Cassini er den mest sofistikerte romsonden som noensinne er bygget. Lansert i 1997 som et felles oppdrag fra NASA / European Space Agency, tok det syv år å reise til Saturn. Den har gått i bane rundt den sjette planeten fra solen siden den gang, og har sendt tilbake data av enorm vitenskapelig verdi og bilder av fantastisk skjønnhet.
Relatert innhold
- Hvordan og når fikk Saturn de fantastiske ringene?
Cassini begynner nå en siste kampanje. Døpt Grand Finale, vil den slutte 15. september 2017 med sonden som stuper inn i Saturns atmosfære, hvor den vil brenne opp. Selv om Saturn ble besøkt av tre romfartøyer på 1970- og 1980-tallet, kunne ikke mine medforskere og jeg forestille oss hva Cassini-romsonden ville oppdage under oppholdet ved den ringede planeten da den ble lansert for 20 år siden.
En enorm storm stormende over ansiktet til Saturn. På det tidspunktet dette bildet ble tatt, 12 uker etter at stormen begynte, hadde det viklet fullstendig rundt planeten. (NASA / JPL-Caltech / SSI, CC BY) En planet med dynamisk endring
Massive stormer vises periodevis i Saturns skytopp, kjent som Great White Spots, observerbare av jordbundne teleskoper. Cassini har et sete i front på disse begivenhetene. Vi har oppdaget at akkurat som jordens tordenvær, inneholder disse stormene lyn og hagl.
Cassini har gått i bane rundt Saturn lenge nok til å observere årstidsendringer som forårsaker variasjoner i værmønstrene, ikke ulikt årstidene på jorden. Periodiske stormer dukker ofte opp på sensommeren på Saturns nordlige halvkule.
I 2010, i løpet av den nordlige våren, dukket det opp en uvanlig tidlig og intens storm i Saturns skyetopper. Det var en storm av en slik enorm styrke at den omringet hele planeten og varte i nesten et år. Det var ikke før stormen spiste sin egen hale at den til slutt sputret og bleknet. Å studere stormer som dette og sammenligne dem med lignende hendelser på andre planeter (tror Jupiters store røde flekk) hjelper forskere med å forstå værmønstre i hele solsystemet, også her på jorden.
Etter å ha gjort hundrevis av baner rundt Saturn, var Cassini også i stand til å undersøke andre funksjoner bare skimtet fra Jorden eller tidligere sonder. Nære møter med Saturns største måne, Titan, har tillatt navigatører å bruke månens tyngdekraft for å omorganisere sondens bane slik at den kan svinge over Saturns poler. På grunn av Saturns sterke magnetfelt er stolpene hjem til vakre Aurorae, akkurat som jordene og Jupiter.
Saturns seks-sidige virvel på Saturns nordpol kjent som 'hexagon'. Dette er en superposisjon av bilder tatt med forskjellige filtre, med forskjellige bølgelengder av tildelte farger. (NASA / JPL-Caltech / SSI / Hampton University, CC BY) Cassini har også bekreftet eksistensen av en bisarr heksagonformet polarvirvel som opprinnelig ble skimtet av Voyager-oppdraget i 1981. Virvelen, en masse hvirvlende gass omtrent som en orkan, er større enn jorden og har toppvindhastigheter på 220 mph.
Hjem til dusinvis av forskjellige verdener
Cassini oppdaget at Saturn har 45 flere måner enn de 17 tidligere kjent - og plasserer totalen nå på 62.
Den største, Titan, er større enn planeten Merkur. Den har en tett nitrogenrik atmosfære med halvparten av overflatetrykket enn Jordens. Cassini var i stand til å undersøke under månens skydekke, oppdage elver som strømmer inn i innsjøer og hav og ble etterfylt av regn. Men i dette tilfellet er væsken ikke vann, men heller flytende metan og etan.
