Danas je automatska međuplanetarna postaja Cassini završila svoje svemirsko putovanje koje je trajalo gotovo 20 godina. Postaja je izgorjela u Saturnovoj atmosferi, ali je do zadnjeg trenutka slala informacije sa svojih senzora NASA-i.

Uređaj je 17. kolovoza ušao u atmosferu jednog od najvećih planeta Sunčevog sustava. Cassinijeva misija bila je istražiti Saturn, prikupljajući podatke o atmosferi, brzini vjetra i temperaturi na površini planeta.

Dijete hladnog rata

Povijest grandiozne misije Cassini-Huygens započela je 1982. godine, kada su Europska znanstvena zaklada i Američka nacionalna akademija znanosti udružile snage u zajedničkom istraživanju. Tada su europski znanstvenici predložili dva zajednička projekta: slanje satelita u orbitu Saturna i sonde na površinu satelita planeta Titana. Do 1986. NASA i Europska svemirska agencija (EAS) izdale su zadovoljavajući zaključak o potencijalu ovih misija.

Iako je projekt istraživanja Saturna i njegovog mjeseca bio čisto znanstvene prirode (za razliku od mnogih drugih svemirskih projekata koji su bili izravno ili neizravno povezani s vojnim razvojem), također nije bio bez politike. Tih godina NASA nije imala obzira prema europskim kolegama, omalovažavajući njihov znanstveno-istraživački potencijal, a europski istraživači svemira rado su surađivali sa Sovjetskim Savezom. Dovoljno je napomenuti da je prvi francuski kozmonaut poletio na sovjetskoj letjelici Sojuz T-6.

NASA je odlučila da je vrijeme da ispravi situaciju i da treba pružiti ruku prijateljstva svojim europskim kolegama, budući da se sovjetska konkurencija u svemirskoj industriji sve više osjećala. Tako je nastao projekt Cassini-Huygens.

Dug put u svemiru

Nakon završetka Hladnog rata projekt je trebao biti ograničen, ali je NASA inzistirala na njegovom nastavku: agencija se bojala da bi odustajanje od Cassini-Huygensa uvelike razočaralo svoje europske kolege, a to bi moglo utjecati na druga područja suradnje.

15. listopada 1997. uređaj, na kojem su radili predstavnici 15 država, poletio je s Cape Canaveral. Obje ideje - ulazak u orbitu Saturna i istraživanje Titana - spojene su u jedan koncept, "Cassini-Huygens", gdje je "Cassini" naziv orbitalne stanice, a "Huygens" je uređaj dizajniran za slijetanje na Titan.

Let do Saturna trajao je nekoliko godina. Moglo bi se reći da su ga pratile “mnoge avanture”, ali sve su one bile dio složenih proračuna u kojima je sudjelovalo stotine stručnjaka. Cassini-Huygens je koristio gravitacijsko polje Venere za manevar i ubrzanje, prošao kroz asteroidni pojas uz veliki rizik i stigao do Saturnovih mjeseca tek 2004. godine.

  • JPL-Caltech

U prosincu 2004. godine sonda Huygens se odvojila od aparata i krenula prema Titanu gdje je sletjela 14. siječnja 2005. godine. I Cassini je ušao u orbitu Saturna.

Godišnja doba, gejziri i kozmička prašina

Zahvaljujući Cassiniju došlo se do mnogih otkrića, a da ne spominjemo fotografije koje su snimljene, uključujući i tijekom leta aparata do Saturna. Na primjer, znanstvenici su uspjeli dobiti najdetaljniji portret Jupitera.

  • Jupiter
  • globallookpress.com
  • NASA/ZUMAPRESS.com

U 2011. uređaj je uspio snimiti uragan koji je kružio oko Saturna i zatvorio se, formirajući prsten u atmosferi planeta. Zahvaljujući Cassiniju, otkriveni su dosad nepoznati sateliti Saturna koji se okreću zajedno s njegovim prstenovima: Metone, Pallene, Aegeon i drugi.

Pokazalo se da je Enceladus najimpresivniji od otkrivenih Saturnovih satelita: do 2014. godine na njegovoj je površini izbrojano više od stotinu gejzira.

  • Enceladus
  • JPL-Caltech/Institut za svemirske znanosti

Prema znanstvenicima, ispod ledene površine Enceladusa možda postoji voda. Teoretski, to sugerira mogućnost postojanja života na Saturnovom mjesecu.

Dostavljen od strane Cassinija na površinu Titana, Huygens je radio samo vrlo kratko vrijeme. Ali u 219 minuta tijekom kojih je Cassini primio svoj signal, Huygens je uspio prenijeti oko 350 fotografija Titana i mnoštvo podataka o površini i atmosferi planeta.

Cassini je nastavio zadivljivati ​​čak iu posljednjim mjesecima rada. U svibnju 2017. uređaj je snimio solsticij na Saturnu koji se događa jednom u 15 godina. Znanstvenici sada znaju da se godišnja doba na planeti mijenjaju vrlo brzo.

“Tijekom misije Cassini solsticij, prvi put smo analizirali cijelu sezonu na Saturnu iz velike blizine. Saturnov sustav značajno se mijenja od zime do ljeta, a zahvaljujući Cassiniju, imali smo pogled iz prvog reda na ovaj događaj,” rekla je Linda Spilker, projektna znanstvenica u JPL-u.

Također, zahvaljujući Cassiniju, konačno je dokazano da između Saturnovih prstenova nema prašine, a prostor između njih je “velika praznina”.

Dana 26. travnja 2017. letjelica Cassini ušla je u posljednju fazu svog života, nazvanu "Grand Finale" - sonda se posljednji put približila najvećem Saturnovom mjesecu Titanu prije nego što je završila svoju misiju. Cassini je već poslao posljednje fotografije koje je snimio na Zemlju, nakon čega se maksimalno približio Titanu, najsličnijem Zemljinom mjesecu Saturna, čija je gravitacija omogućila uređaju da ubrza i ode na svoj posljednji let u orbiti između prstenova Saturna i gornjih slojeva atmosfere plinovitog diva, javlja NASA.

Istraživači se nadaju da će uređaj tijekom posljednjeg leta sonde Cassini uspjeti prikupiti maksimalnu količinu dosad nepoznatih informacija koje će im omogućiti određivanje duljine Saturnovog dana, kao i starosti njegovih prstenova. Istina, boravak u Saturnovoj orbiti uzrokovat će pad sonde u guste slojeve atmosfere divovskog planeta, zbog čega će jednostavno izgorjeti.

