De Cassini-Huygensmissie (1997-2017)

De Cassini-Huygensmissie (1997-2017)

De Cassini-Huygens-ruimtesonde deed bijna 20 jaar lang onderzoek naar Saturnus en zijn manen.

Aardrijkskunde

Trefwoorden

Saturnus, ruimtesonde, Cassini, ringen van Saturnus, Zonnestelsel, Huygens, ruimteonderzoek, planeet, gasreus, buitenste planeet, Mimas, Enceladus, Tethys, Dione, Rhea, Titan, Iapetus, maan, Astronomie, Aardrijkskunde, zwaartekracht

Gerelateerde items

Scènes

Zonnestelsel

De zon is één van de miljarden sterren in de Melkweg, gelegen in het spiraalvormig sterrenstelsel in de Orionarm. De zon en het hele zonnestelsel draaien op een afstand van ongeveer 27.000 en 28.000 lichtjaar van het centrum van de schijf, die een doorsnee van 50.000 lichtjaar heeft. Het duurt grofweg 240 miljoen jaar voor de zon een complete omwenteling heeft gemaakt. De omgeving van het zonnestelsel is erg leeg. De dichtstbijzijnde sterren - Proxima Centauri en het dubbelsysteem van Alpha Centauri - zijn 4,2-4,4 lichtjaar van ons verwijderd. Er bevinden zich slechts 11 sterren binnen een afstand van 10 lichtjaar.

Met zonnestelsel bedoelen we de zon en alle grotere en kleinere hemellichamen eromheen. Het zonnestelsel is het gebied waar de zwaartekracht van de zon domineert. Dit is een gebied van ongeveer 2 lichtjaar in doorsnee; op de grens is de zwaartekracht van de zon gelijk aan de zwaartekracht van de dichtstbijzijnde sterren. Het zonnestelsel is compleet gevuld met zonnewind, er is een continue stroom van elektrisch geladen deeltjes die door de zon wordt uitgestraald.

Het zonnestelsel bestaat uit de zon, de planeten, de manen van planeten, asteroïden en kometen, meteoroïden en interplanetaire materie zoals stof en gas. Acht planeten draaien om de Zon; zes hiervan hebben manen, Mercurius en Venus zijn uitzonderingen hierop.

De planeten, in de volgorde van hun afstand tot de zon, zijn Mercurius, Venus, de aarde, Mars, Jupiter, Saturnus, Uranus en Neptunus. Planeten kunnen in twee groepen verdeeld worden: vier aardse of aarde-achtige planeten en vier gasreuzen, ook wel Joviaanse planeten genoemd. Aardse planeten staan dichter bij de zon. Ze zijn kleiner en compacter, draaien langzamer en hebben dunnere atmosferen en zwakkere magnetische velden.

Alle planeten draaien vrijwel op dezelfde hoogte en in dezelfde richting rond de zon. Hun beweging is direct, wat betekent dat ze tegen de klok in bewegen, gezien vanaf de noordpool van de aarde. Ook de draaiing van de planeten is direct, met uitzondering van Venus en Uranus. De zon draait eveneens in deze richting.

Planeten worden in een baan gehouden door de zwaartekracht van de zon. De massa van de zon is 750 keer groter dan de totale massa van alle planeten bij elkaar. Er is ook zwaartekracht tussen de planeten. Als gevolg daarvan beïnvloeden ze elkaars beweging. Als gevolg hiervan ondergaan hun banen langzame, kleine veranderingen.

Naast planeten zijn er miljarden kleine hemellichamen in ons zonnestelsel. Asteroïden kunnen bijna overal gevonden worden. Velen van hen hebben banen die de aarde passeren. De meeste asteroïden liggen in twee zones. De binnenste asteroïdengordel ligt tussen Mars en Jupiter (waar ten minste 1 miljard asteroïden groter dan 1 km in doorsnee liggen); de buitengordel, dat wil zeggen de Kuipergordel, bevindt zich voorbij de baan van Neptunus (waar enkele duizenden Pluto-achtige, ijzige asteroïden zijn ontdekt).

