Misia Cassini-Huygens (1997-2017)

Misia Cassini-Huygens (1997-2017)

Kozmická sonda Cassini skúmala Saturn a jeho mesiace takmer 20 rokov.

Geografia

Kľúčové slová

Saturn, kozmická sonda, Cassini, Saturnove prstence, Slnečná sústava, Huygens, kozmický výskum, planéta, plynný obor, vonkajšej planéta, Mimas, Enceladus, Tethys, Dión, Rhea, Titán, lapetus, mesiac, astronómia, zemepis, Gravitácia

Súvisiace extra

Scénky

Slnečná sústava

Slnko predstavuje jednu z 200 miliárd hviezd, ktoré sa nachádzajú v rámci Mliečnej cesty. Nájdeme ho v disku našej špirálovej galaxie s priečkou, v špirálovom ramene Orióna. Slnko (spolu s celou sústavou planét) obieha vo vzdialenosti 27 000-28 000 svetelných rokov od stredu disku, ktorého polomer meria 50 000 svetelných rokov. Slnko jeden celý obeh uskutoční za približne 240 miliónov rokov. Hviezdne prostredie slnečnej sústavy je dosť riedke, najbližšie hviezdy - Proxima Centauri a dvojitá sústava Alfa Centauri – sú vzdialené 4,2-4,4 svetelných rokov, a v okruhu 10 svetelných rokov sa dokopy nachádza iba 11 hviezd.

Pod slnečnou sústavou sa rozumie Slnko spolu s väčšími a menšími astronomickými objektmi, ktoré okolo neho obiehajú. Slnečná sústava predstavuje priestor, v ktorom dominuje gravitačné pole Slnka. Je to guľa s polomerom s veľkosťou asi 2 svetelných rokov, na hranici ktorej sa gravitácia Slnka rovná už len gravitácii najbližších hviezd. Slnečnú sústava úplne vypĺňa slnečný vietor, sústavné prúdenie elektricky nabitých častíc vylučovaných Slnkom.

Slnečnú sústavu tvoria nasledujúce astronomické objekty: Slnko, planéty, mesiace týchto planét, asteroidy a kométy, meteoroidy a medziplanetárna hmota (prach a plyn). Okolo Slnka obieha osem planét, šesť z nich je sprevádzaných mesiacmi. Výnimkou je Merkúr a Venuša.

Poradie planét podľa ich vzdialenosti od Slnka: Merkúr, Venuša, Zem, Mars, Jupiter, Saturn, Urán, Neptún. Planéty možno rozdeliť do dvoch skupín so značnými odlišnosťami: poznáme 4 terestriálne planéty, t.j. planéty podobné Zemi a 4 plynné planéty, teda planéty podobné Jupiteru. Terestriálne planéty sa nachádzajú bližšie k Slnku, sú menšie, ich hmota je hustejšia, točia sa pomalšie, ich atmosféra je tenšia, majú slabšie magnetické pole.

Všetky planéty obiehajú okolo Slnka v takmer rovnakej rovine a rovnakom smere, ich pohyb je priamy, čo znamená, že sa pohybujú pri pohľade zo severného pólu Zeme proti smeru hodinových ručičiek. S výnimkou Venuše a Uránu smer ich rotácie je takisto priamy. V tom istom smere sa točí aj Slnko.

Planéty drží na ich eliptickej dráhe gravitácia Slnka. Hmotnosť Slnka je 750-krát väčšia ako celková hmotnosť planét. Gravitačná sila pôsobí aj medzi planétami, preto vzájomne ovplyvňujú svoj pohyb. Výsledkom toho je, že v údajoch ich obežnej dráhy sa môžu objaviť pomalé, menšie zmeny.

V slnečnej sústave sa okrem planét nachádzajú miliardy menších astronomických objektov. Asteroidy sa vyskytujú všade, mnoho z nich má dráhu, ktorá pretína dráhu Zeme. Väčšina asteroidov sa nachádza v dvoch osobitných zónach. Vnútorné pásmo asteroidov nájdeme medzi Marsom a Jupiterom; obsahuje aspoň 1 milión asteroidov väčších než 1 km. Vonkajší tzv. Kuiperov pás sa nachádza za dráhou Neptúna, bolo v ňom doteraz objavených niekoľko tisícok planétok podobných Plutu, ktoré obsahujú veľa ľadu.