Sonda Cassini krenula je na svoj posljednji let između Saturna i njegovih prstenova - najnovije fotografije

Posljednji let sonde Cassini oko Saturna bit će finale 12-godišnje misije, tijekom koje je dobila mnogo novih fotografija planeta i također osvijetlila njegova ugljikovodična jezera i mora koristeći svoje radare. Ali prije potpunog izgaranja u atmosferi plinovitog diva, uređaj će imati vremena napraviti još 22 leta između prstenova Saturna i njihovog "gospodara", prikupljajući i prenoseći podatke o ovom planetu do samog kraja.

Podsjetimo, sonda Cassini prvi put je stigla do Saturna 30. lipnja 2004. i postala prvi umjetni satelit ovog planeta, a 14. siječnja 2005. sonda Huygens, koju je Cassini nosio na sebi, prva je sletjela na Titan. Dana 15. rujna 2017. završit će istraživačka misija svemirske letjelice Cassini - tijekom godina proučavanja Saturnovog sustava sonda je 126 puta prošla pored ovog ogromnog satelita i svaki put se prebacila na novu putanju koja ju je usmjerila na nova istraživanja objekti.

Sonda Cassini posljednji je let između Saturna i njegovih prstenova (video):

15. rujna 2017. letjelica Cassini izgorjela je u Saturnovoj atmosferi. Ovaj događaj ujedinio je ljubitelje svemira diljem Zemlje. Cassini nije bio bilo kakav satelit. Služio je kao jedan od glavnih simbola istraživanja svemira, ali i znanosti općenito. Isti simbol kao Hubble teleskop ili Large Hadron Collider.

Cassini je lansiran davne 1997. godine. Zamislite samo - ovo je godina kada su objavljeni Titanic, Quake 2 i prvi Fallout. Tijekom rada Cassinija odrasla je cijela generacija. Mnogi moderni ljubitelji astronomije zainteresirali su se za svemir zahvaljujući Cassiniju. Stoga se danas prisjećamo povijesti misije i odajemo joj počast koju zaslužuje.

Od koncepta do lansirne rampe

U 1980-1981, par je napravio povijesni prelet Saturna. Napravili su prve detaljne fotografije planeta, njegovih prstenova i satelita te analizirali atmosferu i magnetsko polje. Rezultati su zadivili astronome. Ispostavilo se da se Saturnovi prstenovi sastoje od stotina tankih prstenova koji tvore složeni sustav. Titan, Saturnov najveći satelit, bio je zaklonjen slojem ugljikovodične izmaglice koja je bila neprozirna u vidljivom spektru. Satelit Iapetus izgledao je kao da ga je dizajner Sunčevog sustava zaboravio naslikati: jedna mu je polutka sjajila, poput svježeg snijega, druga je bila crna, poput čađe.

Montaža Cassinija

Voyageri fizički nisu mogli ostati u blizini planeta i dulje ga proučavati. Za razotkrivanje misterija Saturna i njegovih mjeseca bila je potrebna bitno drugačija misija. Uređaj koji bi mogao otići u orbitu oko planeta i istraživati ​​ga nekoliko godina.

Godine 1982. znanstvenici NASA-e i ESA-e započeli su prve konzultacije o zajedničkoj dugotrajnoj misiji u sustav Saturn. Sastojao bi se od orbitera i landera koji bi sletio na Titan i vidio što se događa na njegovoj površini. Misija je dobila ime po Giovanniju Cassiniju, slavnom astronomu iz 17. stoljeća koji je otkrio četiri Saturnova mjeseca i prazninu u njegovim prstenovima.

Pregovori nisu bili laki. U to su se vrijeme odnosi između NASA-e i ESA-e zakomplicirali otkazivanjem niza zajedničkih projekata. Ali 1988. godine partneri su se konačno dogovorili oko raspodjele odgovornosti. NASA je trebala izgraditi orbiter Cassini, a ESA sondu za spuštanje Huygens za Titan. Ime je dobio po Christiaanu Huygensu, koji je otkrio prstenove Saturna i samog Titana.

Model Huygensovog aparata

Cassinijevi problemi tu nisu završili. Ukupni proračun projekta premašio je tri milijarde dolara (80% sredstava izdvojila je NASA), a američki Kongres više je puta prijetio da će projektu uskratiti sredstva. Ni u NASA-i nisu svi podržali misiju. Ali Cassini je preživio, zahvaljujući ne malom dijelu naporima lobista ESA-e. Stvari su išle čak do pisama potpredsjedniku SAD-a Alu Goreu u kojima se od njega tražilo da ne zatvara program. Kao rezultat toga, iako s poteškoćama, misija je dobila potrebna sredstva.

Najnovija prijetnja Cassiniju su oni zeleni. Neposredno prije lansiranja aktivisti za zaštitu okoliša započeli su demonstracije na Cape Canaveralu i podnijeli tužbu tražeći zabranu lansiranja. Uzrok? 32 kilograma plutonija-238 na postaji. Činjenica je da blizinu Saturna dopire 100 puta manje sunčeve svjetlosti nego Zemlje. Stoga je za proizvodnju energije Cassini bio opremljen generatorom radioizotopa.

Aktivisti za zaštitu okoliša izjavili su da bi u slučaju nesreće došlo do radioaktivne kontaminacije i zahtijevali da se "spasi Zemlja" od Cassinija. I koliko god NASA-ini stručnjaci objašnjavali da će i u slučaju nesreće plutonij ostati u zaštićenom spremniku, to nije moglo uvjeriti “zelene”. Srećom, sud nije uzeo u obzir ekološke horor priče i nije otkazao lansiranje.

Lansiranje rakete Centaur s Cassinijem na brodu

Sedam godina u bijegu

Cassini je lansiran 15. listopada 1997. i krenuo prema... Veneri. Ovdje nema greške. Masa postaje bila je gotovo šest tona, što ju je učinilo jednim od najvećih međuplanetarnih vozila u povijesti: samo je sovjetski Fobos težio više. Snaga rakete nije bila dovoljna da pošalje takvog kolosa izravno na Saturn. Tako su inženjeri iskoristili gravitaciju. Cassini je dvaput proletio pored Venere, zatim Zemlje i na kraju Jupitera. Ovi gravitacijski manevri omogućili su vozilu da postigne potrebnu brzinu.

Leteći pored Jupitera, Cassini je uspio proučiti ovog plinovitog diva. Otkrio je nekoliko novih oluja u njegovoj atmosferi i napravio najkvalitetnije fotografije planeta u to vrijeme. Istodobno su inženjeri provjerili funkcionalnost instrumenata postaje.

