbiana extraterrestre'. El 30 de junio de 2014, la NASA celebró los diez años de Cassini explorando Saturno y sus lunas, destacando el descubrimiento de la actividad del agua en Encelado, entre otros hallazgos.

En septiembre de 2015, la NASA anunció que se usaron datos gravitacionales y de imágenes de Cassini para analizar las libraciones de Enceladus' orbitaron y determinaron que la superficie de la luna no está rígidamente unida a su núcleo, concluyendo que, por lo tanto, el océano subterráneo debe tener una extensión global.

El 28 de octubre de 2015, Cassini realizó un sobrevuelo cercano de Encelado, acercándose a 49 km (30 mi) de la superficie y atravesando la columna de hielo sobre el polo sur.

Radio ocultaciones de los anillos de Saturno

En mayo de 2005, Cassini comenzó una serie de experimentos de ocultación de radio para medir la distribución de tamaño de las partículas en los anillos de Saturno y medir la atmósfera del propio Saturno. Durante más de cuatro meses, la nave completó órbitas diseñadas para este fin. Durante estos experimentos, voló detrás del plano de los anillos de Saturno, visto desde la Tierra, y transmitió ondas de radio a través de las partículas. Se analizaron las señales de radio recibidas en la Tierra en cuanto a frecuencia, fase y cambio de potencia de la señal para determinar la estructura de los anillos.

Imagen superior: mosaico de color visible de los anillos de Saturno tomado el 12 de diciembre de 2004. Imagen inferior: vista simulada construida a partir de una observación de ocultación de radio el 3 de mayo de 2005. El color en la imagen inferior representa tamaños de partículas de anillo.

Radios en aros verificados

En imágenes capturadas el 5 de septiembre de 2005, Cassini detectó rayos en los anillos de Saturno, vistos previamente solo por el observador visual Stephen James O'Meara en 1977 y luego confirmados por el Sondas espaciales Voyager a principios de la década de 1980.

Lagos de Titán

Ligeia Mare, a la izquierda, se compara a escala con el Lago Superior.

Titán - Función giratoria en Ligeia Mare (21 de agosto de 2014).

Las imágenes de radar obtenidas el 21 de julio de 2006 parecen mostrar lagos de hidrocarburos líquidos (como metano y etano) en las latitudes septentrionales de Titán. Este es el primer descubrimiento de lagos existentes actualmente en cualquier otro lugar además de la Tierra. Los lagos varían en tamaño de uno a cien kilómetros de ancho.

El 13 de marzo de 2007, el Laboratorio de Propulsión a Chorro anunció que había encontrado fuertes evidencias de mares de metano y etano en el hemisferio norte de Titán. Al menos uno de ellos es más grande que cualquiera de los Grandes Lagos de América del Norte.

Huracán Saturno

En noviembre de 2006, los científicos descubrieron una tormenta en el polo sur de Saturno con una pared del ojo distinta. Esto es característico de un huracán en la Tierra y nunca antes se había visto en otro planeta. A diferencia de un huracán terrestre, la tormenta parece estar estacionaria en el polo. La tormenta tiene 8000 km (5000 mi) de ancho y 70 km (43 mi) de altura, con vientos que soplan a 560 km/h (350 mph).

Sobrevuelo de Japeto

Tomado el 10 de septiembre de 2007, a una distancia de 62.331 km (38.731 mi) Se revela la cresta ecuatorial de Iapetus y la superficie. (CL1 y CL2 filtros)

Cierre de la superficie de Iapetus, 2007

El 10 de septiembre de 2007, Cassini completó su sobrevuelo de la extraña luna de dos tonos con forma de nuez, Iapetus. Las imágenes se tomaron desde 1.600 km (1.000 mi) sobre la superficie. Mientras enviaba las imágenes a la Tierra, fue golpeado por un rayo cósmico que lo obligó a ingresar temporalmente en modo seguro. Se recuperaron todos los datos del sobrevuelo.

Extensión de la misión

El 15 de abril de 2008, Cassini recibió fondos para una misión extendida de 27 meses. Consistía en 60 órbitas más de Saturno, con 21 sobrevuelos más cercanos a Titán, siete de Encelado, seis de Mimas, ocho de Tethys y un sobrevuelo dirigido a Dione, Rhea y Helene. La misión extendida comenzó el 1 de julio de 2008 y pasó a llamarse Misión del Equinoccio de Cassini ya que la misión coincidió con el equinoccio de Saturno.

Segunda extensión de misión

Se presentó una propuesta a la NASA para una segunda extensión de la misión (septiembre de 2010 - mayo de 2017), denominada provisionalmente misión extendida-extendida o XXM. Esto ($60M pa) fue aprobado en febrero de 2010 y renombrado como Misión Cassini Solstice. Incluyó a Cassini orbitando Saturno 155 veces más, realizando 54 sobrevuelos adicionales de Titán y 11 más de Encelado.