Pluto od roku 2006 oficiálne nie je planétou. Pluto a niekoľko väčších planétok je zaradených k tzv. trpasličím planétam.
Obežné dráhy väčšiny komét sa úplne líšia od tých, ktoré majú ostatné objekty: pohybujú sa po veľmi predĺžených eliptických dráhach a v odlišnej rovine ako planéty. Jadro kométy so zvyčajným priemerom 5-20 km je zamrznuté; keď sa jeho ľadová hmota priblíži k Slnku, premení sa na plyn a vznikne zriedkavý a pútavý chvost. Vplyvom slnečného vetra chvost je otočený smerom od Slnka. Vo vonkajšom priestore slnečnej sústavy, vo vzdialenosti 0,5-2 svetelných rokov, v tzv. Oortovom oblaku obieha niekoľko miliárd komét.

Od roku 1995 objavili okolo niekoľkých stoviek hviezd planéty alebo sústavu planét (tzv. exoplanéty). Vo väčšine týchto sústav obria planéta obieha v blízkosti hviezdy, takže sa nepodobajú našej slnečnej sústave.

Dráha Saturna

Saturn je druhou najväčšou planétou slnečnej sústavy, nápadnou vonkajšou planétou. Je to plynný obor (planéta podobná Jupiteru).
Saturn je najsploštenejšou planétou, čo je výsledkom jeho rýchlej rotácie a nízkej hustoty. V slnečnej sústave má najnižšiu hustotu táto planéta, je jedinou planétou, ktorej hustota je menšia ako hustota vody (0,69 g/cm³).

Údaje:

– priemer: 120 536 km
(9,45-násobok toho zemského)

– hmotnosť: 5,6846 · 10²⁶ kg
(95,2-násobok tej zemskej)

– priemerná hustota: 0,69 g/cm³

– povrchová gravitácia: 1,065 g

– povrchová teplota: –180 °C

– počet mesiacov: 62

– rotačná perióda: 10 hodín 48 minút

– sklon osi: 26,7°

– priemerná vzdialenosť od Slnka:
1 433 530 000 km = 9,58 AU = 79,7 svetelných minút

– excentricita: 0,054

– doba obehu: 29,46 rokov

Saturn

Saturn je v poradí šiestou planétou od Slnka a druhou najväčšou planétou slnečnej sústavy. Táto planéta bola pomenovaná po jednom z najstarších rímskych bohov. Saturn je bohom roľníctva, osiva a symbolom neúprosného času. Bol stotožňovaný s titanom Kronosom z gréckej mytológie.
Saturn je najvzdialenejšou planétou, ktorá je viditeľná voľným okom. Jeho oválny tvar ako prvý spozoroval Galileo Galilei so svojím jednoduchým ďalekohľadom, ale nevidel, že ho spôsobuje prstenec.
Christiaan Huygens ako prvý naznačil, že okolo Saturnu sa nachádza prstenec. V roku 1675 Giovanni Domenico Cassini zistil, že prstenec Saturnu tvoria viaceré tenšie prstence a medzery medzi nimi. Najväčšia z týchto medzier dostala neskôr názov Cassiniho delenie.

V septembri 1979 ako prvý navštívil Saturn Pioneer 11. V novembri 1980 sa do sústavy Saturnu dostala kozmická sonda Voyager 1. Tá poslala prvé obrázky s vysokým rozlíšením o planéte, prstencoch a mesiacoch. Prvýkrát sme mohli vidieť povrchové vlastnosti jednotlivých mesiacov.
Takmer o rok neskôr, v auguste 1981 Voyager 2 pokračoval v bádaní sústavy Saturnu. 1. júla 2004 bola na obežnú dráhu okolo Saturnu navedená kozmická sonda Cassini, ktorá poskytla mnoho nových informácií o tejto planéte a jej mesiacoch.
Začiatkom roka 2005 na povrchu mesiaca Titan s dusíkovou atmosférou pristála sonda Huygens, ktorá sa oddelila od sondy Cassini. Našla tam metánové a etánové jazerá.