"Portret" Jupitera napravljen od nekoliko Cassinijevih fotografija

Početkom ljeta 2004. Cassini je stigao u blizinu Saturna. Dana 11. lipnja, letjelica je prošla pokraj Phoebe, jednog od najudaljenijih satelita planeta, koji kruži gotovo 13 milijuna kilometara od plinovitog diva (to je 36 puta više od udaljenosti između Zemlje i Mjeseca). Cassini je imao samo jednu priliku posjetiti ovaj neobičan mjesec, a njegova je putanja bila posebno dizajnirana za bliski prelet.

Cassini je 1. srpnja izveo izuzetno težak manevar o čijem je ishodu ovisila sudbina cijele misije. Bilo je uspješno. Cassini je uključio svoj glavni motor na 96 minuta i usporio kako bi ga gravitacija planeta mogla podići. Tako je postao prvi umjetni satelit Saturna u povijesti.

Ovako je Cassini vidio Saturn

Trinaest godina za Saturn

"Vidio sam stvari u koje vi ljudi ne biste vjerovali..." Da Cassini može govoriti, definitivno bi citirao Blade Runnera. Od samog početka rada uređaj je počeo nizati otkrića, jedno nevjerojatnija od drugog. Za one koji vole statistiku, recimo da je postaja tijekom 13 godina boravka na Saturnu snimila oko 400 tisuća fotografija i na Zemlju poslala preko 600 gigabajta informacija. Na temelju njihovih rezultata već je napisano oko 4000 znanstvenih članaka - a taj će broj rasti jer će se Cassinijevi podaci analizirati još mnogo godina. Za opis svih postignuća misije bila bi potrebna cijela zbirka eseja. Samo ćemo ukratko spomenuti glavne prekretnice.

Jedan od prioritetnih ciljeva misije bio je Titan. U siječnju 2005. sonda Huygens odvojila se od Cassinija i izvršila povijesno slijetanje na njegovu površinu. Huygensove slike pokazale su složeni teren s područjima nalik riječnim koritima i obalama. Fotografije s površine pokazuju zaobljeno kamenje s tragovima izloženosti tekućini.

Titan s obje strane na Cassinijevoj fotografiji

Nakon toga, Cassini je završio preko stotinu preleta Titana. Uređaj je radarom skenirao površinu satelita, a snimanje u infracrvenom rasponu omogućilo je pogled ispod njegove izmaglice. Ispostavilo se da Titan ima jezera, rijeke, mora, pa čak i kiše. Ali ne iz vode, već iz tekućih ugljikovodika – mješavine etana i metana. Temperatura na Titanu je takva da te tvari mogu postojati u tri stanja odjednom (tekućina, plin, čvrsta tvar) i obavljati istu ulogu koju voda ima na našem planetu. Ovo je jedino tijelo u Sunčevom sustavu osim Zemlje gdje postoji puni ciklus tekućine, a na površini postoje stalne vodene površine. Točnije, ugljikovodici.

Huygens slijetanje na Titan, koncept umjetnosti

Snimka atmosferskog vjetra na Titanu koju je napravio Huygens tijekom slijetanja

Općenito, uvjeti na Titanu vrlo nalikuju ranoj Zemlji u eri prije kisika. Pokazalo se da je satelit svojevrsni vremenski stroj: omogućio je proučavanje procesa koji bi mogli dovesti do pojave života na našem planetu. Neki znanstvenici čak iznose oprezne pretpostavke da, unatoč niskim temperaturama, najjednostavniji oblici života možda već postoje na Titanu.

Plato Mercator snimio Huygens

Video slijetanja na temelju fotografija s uređaja

Ali u sustavu Saturna postojala je još atraktivnija meta za astrobiologe - Enceladus. Prije misije Cassini, smatran je jednostavno jednim od mnogih Saturnovih ledenih mjeseca od malog interesa. Ali nakon Cassinijevog prvog posjeta Enceladusu, te su ideje morale biti radikalno revidirane.

Enceladus, planet divovskih gejzira

Pokazalo se da je, unatoč relativno maloj veličini (promjer satelita je 520 kilometara, gotovo šest puta manji od Mjeseca), Enceladus jedno od geološki najaktivnijih tijela u Sunčevom sustavu. Njegov južni pol gusto je načičkan gejzirima koji neprestano ispuštaju vodu u svemir. Ova voda formira zaseban prsten oko Saturna. Otkriće gejzira Enceladus postalo je znanstvena senzacija. Program Cassini hitno je promijenjen, au narednim godinama uređaj je više puta posjetio satelit. Nekoliko puta Cassini je letio izravno kroz njegove emisije, analizirajući njihov kemijski sastav.

Gejziri Enceladusa

Podaci koje je prikupio Cassini pokazali su da ispod Enceladusove ledene površine leži globalni ocean tekuće vode. Dubina mu se procjenjuje na 10 kilometara, a debljina leda iznad njega kreće se od 2 do 30 kilometara. Kemijska analiza izbačene vode otkrila je soli, organske spojeve i tvari u njoj, što ukazuje da se u oceanu Enceladus odvijaju aktivni hidrotermalni procesi. Sada se ovaj satelit smatra najprikladnijim mjestom za život u Sunčevom sustavu izvan Zemlje.

Cassini je uspio riješiti misterij "nedovoljno naslikanog" Japeta. Ispostavilo se da su razlike u boji satelita posljedica prašine: udari meteorita izbacuju ga s udaljenih Saturnovih mjeseca i taloži se na vodećoj hemisferi Japeta (ovo je hemisfera s kojom se kreće "naprijed" u svojoj orbiti). Područja prekrivena prašinom zagrijavaju se više nego susjedna područja. Kao rezultat toga, led isparava iz njih i kondenzira se tamo gdje je površinska temperatura niža: na stražnjoj strani iu cirkumpolarnim područjima. Formira se pozitivna povratna informacija: tamna područja postaju još tamnija, i obrnuto.

Cassini je također otkrio još jedno jedinstveno obilježje Japeta - planinski lanac u obliku prstena "Japetov zid" koji se proteže duž njegovog ekvatora. Neobična formacija ima visinu do 13 kilometara, širinu do 20 kilometara i ukupnu duljinu od oko 1300 kilometara. Prema jednoj teoriji, Japet je nekada imao prsten, a njegove su čestice pale na površinu i stvorile zid.