Sinds 2006 wordt Pluto niet langer beschouwd als een planeet. Pluto en een paar andere grote asteroïden worden dwergplaneten genoemd. De banen van de meerderheid van de kometen verschillen compleet met die van andere objecten: ze hebben langwerpige elliptische banen en de orbitale vlakken verschillen ook. Als een 5-20 km grote ijskern dicht bij de zon verdampt, wordt er een zeldzame, spectaculaire staart gevormd. Door de zonnewind wijst deze staart van de zon af. Miljarden kometen cirkelen in de Oortwolk, de buitenste regio van het zonnestelsel, die zich op 0,5-2 lichtjaar van de zon bevindt.

Sinds 1995 zijn tal van exoplaneten ontdekt die zich rondom honderden verschillende sterren bevinden. In veel van deze systemen draaien reuzenplaneten om de sterren heen. Daarom kunnen we wel aannemen dat ze niet vergelijkbaar zijn met ons zonnestelsel.

Baan van Saturnus

Saturnus is de op een na grootste planeet in het zonnestelsel, een spectaculaire buitenste planeet. Het is een gasreus (of planeet van Jupitar). Saturnus is de meest afgeplatte planeet, vanwege de hoge rotatiesnelheid en lage dichtheid. Hij is de minst dichte planeet in het zonnestelsel, de enige met een dichtheid lager dan die van water (0,69 g/cm³).

Gegevens:

Diameter: 120.536 km (9,45 aarde)

Massa: 5,6846 × 10²⁶ kg (95,2 aarde)

Gemiddelde dichtheid: 0,69 g / cm³

Zwaartekracht: 1,065 g

Oppervlakte temperatuur: -180 ° C

Aantal manen: 62

Rotatieperiode: 10 u 48 m

Ashelling: 26,7 °

Gemiddelde afstand tot de zon:

1.433.530.000 km = 9,58 AU = 79,7 lichtminuten

Orbitale excentriciteit: 0,054

Omlooptijd: 29,46 jaar

Saturnus

Saturnus is vanaf de Zon gezien de zesde planeet en daarnaast de op een na grootste planeet van het zonnestelsel. Hij is vernoemd naar een van de oudste Romeinse goden. Saturnus was de god van de landbouw en het zaaien, en het symbool van de niet aflatende tijd. Saturnus is het Romeinse equivalent van de Griekse god Kronos.

Saturnus is de verste planeet die nog zichtbaar is met het blote oog. De ovale vorm werd voor het eerst waargenomen door Galileo Galilei met zijn primitieve telescoop, maar hij kon de ring niet zien, die de vorm veroorzaakte.

Het was Christiaan Huygens die als eerste suggereerde dat Saturnus was omgeven door een ring. In 1675 stelde Giovanni Domenico Cassini vast dat deze ring eigenlijk was samengesteld uit meerdere kleinere ringen met gaten ertussen; de grootste van deze gaten werd later de Cassini divisie genoemd.

Saturnus werd voor het eerst bezocht door de Pioneer 11, in september 1979. In november 1980 arriveerde de Voyager 1 ruimtesonde in het Saturnus-systeem. Deze sonde stuurde de eerste hoge-resolutie beelden van de planeet, zijn ringen en zijn manen. Voor de eerste keer was het mogelijk om duidelijke foto's van de oppervlakte-eigenschappen te bestuderen. Bijna een jaar later, in augustus 1981, ging de Voyager verder met het bestuderen van dit systeem. Op 1 juli 2004 ging de Cassini ruimtesonde in een baan rond Saturnus, en zorgde hij voor veel nieuwe informatie over de planeet en zijn manen. In het begin van 2005 werd de Huygens sonde los gemaakt van Cassini en daalde hij door de atmosfeer van stikstof neer op het oppervlak van de maan Titan, waar hij methaan en ethaan meren vond.