Saturn je druhou najväčšou planétou slnečnej sústavy, nápadný vonkajší plynný obor.
Saturn je najsploštenejšou planétou, čo je výsledkom jeho rýchlej rotácie a nízkej hustoty. V slnečnej sústave má najnižšiu hustotu táto planéta, je jedinou planétou, ktorej hustota je menšia ako hustota vody (0,69 g/cm³).

Vnútorná štruktúra Saturnu je podobná tej, ktorú má Jupiter. V strede sa nachádza skalnaté jadro, nad ním je tekutá vrstva kovového vodíka a zvonku molekulárna vodíková vrstva.
Jeho atmosféra pozostáva hlavne z vodíka a je usporiadaná do pásiem prúdiacich a víriacich veľkou rýchlosťou. Vetry Saturnu patria v slnečnej sústave k tým najrýchlejším, podľa údajov Voyagera môžu dosahovať až 400 m/s.
Atmosféra Saturnu má podobne ako Jupiter pásmovú štruktúru, ale pásma Saturnu sú oveľa svetlejšie a oveľa širšie v blízkosti rovníka.
Priemerná teplota predstavuje ––180 °C. Vnútorná teplota Saturnu pri jadre dosahuje 12 000 K. Planéta vyžaruje do vesmíru viac energie, než koľko prijíma od Slnka, zatiaľ sa nevie, čím je to zapríčinené. Magnetické pole Saturnu je silné a os magnetického poľa sa prekrýva s rotačnou osou. Na snímkach Hubblovho ďalekohľadu občas vidno aj polárnu žiaru.

Mesiace Saturna

Saturn je známy hlavne vďaka svojej sústave prstencov, ktorá je jedným z najpútavejších objektov v slnečnej sústave. Tieto prstence možno pozorovať aj prostredníctvom menšieho ďalekohľadu. Prstence sú tvorené časticami hornín a ľadu, v prípade ktorých sa rozsah veľkosti pohybuje od prachového zrnka až po veľkosť osobného vozidla. Sústava prstencov má pútavý vzhľad vďaka veľkému množstvu vodného ľadu, ktorý výrazne odráža svetlo.
V medzerách medzi stovkami prstencov obiehajú tucty mesiacov, ktorých gravitácia drží pokope prstence v ich blízkosti (sú to pastierske mesiace).

Je známych 62 mesiacov tejto planéty. Spomedzi nich iba sedem mesiacov má dostatočnú veľkosť na to, aby mali guľový tvar (guľový tvar vzniká iba pri dosiahnutí istej veľkosti, respektíve hmotnosti, a to vplyvom vlastnej gravitácii a vnútornej teploty).

Jeho jediný veľký mesiac, Titan bol objavený v roku 1655. Jeho doba obehu predstavuje 16 dní. Mesiace obsahujú veľké množstvo vodného ľadu.

Na mesiaci Enceladus, ktorý sa nachádza blízko Saturna, boli spozorované erupcie vodnej pary vytryskujúce spod povrchu, to je tzv. ľadový vulkanizmus. Priemer väčšiny mesiacov dosahuje iba 4-8 km.

Cassini

Sonda misie Cassini-Huygens bola výsledkom veľkolepej spolupráce. Tento vesmírny program riadila americká vesmírna agentúra NASA, Európska vesmírna agentúra ESA a Talianska vesmírna agentúra ASI. Zapojených bolo 27 krajín.

Kozmická sonda bola pomenovaná po francúzskom astronómovi talianskeho pôvodu, ktorým bol Giovanni Domenico Cassini. On objavil štyri mesiace Saturna.
Druhým hlavným prvkom kozmickej lode bola pristávacia jednotka, ktorá bola pomenovaná po holandskom astronómovi, Christiaanovi Huygensovi. On objavil mesiac Titan.