Crno-bijeli Japet na Cassinijevim slikama

Ali, naravno, Cassini je proučavao ne samo satelite Saturna, već i sam planet. Tijekom godina misije, uređaj je uhvatio nekoliko promjena godišnjih doba. Posebno su se jasno očitovali u šesterokutu - ovo je ime dano nevjerojatnom vrtlogu šesterokutnog oblika koji se nalazi na sjevernom polu planeta. Širina ove formacije je 25 tisuća kilometara, otprilike dva promjera Zemlje. Cassini je zabilježio kako je s dolaskom ljeta na sjevernoj hemisferi Saturna šesterokut promijenio boju iz tamnoplave u zlatnu. Pojačao se intenzitet ultraljubičastog zračenja, što je pokrenulo fotokemijske reakcije, a na sjevernom polu počeli su se sintetizirati spojevi (tolini) koji su promijenili boju oluje.

Saturnov heksagonalni vrtlog 2016

Cassini je mnogo puta fotografirao Saturnov prstenasti sustav. Slike su pokazale njihovu izuzetnu složenost i varijabilnost. Brojni sateliti Saturna svojom gravitacijom djeluju na prstenove planeta, zbog čega se u njima formiraju vrtlozi, valovi, pregibi, petlje i druge strukture. Neki mali mjeseci kruže izravno unutar prstenova. Njihova gravitacija ubrzava čestice prstenova, zbog čega nastaju pukotine u njima. Ostali sateliti igraju ulogu "pastira". Na primjer, orbite Prometeja i Pandore prolaze unutar i izvan prstena F. Gravitacija para satelita drži čestice prstenova u istoj orbiti, sprječavajući ih da se rasprše u različitim smjerovima.

Najkvalitetnija fotografija Saturnovih prstenova

Ne smijemo zaboraviti Cassinijev cilj popularizacije istraživanja svemira. Ispostavilo se da je lako. Saturn je možda najljepši planet u Sunčevom sustavu, a njegove su fotografije vjerojatno inspirirale mnoge ljude da svoj život povežu sa svemirom.

Jedna od najpoznatijih slika Cassinija snimljena je 19. srpnja 2013. godine. Tog dana uređaj je napravio panoramsko snimanje planeta i okoline. U vrijeme snimanja Sunce je bilo točno iza Saturna, učinkovito ističući njegove prstenove. Na jednoj od slika bio je i naš planet. S udaljenosti od 1,5 milijardi kilometara izgleda kao blijedoplava točka.

“Dan kada se Zemlja nasmiješila”: poznata fotografija prošla je opsežnu korekciju boja kako bi planete bile vidljivije. Zemlja je jedva primjetna točka dolje desno ispod prstenova

Cassinijeva posljednja avantura

Cassini se često naziva idealnom svemirskom misijom. Uređaj je radio znatno duže od nominalnog četverogodišnjeg životnog vijeka i obavio je sve zadatke bez većih incidenata. Ali, nažalost, svaka tehnologija ima faktor koji ograničava njezino vrijeme rada. U slučaju Cassinija, to su bile rezerve goriva potrebne za korekciju kursa. Bez njega upravljanje uređajem postalo bi nemoguće. Nekontrolirana postaja mogla bi se zabiti u jedan od Saturnovih mjeseca i tamo odnijeti zemaljske mikrobe. Kako bi isključila takav scenarij, NASA je odlučila spaliti Cassini u atmosferi planeta.

Ali prije toga, uređaj je morao preživjeti posljednju avanturu - 20 orbita na vanjskom rubu Saturnovih prstenova, a potom još 22 orbite između atmosfere planeta i unutarnjeg ruba njegovih prstenova. Niti jedno vozilo nikada nije zaronilo u ovu prazninu. Manevar se smatrao vrlo opasnim, no kako je misija već bila blizu završetka, NASA je odlučila riskirati.

Umjetnikov dojam o Cassinijevom posljednjem letu

Kao i prije, Cassini je briljantno izvršio sve svoje zadatke. Prikupio je podatke koji bi trebali riješiti glavnu misteriju Saturna - starost i porijeklo njegovih prstenova. Prema jednoj verziji, formirali su se zajedno s planetom. Prema drugom, prstenovi su mnogo mlađi i pojavili su se kao rezultat nedavnog (po kozmičkim standardima) uništenja jednog od Saturnovih mjeseca. Cassini podaci će se analizirati još mnogo mjeseci, ali dosadašnji preliminarni rezultati govore u prilog drugoj verziji.

Cassini je imao još jedan posljednji zadatak za izvršiti. Tijekom ponovnog ulaska, vozilo je koristilo potisnike kako bi svoju antenu držalo usmjerenu prema Zemlji što je duže moguće. Već raspadajući se, Cassini je ipak nastavio slati podatke o sastavu plinske ovojnice i magnetskog polja Saturna. Čak je i ovdje uređaj uspio premašiti cilj, preživjevši u takvim ekstremnim uvjetima 30 sekundi dulje nego što su simulacije predviđale. U 11 sati 55 minuta 46 sekundi po univerzalnom vremenu NASA-in komunikacijski kompleks dubokog svemira u Canberri primio je posljednji signal od Cassinija. Do tada se sam uređaj već raspao u fragmente i pretvorio u plameni meteor.

NASA se bez žalosti oprostila od Cassinija. Ipak, ovo nije katastrofa, već kraj uspješne misije (NASA/Joel Kowsky)

Završetak misije izazvao je proturječne emocije: ponos, divljenje, tugu i prazninu. Cassini je bio u funkciji toliko dugo da se teško sjetiti vremena kada ga nije bilo. Možete zamisliti što su sudionici misije, koji su na projektu radili od 1980-ih, doživjeli dok su gledali kako signal uređaja nestaje.

Još tužnije postaje kada shvatite da ćete na sljedeću takvu ekspediciju na daleke planete Sunčevog sustava morati čekati barem desetljeće. Nažalost, istraživanje svemira je spor posao, a na horizontu nema misije usporedive s Cassinijevom ambicijom. Tješiti nas može samo činjenica da će se na temelju podataka koje je prikupila postaja doći do brojnih novih otkrića.

Cassinijevo naslijeđe živjet će još jako dugo. Fotografije Saturna i njegovih mjeseca koje je snimio ostat će zauvijek s nama. Zahvaljujući Cassiniju, uspjeli smo vidjeti u punom sjaju ova kozmička tijela koja su za nas prije bila samo točkice na nebu.


O svemirskoj misiji koja je dva puta bila ugrožena, ali se zahvaljujući zdravom razumu i procjeni američkih dužnosnika ipak ostvarila.