Saturnus is de op een na grootste planeet van het zonnestelsel, een spectaculaire buitenplaneet. Het is een gasreus, dat wil zeggen een Jupiter-achtige planeet. Saturnus is ook de meest afgeplatte of platte planeet, vanwege zijn hoge rotatiesnelheid en lage dichtheid. Het is de minst dichte planeet van het zonnestelsel, en de enige met een dichtheid lager dan die van water (0,69 g/cm³).

De interne structuur van Saturnus is vergelijkbaar met die van Jupiter, met een rotsachtige kern in het midden, een laag vloeibaar metallisch waterstof eromheen en een laag van moleculaire waterstof erbuiten. Hij heeft een atmosfeer die voornamelijk uit waterstof bestaat, en die geordend is in snelstromende en wervelende riemen. De winden op Saturnus behoren tot de snelste van het zonnestelsel. Volgens de gegevens van Voyager kunnen ze een snelheid bereiken van wel 400 m/s. De atmosfeer van Saturnus heeft een gestreepte structuur die lijkt op die van Jupiter, maar de banden van Saturnus zijn veel zwakker en veel breder in de buurt van de evenaar. De gemiddelde temperatuur is er -180 ° C. De interne temperatuur van Saturnus in de kern is 12.000 K. De planeet straalt meer energie uit in de ruimte dan dat het ontvangt van de zon; de reden hiervoor is nog onbekend. Het magnetisch veld van Saturnus is sterk. De magnetische as is uitgelijnd met de rotatieas. Sommige foto's van de Hubble ruimtetelescoop laten poollicht zien.

Manen van Saturnus

Saturnus is vooral bekend om zijn ringsysteem, een van de meest spectaculaire objecten in het zonnestelsel. De ringen kunnen zelfs met een kleine telescoop worden waargenomen. De ringen bestaan uit rots- en ijsdeeltjes, variërend in grootte van spikkeltjes stof tot rotsen ter grootte van een auto. De ringen zien er zo spectaculair uit door de hoge albedo van het ijs erin. In de openingen tussen de honderden ringen draaien er tientallen manen in een baan; de zwaartekracht van deze manen houdt de ringen bij elkaar en daarom worden ze herdermanen genoemd.

Saturnus heeft 62 bekende manen. Slechts zeven van deze zijn groot genoeg om bolvormig te zijn. De bolvormige vorm ontstaat namelijk slechts bóven een bepaalde grootte en massalimiet, door de zwaartekracht en interne warmte.

De enige grote maan is Titan, die in 1655 werd ontdekt. Zijn omlooptijd is 16 dagen. De manen bestaan ​​uit een grote hoeveelheid waterijs.

Cryovulcanisme, waterdamp die loskomt en uitbarst van onder het oppervlak, werd waargenomen op Enceladus, dicht bij Saturnus. De meeste van de manen van Saturnus hebben slechts een diameter van 4-8 km.

Cassini

De Cassini-Huygens-ruimtesonde maakte deel uit van een groot gezamenlijk project van NASA, ESA en ASI (de ruimtevaartorganisaties van resp. de Verenigde Staten, Europa en Italië). In totaal deden er 27 landen mee aan deze ruimtevaartmissie.

De Cassini-orbiter is vernoemd naar de Italiaans-Franse astronoom Giovanni Domenico Cassini, die met name bekend staat als de ontdekker van de vier manen van Saturnus. Het andere deel van de orbiter, de Huygenssonde, is vernoemd naar de Nederlandse astronoom Christiaan Huygens, de ontdekker van Titan.

De ruimtesonde Cassini-Huygens was een van de grootste en meest complexe ruimtesondes ooit die succesvol werden gelanceerd. De orbiter was 6,7 meter hoog, 4 meter breed en woog bij de lancering ongeveer 5.700 kilo.