Cassini-Huygens bol jednou z najväčších a najzložitejších kozmických lodí v histórii vesmírneho výskumu, ktoré boli úspešne vypustené do vesmíru. K jej výške 6,7 m sa pridružovala šírka 4 m. Jej celková hmotnosť pri vypustení bola cca. 5700 kg.
Sonda a pristávacia jednotka boli navrhnuté na uskutočnenie 27 rôznych vedeckých výskumov, takže boli vybavené mnohými špeciálnymi prístrojmi.

Súčasťou Cassini bolo 12 a Huygens niesol 6 vedeckých nástrojov, z ktorých väčšina bola multifunkcionálna. Na vývoji výnimočných meracích prístrojov sa podieľalo niekoľko výskumných tímov. Komunikáciu jednotky zabezpečovali tri antény. Sonda Cassini obsahovala 1630 elektronických komponentov, ktoré boli spojené pomocou cca. 22 tisíc prípojok a približne 14 kilometrov káblov.
Orbiteru a jeho prístrojom energiu poskytovali tri rádioizotopové termoelektrické generátory, ktoré premieňali teplo pochádzajúce z rozpadu rádioaktívnych izotopov na elektrický prúd. Tie spotrebovali cca. 32 kg plutónia. Saturn je príliš ďaleko od Slnka, a preto na pohon kozmickej lode nebolo možné použiť slnečnú energiu.

Sonda Cassini vyzerala nápadito vďaka svojim termoprikrývkam. Táto jemne šitá, veľmi silná, superľahká tkanina ochránila sondu pred extrémnym teplom a chladom, ako aj poškodením spôsobeným nárazmi mikrometeoroidov.
Takýmto spôsobom aj pre prístroje bola zabezpečená optimálna teplota. (Nezakryté časti boli vo vesmíre vystavené teplotám od –220 do +250 Celziových stupňov.)

Dráha sondy

Cassini-Huygens bol odpálený pomocou rakety Titan IVB/Centaur 15. októbra 1997 zo základne leteckých síl Spojených štátov na Cape Canaveral. Sonda Cassini sa dostala k Saturnu pomocou štyroch gravitačných manévrov.

Počas gravitačného manévru sa pri zmene dráhy a rýchlosti kozmickej lode používa gravitačné pole astronomického objektu. Sondy sa tak môžu dostať k vzdialenejším astronomickým objektom slnečnej sústavy za kratší čas, pričom použijú menej energie. Prvé dva gravitačné manévre sondy Cassini sa uskutočnili pomocou Venuše, tretí pomocou Zeme a Mesiaca a štvrtý pomocou Jupitera.

Zaujímavosťou je, že sonda dva roky po jej vypustení bola tak blízko pri Zemi, ako krátko po jej odpálení. Počas gravitačného manévra Zem-Mesiac bola od našej planéty vzdialená iba 1100 km. Gravitačné manévre zrýchlili kozmickú loď o 5-7 km/s.

Sonda sa dostala k Saturnu v júni 2004 (čiže sedem rokov po jej odpálení) a v nasledujúcom mesiaci bola navedená na obežnú dráhu okolo planéty.

Huygens na Titane

Pristávacia jednotka Huygens, ktorú vyvinula ESA, bola veľmi dôležitým prvkom misie.

Táto jednotka v tvare disku mala priemer 2,7 m a hmotnosť 318 kg. Jej súčasťou bola konštrukcia v tvare mušle. Tento výnimočný štít potrebovala preto, aby ochránila prístroje vo vnútornej časti od tepelných vplyvov pri prelete cez atmosféru Titanu.

25. decembra 2004 sa Huygens odpojil od sondy, dovtedy cestoval pripojený k jej boku. Za tri týždne sa dostal k Titanu. 14. januára 2005 - po pristávaní, ktoré trvalo 2 hodiny a 27 minút - sa ocitol na povrchu najväčšieho mesiaca Saturnu.
Rýchlosť pristávania bola znížená pomocou štítu a troch padákov. Dvomi najdôležitejšími úlohami šiestich prístrojov pristávacej jednotky bolo preskúmanie atmosféry a povrchu Titanu.