Gran tormenta de 2010 y secuelas

Tormenta del hemisferio norte en 2011

El 25 de octubre de 2012, Cassini fue testigo de las secuelas de la enorme tormenta Gran Mancha Blanca que se repite aproximadamente cada 30 años en Saturno. Los datos del instrumento del espectrómetro infrarrojo compuesto (CIRS) indicaron una poderosa descarga de la tormenta que provocó un pico de temperatura en la estratosfera de Saturno de 83 K (83 °C; 149 °F) por encima de lo normal. Simultáneamente, los investigadores de la NASA en el Centro de Investigación Goddard en Greenbelt, Maryland, detectaron un gran aumento en el gas etileno. El etileno es un gas incoloro que es muy poco común en Saturno y se produce tanto de forma natural como a través de fuentes artificiales en la Tierra. La tormenta que produjo esta descarga fue observada por primera vez por la nave espacial el 5 de diciembre de 2010, en el hemisferio norte de Saturno. La tormenta es la primera de su tipo en ser observada por una nave espacial en órbita alrededor de Saturno, así como la primera en ser observada en longitudes de onda infrarrojas térmicas, lo que permite a los científicos observar la temperatura de la atmósfera de Saturno y rastrear fenómenos que son invisibles. a simple vista. El pico de gas etileno producido por la tormenta alcanzó niveles 100 veces más altos de lo que se creía posible para Saturno. Los científicos también determinaron que la tormenta presenciada fue el vórtice estratosférico más grande y más caliente jamás detectado en el Sistema Solar, siendo inicialmente más grande que la Gran Mancha Roja de Júpiter.

Tránsito de Venus

El 21 de diciembre de 2012, Cassini observó un tránsito de Venus a través del Sol. El instrumento VIMS analizó la luz solar que pasa a través de la atmósfera de Venus. VIMS observó previamente el tránsito del exoplaneta HD 189733 b.

El día que la Tierra sonrió

El Día de la Tierra Sonrió - Saturno con algunas de sus lunas, Tierra, Venus y Marte como visible en esto Cassini montaje (19 de julio de 2013)

El 19 de julio de 2013, la sonda apuntó hacia la Tierra para capturar una imagen de la Tierra y la Luna, como parte de un retrato de múltiples imágenes con luz natural de todo el sistema de Saturno. El evento fue único ya que fue la primera vez que la NASA informó al público que se estaba tomando una foto de larga distancia con anticipación. El equipo de imágenes dijo que quería que la gente sonriera y saludara al cielo, y la científica de Cassini Carolyn Porco describió el momento como una oportunidad para "celebrar la vida en el punto azul pálido".

Sobrevuelo de Rhea

El 10 de febrero de 2015, la nave espacial Cassini visitó Rhea más de cerca, acercándose a 47 000 km (29 000 mi). La nave espacial observó la luna con sus cámaras produciendo algunas de las imágenes en color de mayor resolución hasta el momento de Rhea.

Sobrevuelo de Hyperion

Cassini realizó su último sobrevuelo de la luna Hiperión de Saturno el 31 de mayo de 2015, a una distancia de unos 34 000 km (21 000 mi).

Hipersión - vista contextual
de 37.000 km (23.000 millas)
(31 de mayo de 2015)

Hyperion - vista de cerca
de 38.000 km (24.000 millas)
(31 de mayo de 2015)

Sobrevuelo de Dione

Cassini realizó su último sobrevuelo de la luna Dione de Saturno el 17 de agosto de 2015, a una distancia de unos 475 km (295 mi). Un sobrevuelo anterior se realizó el 16 de junio.

El hexágono cambia de color

Entre 2012 y 2016, el patrón persistente de nubes hexagonales en el polo norte de Saturno cambió de un color mayoritariamente azul a un color más dorado. Una teoría para esto es un cambio estacional: la exposición prolongada a la luz solar puede estar creando neblina a medida que el polo gira hacia el Sol. Anteriormente se señaló que había menos color azul en general en Saturno entre 2004 y 2008.

2012 y 2016:
cambios de color hexagonal

2013 y 2017:
cambios de color hexagonal

Gran final y destrucción

Animación de Cassini's Grand Finale
Cassini· Saturno

Cassini's involucró una serie de pases cercanos de Saturno, acercándose dentro los anillos, luego una entrada en la atmósfera de Saturno el 15 de septiembre de 2017 para destruir la nave espacial. Se eligió este método porque es imperativo para garantizar la protección y evitar la contaminación biológica de cualquiera de las lunas de Saturno que se cree que ofrecen habitabilidad potencial.