15. rujna 2017. orbiter Cassini, jedan od najvećih primjera suradnje između međunarodnog tima znanstvenika, završit će svoju misiju proučavanja Saturna i njegovog sustava. Oko 15 sati po moskovskom vremenu sonda će ući u gornje slojeve atmosfere plinovitog diva, raspasti se na male komadiće i izgorjeti poput meteora. No, do samog kraja Cassini će nastojati držati svoju antenu usmjerenu prema Zemlji kako bi "kući" odašiljao najnovije podatke o unutarnjem svijetu "Gospodara prstenova".

Tijekom gotovo 20 godina rada u svemiru, međuplanetarna stanica je napravila mnoga otkrića. Zahvaljujući Cassiniju, shvatili smo kako su nastali prstenovi Saturna i od čega se sastoje (u stvari, uređaj je potvrdio hipotezu američkog znanstvenika Larryja Esposita, koji je rekao da se prstenovi sastoje od ledenih komada uništenih malih satelita planeta ), saznali smo o prisutnosti atmosferskog fenomena u plinovitom divu — neobičnom šesterokutu, saznali o postojanju grmljavinskih oluja i polarnih vrtloga; Uređaj je pomogao otkriti na satelitu ovog divovskog planeta - Enceladusu - ocean tekuće vode skriven ispod sloja debelog leda, kao i objasniti razlog "dvoličnosti" drugog satelita Satuna - Iapetusa (jedan njegove hemisfere sjaje poput snijega, druga crna kao da je prekrivena čađom).

Bez pretjerivanja ćemo reći da je Cassini potpuno promijenio naše shvaćanje izgleda Saturna i strukture njegovih satelita. Da citiram Jima Greena, voditelja istraživanja planeta u NASA-i, u tradiciji velikih istraživača svemira, ovo znanstveno vozilo je otvorilo novi put, pokazujući nam nova čuda i kamo bi nas naša znatiželja mogla odvesti u bliskoj budućnosti.

Kako je započela misija Cassini-Huygens

Krajem 1970-ih i ranih 1980-ih, tri NASA-ine svemirske letjelice (Pioneer 11, Voyager 1, Voyager 2) proletjele su pored Saturna i poslale u kontrolni centar misije svemirske agencije niz fotografija ovog planeta i njegovih satelita snimljenih s relativno male udaljenosti. Znanstvenici su po prvi put uspjeli vidjeti prstenove plinovitog diva. Ispostavilo se da se sastoje od stotina tisuća sitnih komadića nepoznatog porijekla i vrlo različitih promjera, a neki od prstenova čak su isprepleteni na neki neobjašnjiv način! Ono što je još zadivilo znanstvenike je satelit plinovitog diva Titana. Bilo je bitno drugačije od ideje o tome koja je prije postojala u glavama znanstvenika. Bio je to hladan svijet, veći od Merkura, s vrlo gustom atmosferom, toliko gustom da niti jedna od tri sonde nije mogla vidjeti njegovu površinu.

Dobiveni podaci samo su potaknuli interes astronoma za "Gospodara prstenova" i njegove pratioce. Godine 1982. stvorena je radna skupina koja je uključivala predstavnike NASA-e i ESF-a (Europska znanstvena zaklada) za planiranje programa za sljedeću “glavnu” misiju nakon Voyagersa. Na sastanku grupe odlučeno je da se zajednički izgradi svemirska letjelica za proučavanje Saturna i njegovog sustava.

Prema planu znanstvenika, uređaj se trebao sastojati od dva dijela: orbitalne postaje Cassini (nazvane po francuskom astronomu Giovanniju Cassiniju, koji je 1665. otkrio četiri Saturnova satelita: Japet, Diona, Tetis, Rea) i Huygens lender (nazvan po nizozemskom astronomu Christiaanu Huygensu, koji je otkrio Titan i Saturnove prstenove), namijenjen za slijetanje na Titan. Trošak projekta procijenjen je na 2,5 milijardi dolara, ali je zatim narastao na gotovo 3,6 milijardi dolara, a NASA je sudjelovala u najvećem dijelu sredstava, oko 3 milijarde dolara.

Tako je projekt Cassini-Huygens postao jedan od najskupljih u povijesti NASA-e i jedan od prvih u kojem su sudjelovali ne samo stručnjaci iz Sjedinjenih Država, već i njihovi kolege iz ESA-e (Europska svemirska agencija) i ASI-ja (talijanska Svemirska agencija).

Godine 1984. počelo se raditi na stvaranju Cassini-Huygensovog sustava, a 1992. i 1994. pojavili su se prvi problemi. Misija je bila u opasnosti, američki Kongres nije želio izdvojiti dodatni novac za razvoj istraživačkog aparata. No prva američka astronautkinja Sally Ride, koja je tada imala golem utjecaj, i njezini kolege uspjeli su uvjeriti kongresmene i sredstva su otišla u proračun NASA-e.

Tri godine kasnije, 1997., raketa-nosač Titan IVB već je stajala u svemirskom centru Cape Canaveral na Floridi, spremna da lansira u orbitu jedno od najvećih istraživačkih vozila koje su ljudi ikada napravili.

Dizajn uređaja

Svemirski istraživač, čija je misija otkriti veličinu Saturna, podrijetlo, sastav njegovih prstenova i prirodu njegovih satelita, uređaj je visok 10 metara i težak oko 6 tona u trenutku lansiranja (pola težine bilo je gorivo ). Opremljen je s 18 znanstvenih instrumenata i kamera (12 instaliranih na postaji i 6 na landeru) sposobnih za precizna mjerenja u svim atmosferskim uvjetima i fotografiranje u različitim spektrima svjetlosti.

Cassini orbitalna stanica uz pomoć posebnih filtara može "vidjeti" Saturn i njegove mjesece na valnim duljinama koje su nedostupne ljudskom oku (takvi filtri pomažu stručnjacima otkriti kako točno atmosfera planeta reflektira i apsorbira određene valne duljine sunčeve svjetlosti). Osim toga, instrumenti na postaji mogu "osjetiti" magnetska polja i sitne čestice prašine koje ljudi nikada ne bi osjetili.

Veza. Stanica može odašiljati podatke i primati informacije putem antene s visokim pojačanjem od četiri metra (HGA) ili, u slučaju nužde, putem jedne od dvije antene s niskim pojačanjem (LGA). Sva tri instrumenta razvila je Talijanska svemirska agencija.

Glavna antena (HGA) također se koristi kao instrument za rukovanje radio signalima koji prolaze kroz atmosferu Titana, Saturna i prstenova planeta. Ovi se signali proučavaju kako bi se odredila veličina čestica prstena i atmosferski tlak plinovitog diva.