Pozbierané údaje boli zaslané sonde Cassini a následne sa dostávali na Zem. Avšak Huygens dokázal preposlať iba 350 obrázkov, nakoľko kvôli softvérovej chybe nefungoval jeden prijímač sondy Cassini. Získané informácie však aj tak mali obrovskú hodnotu.

Huygens fungoval na povrchu tohto obrovského mesiaca 72 minút. To bolo prvé (a doposiaľ posledné) pristátie vo vonkajšej slnečnej sústave. Rekord najvzdialenejšieho pristátia od Zeme sa teda viaže k Huygensu.

Titan

Výsledky

Misia Cassini-Huygens si vytýčila mnoho dôležitých vedeckých cieľov. Väčšina týchto cieľov bola zameraná na preskúmanie Saturnu, jeho prstencov a mesiacov. Táto veľkolepá misia bola zo všetkých hľadísk jedinečná v histórii vesmírneho výskumu.

Pôvodná misia bola ukončená v roku 2008, 11 rokov po vypustení sondy. Avšak kvôli možnosti zberu ďalších hodnotných údajov ju predĺžili najprv o dva roky (Cassini Equinox Mission) a potom v roku 2010 o ďalších sedem rokov (Cassini Solstice Mission). V rámci "Veľkého finále" (Grand Finale) sondu začiatkom apríla 2017 nasmerovali do atmosféry Saturnu, kde bola 15. septembra 2017 zničená.

Kozmická sonda misie, ktorá stála približne 3,26 miliard dolárov, strávila vo vesmíre takmer 20 rokov. Počas tohto obdobia prešla 7,9 miliard kilometrov, vyhotovila 453 048 obrázkov a zhromaždila 635 GB vedeckých údajov.

Je takmer nemožné vymenovať všetky vedecké výsledky misie Cassini-Huygens, ale nižšie uvádzame niekoľko najdôležitejších:

- objavenie nových prstencov, ktoré obklopujú Saturn;

- zistenie štruktúry prstencov a procesov, ktoré v nich prebiehajú;

- objavenie nových mesiacov okolo Saturnu;

- podrobné skúmanie nových mesiacov;

- pozorovanie gejzírov na povrchu mesiaca Enceladus;

- skúmanie povrchu a počasia na mesiaci Titan, ktoré sú podobné tým na Zemi;

- skúmanie atmosféry Titanu;

- pozorovanie evolúcie veľkej víchrice Saturnu;

- úplné zmapovanie šesťuholníkovej atmosférickej formácie na severnom póle Saturnu;

- skúmanie ľadových mesiacov;

- vyriešenie záhady dvojfarebnosti mesiaca Iapetus;

- objavenie metánových a etánových jazier na povrchu Titanu;

- zmapovanie magnetosféry Saturnu.

Počas 20 rokov misie bolo zverejnených takmer 4000 vedeckých príspevkov. Po analýze zhromaždených údajov sa určite vzhľadom k novým otázkam a záverom objaví ešte mnoho publikácií.
Veľmi úspešná misia Cassini-Huygens poskytla ľudstvu nové perspektívy pri spoznávaní slnečnej sústavy a našej planéty.
Táto misia môže mať význam aj v rámci skúmania mimozemského života.

Animácia

Rozprávanie

Misia Cassini-Huygens si vytýčila mnoho dôležitých vedeckých cieľov. Väčšina týchto cieľov bola zameraná na preskúmanie Saturnu, jeho prstencov a mesiacov.

Saturn je druhou najväčšou planétou slnečnej sústavy, nápadnou vonkajšou planétou. Saturn je známy hlavne vďaka svojej sústave prstencov, ktorá je jedným z najpútavejších objektov v slnečnej sústave. Je známych 62 mesiacov tejto planéty, pričom najväčší je Titan.

Sonda misie Cassini-Huygens bola výsledkom veľkolepej spolupráce. Kozmická sonda bola pomenovaná po francúzskom astronómovi talianskeho pôvodu, ktorým bol Giovanni Domenico Cassini. Druhým hlavným prvkom kozmickej lode bola pristávacia jednotka, ktorá bola pomenovaná po holandskom astronómovi, Christiaanovi Huygensovi.