Falskfarget bilde av Ligeia Mare, den nest største kjente væskekroppen på Saturns måne Titan. Den er fylt med flytende hydrokarboner. (NASA / JPL-Caltech / ASI / Cornell, CC BY) Det er ikke å si at vann ikke er rikelig der - men det er så kaldt på Titan (med en overflatetemperatur på -180 ℃) at vannet oppfører seg som stein og sand. Selv om det har alle ingrediensene for livet, er Titan egentlig en "frossen jord", fanget i det øyeblikket i tiden før livet kunne danne seg.
Den sjette største månen til Saturn, Enceladus, er en isete verden med omtrent 300 mil i diameter. Og for meg er det stedet for misjonens mest spektakulære funn.
Funnet startet ydmykt, med en nysgjerrig blipp i magnetfeltavlesningene under den første flybyen av Enceladus i 2004. Da Cassini passerte over månens sørlige halvkule, oppdaget den rare svingninger i Saturns magnetfelt. Fra dette utledet Cassini-magnetometerteamet at Enceladus må være en kilde til ionisert gass.
Fastret instruerte de Cassini-navigatørene om å gjøre en enda nærmere flyby i 2005. Til vår forbløffelse ble de to instrumentene designet for å bestemme sammensetningen av gassen som romfartøyet flyr gjennom, Cassini Plasma Spectrometer (CAPS) og Ion and Neutral Mass Spektrometer (INMS), bestemte at Cassini uventet passerte gjennom en sky av ionisert vann. Disse vannplukkene kommer ut av sprekker i isen på sørpolen, og siver ut i verdensrommet med hastigheter opp til 800 mph.
Jeg er med på laget som gjorde den positive identifiseringen av vann, og jeg må si det var det mest spennende øyeblikket i min profesjonelle karriere. Når det gjaldt Saturns måner, trodde alle at all handlingen skulle foregå på Titan. Ingen forventet at små, upretensiøse Enceladus skulle ha noen overraskelser.
Geologisk aktivitet som skjer i sanntid er ganske sjelden i solsystemet. Før Enceladus, den eneste kjente, aktive verdenen utenfor Jorden, var Jupiters måne Io, som har vulkaner som bryter ut. Å finne noe som ligner på Old Faithful på en Saturn-måne var praktisk talt utenkelig. At det hele startet med at noen la merke til en merkelig lesning i magnetfeltdataene, er et fantastisk eksempel på den serendipitøse oppdagelsen.
Geyserkummen på sørpolen av Enceladus, med vannrommene opplyst av spredt sollys. (NASA / JPL-Caltech / Space Science Institute, CC BY) Historien om Enceladus blir bare mer ekstraordinær. I 2009 ble plommene direkte avbildet for første gang. Vi vet nå at vann fra Enceladus utgjør den største komponenten av Saturns magnetosfære (det romområdet som er kontrollert av Saturns magnetfelt), og loddene er ansvarlige for selve eksistensen av Saturns enorme E-ring, den andre ytterste ringen av planeten.
Mer utrolig nok vet vi nå at under jordskorpen til Enceladus ligger et globalt hav av flytende saltvann og organiske molekyler, som alle varmes opp av hydrotermiske ventilasjonsåpninger på havbunnen. Detaljert analyse av plommene viser at de inneholder hydrokarboner. Alt dette peker på muligheten for at Enceladus er en havverden som skaper liv, akkurat her i solsystemet vårt.
Når Cassini stuper ned i skyetoppene i Saturn senere i år, vil det markere slutten på et av de mest vellykkede oppdagelsesoppdragene som noen gang er blitt lansert av menneskeheten.
Forskere vurderer nå målrettede oppdrag til Titan, Enceladus eller muligens begge deler. En av de mest verdifulle leksjonene man kan ta fra Cassini er behovet for å fortsette å utforske. Så mye som vi lærte fra det første romfartøyet å nå Saturn, forberedte ingenting oss på det vi ville finne med Cassini. Hvem vet hva vi finner neste?
Denne artikkelen ble opprinnelig publisert på The Conversation.
Dan Reisenfeld, professor i fysikk og astronomi, University of Montana