Motori. Postaja ima dva kompleta mlaznih motora: dva glavna za postizanje projektirane putanje i 16 rezervnih niskog potiska za orijentaciju sonde, male manevre i korekciju orbite. Zemljin izaslanik proveo je samo 1% vremena na putu do Saturna s upaljenim motorima.

Generatori. Prilikom izrade Cassinija odlučeno je da stanica neće raditi na solarnu energiju (zbog udaljenosti Saturna od naše zvijezde solarni paneli su neučinkoviti), već na bazi radioaktivnog plutonija-238. U tu svrhu razvijena su tri radioizotopna termoelektrična generatora koji su sadržavali 32 kg radioaktivnog plutonija. Stručnjaci su smatrali da bi takva rezerva goriva trebala biti dovoljna do kraja misije za manevre, kočenja, ulaske u orbite i osiguranje energije za instrumente.

Uređaji za izravnu i daljinsku detekciju. Ovi instrumenti su različiti spektrometri i radari koji mogu vršiti mjerenja s velikih udaljenosti. Oni mjere:

— električni naboji čestica;
— plazma i solarni vjetar u magnetosferi planeta;
— smjer, veličina i brzina kretanja zrnaca prašine u blizini plinovitog diva;
- infracrveni valovi koji izviru iz svemirskih tijela kako bi se saznala temperatura i sastav tih objekata;

— proučavati molekule Saturnove ionosfere;
— skenirajte površinu satelita plinovitog diva i modelirajte karte te površine, izmjerite visinu planina i kanjona na njoj pomoću radio signala.

Magnetometar. Stanica ima posebnu šipku koja se može izvući prema naprijed za 11 metara. Ovo je magnetometar. Dizajniran je za mjerenje magnetskog polja oko Saturna i sastavljanje 3-D karte magnetosfere planeta.

Računalo. Svi znanstveni instrumenti instalirani na postaji opremljeni su vlastitim mikroračunalima. Glavno računalo, GVSC 1750A, koje je razvio IBM, zaštićeno je od grešaka i kvarova višestupanjskim sustavom zaštite.

Orijentacijski sustav. Poput drevnih moreplovaca, svemirska sonda se kreće prema zvijezdama. U znak sjećanja na senzore stanice, NASA-in tim postavio je zvjezdanu kartu od pet tisuća zvijezda. Orijentacija u svemiru odvija se na sljedeći način: svake sekunde senzori snimaju najmanje deset širokokutnih fotografija zvjezdanog neba, uspoređuju ih s kartom pohranjenom u memoriji i određuju lokaciju uređaja u svemiru. Informacije o kretanju postaje ažuriraju se frekvencijom od 100 puta u sekundi.

Huygensov lender- zamisao Europske svemirske agencije. Bio je to uređaj širok 2,7 metara i težak oko 320 kilograma s debelim zaštitnim omotačem koji ga je spasio od pregrijavanja tijekom spuštanja na Titan.

Huygens je sastavljen od dva dijela: zaštitnog modula i modula za spuštanje. Zaštitni modul sastojao se od opreme odgovorne za odvajanje od Cassinija i toplinskog štita koji je sprječavao pregrijavanje pri ulasku u Titanovu atmosferu. Modul za spuštanje bio je opremljen s tri padobrana zadužena za spuštanje i nizom znanstvenih instrumenata:

HASI- instrument za mjerenje atmosfere. Uređaj je bio opremljen posebnim senzorima koji su u trenutku Huygensova spuštanja mjerili fizikalna i električna svojstva Titanove atmosfere;

DWE— uređaj za mjerenje brzine vjetra na površini Saturnova satelita;

DISR- uređaj za mjerenje ravnoteže (ili neravnoteže) zračenja Titanove guste atmosfere;

GCMS- uređaj je bio univerzalni plinski kemijski analizator koji je identificirao i mjerio kemikalije u Titanovoj atmosferi;

ACP— instrument je bio namijenjen za analizu čestica aerosola ekstrahiranih iz Titanove atmosfere;

SSP— skup senzora dizajniranih za određivanje fizičkih svojstava površine Titana na točki spuštanja. Ovi senzori određivali je li površina čvrsta ili tekuća.

Put do Saturna

Misija Cassini-Huygens lansirana je 15. listopada 1997. godine. Za lansiranje tako teškog uređaja u orbitu, podsjećamo da je njegova težina bila oko 6 tona, stručnjaci su koristili jedno od najmoćnijih lansirnih vozila u to vrijeme, Titan IVB.

Kako bi Zemljin izaslanik dobio traženi smjer leta i potrebnu početnu brzinu, između rakete i sonde postavljen je dodatni Centaurusov gornji stupanj.

Umjesto izravne rute do Saturna (u ovom slučaju, uređaj bi trebalo "napuniti" sa 68 tona dodatnog goriva - teret koji nijedna raketa na svijetu ne bi mogla podnijeti), odlučeno je utrti složeniju rutu za postaja: s dva gravitacijska manevra oko Venere 1998. i 1999., jedan u blizini Zemlje u kolovozu 1999. i drugi u blizini Jupitera 2000. godine. Svaki manevar dao je Cassiniju dodatno ubrzanje (zbog vlastitog gibanja planeta i gravitacijske privlačnosti), što je omogućilo uređaju da stigne do Saturna s gotovo nultom potrošnjom goriva. Jedini nedostatak ovakvog načina prijevoza je vrijeme, gravitacijskim manevrom znanstvenici su izgubili u prosjeku oko četiri godine, no to je mala cijena s obzirom na važnost misije.

Cassini je proveo gotovo cijelo putovanje do Saturna s isključenim instrumentima, oni su se "probudili" tek kada je uređaj proletio blizu planeta ili njihovih satelita kako bi snimio te objekte. Tijekom svog gravitacijskog manevra u blizini Jupitera, sonda je snimila oko 30.000 fotografija ovog planeta.

U siječnju 2004. NASA-in tim postupno je počeo izvlačiti uređaj iz stanja hibernacije, uključujući sve više instrumenata. Dok se približavao Saturnu, Cassini je napravio zapanjujuće slike planeta. Kamere su vidjele veličanstveni Saturn, čija je sjena ravnomjerno ležala na prstenovima planeta. Ovakvog "Gospodara prstenova" Zemljani nikada nisu vidjeli.