Sonda a pristávacia jednotka boli navrhnuté na uskutočnenie 27 rôznych vedeckých výskumov, takže boli vybavené mnohými špeciálnymi prístrojmi. Súčasťou Cassini bolo 12 a Huygens niesol 6 vedeckých nástrojov, z ktorých väčšina bola multifunkcionálna.

Cassini-Huygens bol odpálený 15. októbra 1997 zo základne leteckých síl Spojených štátov na Cape Canaveral. Sonda Cassini sa dostala k Saturnu pomocou štyroch gravitačných manévrov. Sonda sa dostala k Saturnu v júni 2004 (čiže sedem rokov po jej odpálení) a v nasledujúcom mesiaci bola navedená na obežnú dráhu okolo planéty.

25. decembra 2004 sa Huygens odpojil od sondy, dovtedy cestoval pripojený k jej boku. Za tri týždne sa dostal k Titanu. 14. januára 2005 - po pristávaní, ktoré trvalo 2 hodiny a 27 minút - sa ocitol na povrchu najväčšieho mesiaca Saturnu.

Pôvodná misia bola ukončená v roku 2008, 11 rokov po vypustení sondy. Avšak kvôli možnosti zberu ďalších hodnotných údajov ju predĺžili najprv o dva roky (Cassini Equinox Mission) a potom v roku 2010 o ďalších sedem rokov (Cassini Solstice Mission).

Kozmická sonda misie, ktorá stála približne 3,26 miliard dolárov, strávila vo vesmíre takmer 20 rokov. Počas tohto obdobia prešla 7,9 miliard kilometrov, vyhotovila 453 048 obrázkov a zhromaždila 635 GB vedeckých údajov. Veľmi úspešná misia Cassini-Huygens poskytla ľudstvu nové perspektívy pri spoznávaní slnečnej sústavy a našej planéty.

Súvisiace extra

Saturn

Saturn je druhá najväčšia planéta slnečnej sústavy, možno ju ľahko rozpoznať vďaka sústave prstencov.

Kozmické sondy Voyager

Kozmické sondy Voyager boli prvé umelé objekty ktoré opustili slnečnú sústavu. Zbierajú údaje o vesmíre a nesú so sebou elektronickú platňu s nahrávkou o...

Misia Dawn

Zmapovaním Vesty a Ceres môžeme získať informácie o rannom období slnečnej sústavy a o formovaní terestriálnych planét.

Misia New Horizons

Kozmickú sondu New Horizons vypustili v roku 2006. Jej úlohou bolo skúmať Pluto a Kuiperov pás.

Planéty, veľkosti

Okolo Slnečnej dráhy obiehajú terestiálne planéty, a joviálne planéty (plynné obry).

Slnečná sústava, planéty

Okolo Slnka obieha na obežnej dráhe 8 planét.

Zaujímavé fakty z geografie - Astronómia

Naša slnečná sústava nám ponúka mnoho zaujímavých faktov.

Jupiter

Jupiter je najväčšia planéta slnečnej sústavy, má dva a pol krát väčšiu hmotnosť než všetky ostatné planéty dohromady.

Mars

Na červenej planéte skúmajú stopy po vode a živote.

Merkúr

Merkúr je najvnútornejšou a najmenšou planétou slnečnej sústavy.

Neptún

Neptún je najvzdialenejšie planéta Slnečnej sústavy, a najmenšia z plynných obrov.

Urán

Urán je 7 planéta od Slnka typu Jupiter, čiže patrí medzi plynné obri.

Vývoj slnečnej sústavy

Slnko a planéty vznikli asi pred 4,5 miliardami rokov zhlukovaním prachovej hmloviny.

Venuša

Venuša je druhá planéta od Slnka, po Mesiaci je to najjasnejší objekt na nočnej oblohe.

Zem

Zem je skalnatá planéta s pevnou kôrou a kyslíkom v atmosfére.

Added to your cart.