De orbiter en de lander moesten in totaal 27 verschillende wetenschappelijk onderzoeken uitvoeren en werden daarom voorzien van speciale instrumenten.

Huygens en Cassini waren respectievelijk van zes en twaalf wetenschappelijke instrumenten voorzien. Veel van deze instrumenten waren multifunctioneel. Er werkten diverse onderzoeksteams mee aan de ontwikkeling van deze unieke wetenschappelijke instrumenten.

Huygens communiceerde met Cassini via drie antennes. De 1.630 elektrische onderdelen van Cassini waren gekoppeld aan ongeveer 22.000 draden en ongeveer 14 kilometer kabels.

De Cassini-orbiter en de bijbehorende instrumenten werden van stroom voorzien door drie thermo-elektrische radio-isotopengenerators (Radioisotope Thermoelectric Generators, RTG’s); hierbij wordt de hitte die vrijkomt door het verval van radioactieve isotopen omgezet in stroom. Hiervoor werd ongeveer 32 kilo plutonium gebruikt. Omdat Saturnus erg ver van de zon ligt, kon er geen zonne-energie worden gebruikt om de ruimtesonde van energie te voorzien.

Met zijn warmtedekens kreeg Cassini ook nog eens een opvallend uiterlijk. Deze fijngeweven, duurzame en lichtgewicht stof beschermde de ruimtesonde tegen extreme hitte en kou en schade veroorzaakt door inslagen van micrometeorieten. Daarnaast werd daardoor een optimale temperatuur behouden voor de instrumenten. De temperatuur van de onderdelen die niet met het thermische isolatiemateriaal waren bedekt, varieerde in de ruimte van -220 tot +250 graden Celsius.

De baan van de sonde

Cassini-Huygens werd op 15 oktober 1997 gelanceerd vanaf het Cape Canaveral Air Force Station in de Verenigde Staten met behulp van een Titan IVB/Centaur-raket. Cassini voerde vier zwaartekrachtslingers uit om Saturnus te bereiken.

Tijdens dit proces wordt de vluchtroute en snelheid van een ruimtesonde veranderd door middel van de zwaartekracht van het hemellichaam. Zo kan een ruimtesonde hemellichamen die verder in het zonnestelsel staan, sneller en energiezuiniger bereiken. Voor Cassini werden twee zwaartekrachtslingers langs Venus gebruikt, één langs de aarde en de maan en één langs Jupiter.

Opvallend genoeg was de ruimtesonde twee jaar na de lancering nog steeds net zo dicht bij de aarde als direct na de lancering. De sonde bevond zich tijdens de zwaartekrachtslinger op slechts 1.100 kilometer van de aarde en de maan. Dankzij deze manoeuvre versnelde de ruimtesonde met 5,5 km/s.

In juni 2004, zeven jaar na zijn lancering, bereikte de ruimtesonde Cassini-Huygens Saturnus. Een maand later kwam de sonde in een baan om de planeet.

De Huygenslander op Titan

De Huygenssonde, het andere onmisbare deel van deze missie, was een lander die door de ESA is gebouwd. Deze schijfvormige ruimtesonde had een diameter van 2,7 meter en woog 318 kg. De ruimtesonde werd beschermd door een schild, zodat de instrumenten tijdens de afdaling in de atmosfeer van Titan niet beschadigd raakten.

Op 25 december 2004 werd Huygens losgekoppeld van Cassini; drie weken later bereikte hij Titan. Op 14 januari 2005 landde de Huygenssonde na 2 uur en 27 minuten op de grootste maan van Saturnus.

De landingssnelheid werd verminderd dankzij het schild en drie parachutes. De zes wetenschappelijke instrumenten van de sonde hadden twee hoofdtaken: onderzoek doen naar zowel de atmosfeer als het oppervlak van Titan.

De onderzoeksgegevens werden doorgestuurd naar de Cassini-orbiter en daarna verzonden naar de aarde. Helaas kon Huygens slechts 350 foto's versturen, want door een softwarefout werkte een van de ontvangers van Cassini niet. De informatie die wel door werd gestuurd, is echter van onschatbare waarde.