En 2008, se evaluaron varias opciones para lograr este objetivo, cada una con diferentes desafíos técnicos, científicos y de financiamiento. Un impacto de Saturno de período corto para el final de una misión fue calificado como "excelente" con las razones "La opción de anillo en D satisface los objetivos de AO no alcanzados; barato y fácilmente alcanzable" mientras que la colisión con una luna helada se calificó como "buena" por ser "barato y alcanzable en cualquier lugar/momento".

Hubo un drama presupuestario en 2013-14 acerca de que la NASA recibió fondos del gobierno de EE. UU. para la Gran Final. Las dos fases de la Gran Final terminaron siendo el equivalente a tener dos misiones separadas de la clase Discovery Program en el sentido de que la Gran Final era completamente diferente de la misión regular principal de Cassini. El gobierno de EE. UU. A fines de 2014 aprobó la Gran Final a un costo de $ 200 millones. Esto fue mucho más barato que construir dos nuevas sondas en misiones separadas de clase Discovery.

El 29 de noviembre de 2016, la nave espacial realizó un sobrevuelo de Titán que la llevó a la puerta de entrada de las órbitas del anillo F: este fue el comienzo de la fase Gran Final que culminó con su impacto con el planeta. Un último sobrevuelo de Titán el 22 de abril de 2017 cambió la órbita nuevamente para volar a través de la brecha entre Saturno y su anillo interior días después, el 26 de abril. Cassini pasó a unos 3100 km (1900 mi) sobre Saturno. 39; s capa de nubes y 320 km (200 mi) desde el borde visible del anillo interior; tomó con éxito imágenes de la atmósfera de Saturno y comenzó a enviar datos al día siguiente. Después de otras 22 órbitas a través de la brecha, la misión finalizó con una inmersión en la atmósfera de Saturno el 15 de septiembre; la señal se perdió a las 11:55:46 UTC del 15 de septiembre de 2017, solo 30 segundos después de lo previsto. Se estima que la nave espacial se quemó unos 45 segundos después de la última transmisión.

En septiembre de 2018, la NASA ganó un premio Emmy por Mejor Programa Interactivo Original por su presentación de la Gran Final de la misión Cassini en Saturno.

En diciembre de 2018, Netflix emitió "La misión Cassini de la NASA" en su serie 7 Days Out que documenta los últimos días de trabajo en la misión Cassini antes de que la nave espacial se estrellara contra Saturno para completar su Gran Final.

En enero de 2019, se publicó una nueva investigación con datos recopilados durante la fase de la Gran Final de Cassini:

• El cierre final pasa por los anillos y el planeta permitió a los científicos medir la longitud de un día en Saturno: 10 horas, 33 minutos y 38 segundos.
• Los anillos de Saturno son relativamente nuevos, de 10 a 100 millones de años.

Cassini orbitando Saturno antes del Gran Final (conceptos artísticos)

Cassini sitio de impacto en Saturno (espectrómetro visual/IR de mapeo; 15 de septiembre de 2017)

Una imagen de cerca de la atmósfera de Saturno de unos 3,100 km (1,900 mi) sobre la capa de la nube, tomada por Cassini en su primera inmersión el 26 de abril de 2017, al inicio de la Gran Final

Última imagen (color) tomada por Cassini como descendió hacia Saturno. La imagen fue tomada 634,000 km (394,000 mi) sobre Saturno el 14 de septiembre de 2017, a las 19:59 UTC.

Última imagen (b círculow) tomada por las cámaras de imagen en la Cassini nave espacial (14 de septiembre de 2017, a las 19:59 UTC)

Misiones

La operación de la nave espacial se organizó en torno a una serie de misiones. Cada uno está estructurado de acuerdo con una determinada cantidad de financiación, objetivos, etc. Al menos 260 científicos de 17 países han trabajado en la misión Cassini–Huygens; además, miles de personas en general trabajaron para diseñar, fabricar y lanzar la misión.

• Prime Mission, July 2004 to June 2008.
• Cassini La Misión de Equinox fue una prórroga de dos años que duró de julio de 2008 a septiembre de 2010.
• Cassini La Misión Solstice corrió de octubre de 2010 a abril de 2017. (También conocida como la misión XXM.)
• Grand Finale (nave espacial dirigida a Saturno), abril de 2017 al 15 de septiembre de 2017.

• 

  Saturno por Cassini, 2016

• 

  Cassini-Huygens por los números
  (septiembre de 2017)

• 

  Adiós a Saturno y lunas (Enceladus, Epimetheus, Janus, Mimas, Pandora y Prometeo)
  (13 de septiembre de 2017)

Glosario