Cassini je stigao na svoje odredište 1. srpnja 2004. godine. Uređaj je skliznuo između dva tanka vanjska prstena F i G, a stanica je počela usporavati, uključio se jedan od njezinih glavnih motora koji je radio oko 100 minuta, potrošivši samo 850 kg goriva. Tijekom usporavanja, Cassini je bio raspoređen na takav način da je njegova glavna antena služila kao vrsta zaštite za krhke instrumente aparata od sitnih čestica prašine. Zabilježeno je oko 100 tisuća udaraca na tijelo postaje, no, srećom, nije došlo do ozbiljnijih sudara, a oprema je ostala neoštećena.

Kad se motor zaustavio, postalo je jasno da se san znanstvenika ostvario – uređaj je zdrav i zdrav završio u Saturnovoj orbiti. Sedmogodišnje putovanje do plinovitog diva završilo je, a postaja je počela istraživati ​​planet i njegove mjesece.

Titan i spuštanje modula Huygens

Cassini nije bio prva letjelica koja je posjetila Saturnov planetarni sustav (prije njega su to učinili Pioneer-11 i Voyagers), ali je bila prva koja je tamo boravila. Zbog toga je postaja sa sobom nosila jedinstvenu opremu - modul za spuštanje Huygens. Trebao je sletjeti na najveći Saturnov mjesec Titan i provesti niz istraživanja.

Cassinijev prvi susret s Titanom dogodio se dan nakon što je vozilo ušlo u orbitu oko Saturna. Bio je to nulti prelet na udaljenosti od gotovo 400.000 km od satelita, svojevrsno “izviđanje terena” ispred Huygensove grane. Istina, Cassini je počeo snimati Titan još u svibnju, kada se stanica tek približavala Gospodaru prstenova. Fotografiranje u infracrvenom području omogućilo je prepoznavanje nekih reljefnih detalja na satelitu prekrivenom zavjesom od gustih oblaka. Međutim, znanstvenici nisu uspjeli razumjeti što su svijetle i tamne mrlje na fotografijama. Bilo je nemoguće čak i razlučiti gdje su brda, a gdje udubine.

Još jedan, ovaj put bliži susret s divovskim satelitom dogodio se u listopadu, kada je Cassini završio svoju prvu orbitu oko Saturna. Ovo zbližavanje postalo je učinkovitije. Uređaj se približio Titanu na udaljenosti od 1200 km, što je 300 puta bliže nego kada se prvi put "upoznao" s objektom. Fotografije visoke rezolucije bile su jednostavno očaravajuće. Titan se pred znanstvenicima pojavio u punom sjaju. Stručnjaci su prvi put vidjeli što se nalazi ispod vela njegove guste atmosfere. Na fotografiji su se vidjeli reljefni detalji, mrlje veličine kontinenta, koje podsjećaju na površinu mora s uvalama i otocima. Ovo područje nazvano je Xanadu, a njegovo podrijetlo i zemljopis još uvijek ostaju misterij.

Na tom području s teškim terenom Huygens je trebao sletjeti. Kako bi spustio modul, Cassini se ponovno trebao približiti Titanu, ovaj put na udaljenost od nešto više od 2000 kilometara. 25. prosinca Huygens je "upucan" iz Cassinija, a 15. siječnja "sletio" je na površinu Saturnovog najvećeg satelita.

Lander je postao prvi objekt koji je napravio čovjek koji je napravio meko slijetanje u vanjskom dijelu Sunčevog sustava.
Tijekom spuštanja, koje je trajalo 21 dan, teren se počeo prepoznavati tek na visini od 74 km, a kada su stigle prve slike koje je modul napravio u trenutku slijetanja, znanstvenici su bili jako iznenađeni. Na primjer, na fotografiji su pronašli tamne odvodne kanale, što ukazuje da su rijeke metana nekad tekle u njih. Utvrđeno je da Titan ima velika mora, iako samo na polovima.

Modul je također mogao snimiti zvukove vjetra na Titanu, zahvaljujući mikrofonu instaliranom na brodu.

Ukupno je Huygens Cassiniju poslao više od 500 megabajta informacija; nažalost, većina podataka je izgubljena zbog kvara računalnog sustava.

Modul je radio na površini Titana 72 minute i 13 sekundi - toliko je Cassini primao signale od Huygensa, a zatim je orbitalna stanica nestala iza horizonta, a signali su prestali dolaziti.

Enceladus

Cassini je tijekom svoje misije uspio proučavati Saturnov šesti najveći mjesec, Enceladus, koji je privukao pozornost znanstvenika zbog nevjerojatnih gejzira čije su izbačene tvari postale glavni materijal za Saturnov prsten E. Ti mlazovi nastaju iz tzv. kriovulkani, ispuštajući vodu i hlapljive tvari umjesto lave. Cassini je identificirao više od 100 ovih gejzira, koji svake sekunde ispuštaju 200 kg vode u svemir. Dio se taloži na površini Enceladusa u obliku snijega, a dio "teče" u prsten E. Ovi gejziri pokazuju da je Enceladus geološki aktivan svijet, zagrijan iznutra. Budući da se zagrijavanje događa na dubini, a na površini ima leda, to znači da satelit mora imati naslage vode, koje se mogu nalaziti u podzemnom oceanu i imati dubinu od nekoliko desetaka kilometara.

Prisutnost oceana vode ispod površine može značiti da Enceladus ima sve što mu je potrebno za početak života.

Ostala Cassinijeva otkrića

Godine 2010. Uprava NASA-e objavila je da će, unatoč činjenici da je radni vijek uređaja skoro istekao, nastaviti raditi u Saturnovoj orbiti još sedam godina, do 2017. godine. Tijekom tog vremena postaja je otkrila mnoga otkrića.

1. Cassini je prikupio mnogo korisnih podataka o Titanu. Utvrdio je položaj naslaga ugljikovodika, otkrio da je vrijeme na Titanu prolazno, te da se najveći dio njegove površine sastoji od smrznute vode. Cassini je pomogao znanstvenicima da shvate da je Titan vrlo zanimljiv svijet za istraživanje s tankom atmosferom, naslagama tekućeg metana i, vjerojatno, prisutnošću tekuće vode.

2. Na drugim Saturnovim mjesecima Dioni i Rei Automatska stanica pronašla je tektonske formacije - litice i ledene grebene. Cassini je također otkrio na ova dva satelita razrijeđenu atmosferu koja se sastoji od ugljičnog dioksida i kisika.

3. Međuplanetarna postaja pomogla je znanstvenicima da objasne "dvoličan" učinak Japeta- treći po veličini satelit Saturna i otkrio je na svojoj površini neobičan planinski lanac visok više od 13 km i širok 20 km, koji okružuje satelit na gotovo 1300 km.