Huygens was 72 minuten actief op het oppervlak van de enorme maan. Dit was de eerste en tot nu toe de enige landing op een van de buitenste planeten van ons zonnestelsel. Logisch dus dat de Huygenssonde ook recordhouder is van de landing het verste van de aarde vandaan.

Titan

Resultaten

Bij de Cassini-Huygensmissie waren er meerdere belangrijke onderzoeksdoelen. Een van de doelen was de verkenning van Saturnus, inclusief zijn ringen en manen. Deze grote missie is in alles echt uniek in de geschiedenis van de ruimteverkenning.

De oorspronkelijke missie werd in 2008 voltooid; dat is elf jaar na de lancering van de ruimtesonde. Omdat er echter nog meer belangrijke gegevens konden worden verzameld, werd de missie eerst verlengd met twee jaar (Cassini-Equinoxmissie) en daarna in 2010 nog eens met zeven jaar (Cassini-Solsticemissie). Tijdens de grote finale, die in april 2017 van start ging, werd de ruimtesonde richting de atmosfeer van Saturnus gestuurd; daar werd hij uiteindelijk op 15 september 2017 vernietigd.

De ruimtesonde van de bijna 3 miljard euro kostende missie vloog bijna 20 jaar door de ruimte. In die periode legde hij een afstand van 7,9 miljard kilometer af, maakte hij 453.048 foto's en verzamelde hij 635 gigabyte aan onderzoeksgegevens.

Tijdens de Cassini-Huygensmissie is er zo ontzettend veel onderzoek gedaan en zijn er zoveel resultaten bereikt, dat de lijst te lang is helemaal weer te geven. Toch geven we hier een overzichtje van de belangrijkste zaken:

- ontdekking van nieuwe ringen rondom Saturnus;

- onderzoeken van de structuur van de ringen en de processen in de ringen;

- ontdekking van nieuwe manen rondom Saturnus;

- onderzoeken van de nieuwe manen;

- observatie van geisers op het oppervlak van de maan Enceladus;

- onderzoeken van het oppervlak en het weer op Titan die gelijkwaardig zijn aan die van de aarde;

- onderzoek naar de atmosfeer van Titan;

- observatie van de ontwikkeling van een storm op Saturnus;

- in kaart brengen van de hexagoon van Saturnus, een weerpatroon op de noordpool van de planeet;

- onderzoeken van de ijsmanen;

- antwoord op de vraag waarom Iapetus twee kleuren heeft;

- ontdekken van methaan- en ethaanmeren op het oppervlak van Titan;

- in kaart brengen van de magnetosfeer van Saturnus.

Tijdens de 20 jaar die de missie duurde, zijn er bijna 4.000 wetenschappelijke artikelen gepubliceerd. Nadat de verzamelde gegevens zijn geanalyseerd, zullen er ongetwijfeld nog meer artikelen verschijnen met conclusies en ook nieuwe vragen.

De succesvolle Cassini-Huygensmissie heeft nieuw licht geworpen voor de mensheid op ons zonnestelsel en ook op de aarde. Daarnaast leverde deze missie nieuwe inzichten op voor het onderzoek naar buitenaards leven.

Animatie

Gesproken tekst

Bij de Cassini-Huygensmissie waren er meerdere belangrijke onderzoeksdoelen. Een van de doelen was de verkenning van Saturnus, inclusief zijn ringen en manen.

Saturnus, een spectaculaire buitenplaneet, is de op een na grootste planeet in het zonnestelsel en staat vooral bekend om zijn spectaculaire ringsysteem. Saturnus heeft 62 bekende manen, waarvan de grootste Titan is.

De Cassini-Huygens ruimtesonde is ontworpen in het kader van een groot gezamenlijk project. De Cassini-orbiter is genoemd naar de in Italië geboren Franse astronoom Giovanni Domenico Cassini. Het andere deel van de orbiter, de Huygenssonde, is vernoemd naar de Nederlandse astronoom Christiaan Huygens, de ontdekker van Titan.

De orbiter en de lander moesten in totaal 27 verschillende wetenschappelijk onderzoeken uitvoeren en werden daarom voorzien van speciale instrumenten. Huygens en Cassini waren respectievelijk van zes en twaalf wetenschappelijke instrumenten voorzien. Veel van deze instrumenten waren multifunctioneel.

De ruimtesonde is op 15 oktober 1997 gelanceerd vanaf Cape Canaveral Air Force Station in de Verenigde Staten. Er waren vier zwaartekrachtslingers en zeven jaar voor nodig voordat het ruimteschip in juni 2004 Saturnus bereikte en een maand later in een baan om de planeet kwam. Op 25 december 2004 werd Huygens losgekoppeld van Cassini; drie weken later bereikte hij Titan. Op 14 januari 2005 landde de Huygenssonde na 2 uur en 27 minuten op de grootste maan van Saturnus.

De oorspronkelijke missie werd in 2008 voltooid; dat is elf jaar na de lancering van de ruimtesonde. Omdat er echter nog meer belangrijke gegevens konden worden verzameld, werd de missie eerst verlengd met twee jaar (Cassini-Equinoxmissie) en daarna in 2010 nog eens met zeven jaar (Cassini-Solsticemissie).

De ruimtesonde van de bijna 3 miljard euro kostende missie vloog bijna 20 jaar door de ruimte. In die periode legde hij een afstand van 7,9 miljard kilometer af, maakte hij 453.048 foto's en verzamelde hij 635 gigabyte aan onderzoeksgegevens. De succesvolle Cassini-Huygens-missie heeft nieuw licht geworpen voor de mensheid op ons zonnestelsel en ook op de aarde.

Gerelateerde items

Saturnus

Saturnus is de tweede grootste planeet in het zonnestelsel, gemakkelijk herkenbaar aan zijn ringen.

De Dawn-missie

Door het in kaart brengen van de Vesta en de Ceres kunnen we meer leren over de vroege periode van het zonnestelsel en over het ontstaan van de...

De New Horizons missie

De New Horizons ruimtesonde werd in 2006 gelanceerd om de Pluto en de Kuipergordel te bestuderen.

Het zonnestelsel, planetaire banen

De banen van de 8 planeten in ons zonnestelsel zijn elliptisch.

Interessante Astronomiefeiten

Deze animatie toont wat interessante feiten op het gebied van astronomie.

Planeten en hun afmetingen

De binnenste planeten van het zonnestelsel zijn aardse planeten, terwijl de buitenste planeten gasreuzen zijn.

Voyager ruimtesondes

De Voyager ruimtesondes waren de eerste door de mens gemaakte objecten die het Zonnestelsel hebben verlaten. Ze verzamelen data over het heelal en vervoeren...

Aarde

De aarde is een rotsachtige planeet met een vaste korst en een atmosfeer die zuurstof bevat.

De ontwikkeling van het Zonnestelsel

De zon en de planeten ontstonden ongeveer 4,5 miljard jaar geleden door de condensatie van een stofwolk.

Jupiter

Jupiter is de grootste planeet van het zonnestelsel, hij heeft twee en een half keer de massa van alle andere planeten samen.

Mars

Op Mars worden naar sporen van leven gezocht.

Mercurius

Mercurius is de meest binneste en en kleinste planeet van het zonnestelsel.

Neptunus

Neptunus is de buitenste planeet van het zonnestelsel, en de kleinste van de zogenaamde gasreuzen.

Uranus

Uranus is de 7e planeet gezien vanaf de zon, en is een gasreus.

Venus

Venus is de tweede planeet gezien vanaf de Zon. Aan de nachtelijke hemel is het het helderste hemellichaam (na de Maan).

Added to your cart.