Ovaj satelit dugo je proganjao astronome. Znanstvenici su pokušali shvatiti razloge zašto je jedan pol Japeta crn, a drugi bijeli. Cassini je podigao veo tajne. Ispostavilo se da su takve razlike u boji nastale zbog prašine. Meteoriti koji padnu na površinu udaljenih Saturnovih satelita odatle ga "izbace" i on se smjesti na vodeću polutku Japeta, odnosno na polutku s kojom se kreće naprijed u svojoj orbiti. Područja prekrivena prašinom zagrijavaju se više od susjednih područja, a led iz njih isparava i kondenzira se tamo gdje je površinska temperatura niža: na stražnjoj strani iu cirkumpolarnim područjima.

Cassinijevo veliko finale

NASA-in tim pripremio je vrlo uzbudljiv završetak misije Cassini. Nakon 20 godina rada uređaj će izgorjeti u Saturnovoj atmosferi. To će se dogoditi, prema znanstvenicima, 15. rujna 2017. godine. Ovaj završetak stručnjaci su namjerno odabrali. Činjenica je da kada Cassini ostane bez svog goriva, njegova orbita će postati sve manje predvidljiva, što znači da će postojati rizik da se sonda sudari s jednim od dva divovska satelita - Enceladusom ili Titanom, i donese žive ljude na njihove organizme. A kao što znamo, ova dva objekta su vrlo aktivni geološki svjetovi koji mogu imati sve potrebne uvjete za razvoj zemaljskog života.

26. travnja 2017. međuplanetarna postaja počela je izvoditi niz od 22 orbite između Saturna i njegovih prstenova, postupno se približavajući gornjoj atmosferi plinovitog diva. U satu svog posljednjeg preleta, letjelica će uroniti u Saturn, pokušavajući zadržati svoju antenu usmjerenu prema Zemlji dok odašilje svoju posljednju poruku. Tada će putovanje završiti, a Cassini će postati dio plinovitog diva: postaja će se raspasti u krhotine i izgorjeti.

U vrijeme pisanja ovog teksta Cassini je prešao ukupno 7,9 milijardi kilometara i uspio prenijeti 635 gigabajta podataka.

Pronašli ste grešku? Odaberite dio teksta i kliknite Ctrl+Enter.

15. rujna 2017 u 04:55 PDT (11:55 UTC) Zemlja je prestala čuti signal s radio odašiljača Cassini. Nakon gotovo dvadesetogodišnjeg leta i rada više od 13 godina u Saturnovom sustavu, američka letjelica ušla je u atmosferu planeta, prenoseći jedinstvene znanstvene podatke do posljednje sekunde.

Cassini je lansiran 15. listopada 1997. i ušao je u orbitu oko Saturna 1. srpnja 2004. Tijekom 13 godina napravio je 293 kruga oko planeta i napravio 162 bliska preleta njegovih mjeseca. Uređaj je mapirao njihove površine i mjerio njihov kemijski sastav, pratio razvoj sezonskih procesa na Saturnu i Titanu i proučavao prstenove planeta, njegovu magnetosferu, nabijene čestice i valove u kozmičkoj plazmi.

Kratak osvrt na Cassinijevu orbitalnu "turneju", koja je trajala devet godina dulje od prvobitno planiranog i sastojala se od nekoliko uzastopnih misija, napravljena je u NK br.7, 2017.

"Veliko finale" Cassinijevog dvadesetogodišnjeg putovanja planirano je sedam godina prije nego što se dogodilo. Odluka da se uređaj pošalje u atmosferu Saturna uslijedila je zbog straha od kontaminacije mjeseca planeta zemaljskim mikroorganizmima - posebno Enceladusa s njegovim subglacijalnim oceanom iz kojeg izbijaju polarni gejziri. Susret s predstavnicima zemljine biosfere, koji bi mogli preživjeti u održivom stanju na strukturnim elementima letjelice, iskrivio bi izgled lokalnog života, ako ga ima.

Zadnjih pet mjeseci

Posljednja faza ekspedicije započela je tijekom programa letenja Cassinija S99, koji je započeo 11. travnja. Od 25. svibnja do 9. srpnja uvježbavana je zapovjedna sekvenca S100, a od 10. srpnja do kraja - S101, koja je uključivala 10.657 pojedinačnih zapovijedi.

22. travnja 2017. dogodio se posljednji ciljni prelet Titana s gravitacijskim manevrom, uslijed čega se najniža točka orbite letjelice pomaknula ispod sustava prstena. Sada je uređaj morao napraviti 22 orbite s nagibom od 62,4° do 61,7° s periodom od 6,4-6,5 dana, svaki put prolazeći na periapsi između vidljive površine i Saturnovih prstenova i udaljavajući se otprilike 1,27 milijuna km od Saturna. planet u apocentru.

Prvi "zaron" dogodio se 26. travnja na 271. orbiti, kada je Cassini letio na visini od 2800 km iznad vrhova oblaka planeta maksimalnom brzinom od 33,957 km/s. Područje ispod prstenova pokazalo se praktički bez prašine - RPWS uređaj za snimanje radijskih i plazma valova zabilježio je samo nekoliko čestica veličine 1 µm i manje. To je potaknulo nadu u uspjeh svih kasnijih preleta i provedbu znanstvenog programa koji je uključivao mapiranje gravitacijskog i magnetskog polja planeta, fotografiranje i ispitivanje Saturnovih prstenova i površine s minimalne udaljenosti te izravna mjerenja sastav gornje atmosfere.

Od 17 prvih letova najniži je bio 15. svibnja na visini od 2660 km, a najviši 28. svibnja na visini od 3900 km iznad Saturnovih oblaka. To je također postao najdublji prodor svemirske letjelice u unutarnji prsten D. Da bi promijenio visinu periapsisa između pojedinačnih orbita, Titan 23. svibnja preleti na udaljenosti od 118.000 km i 10. srpnja na udaljenosti od 264.000 km, također kao dvije male korekcije, korištene su. Dana 10. svibnja izveden je manevar OTM-471 s prirastom brzine od samo 21 mm/s uključivanjem motora na 14 sekundi. Posljednja korekcija OTM-472 bila je značajnija - 15. srpnja motori su radili 153,125 sekundi i promijenili brzinu letjelice na 143,64 mm/s.

11. kolovoza Cassini je prošao 195.000 km od Titana, zbog čega se visina pericentra letjelice smanjila za 1.200 km. Stoga je u posljednjih pet letova letjelica “udarala” uz sam rub atmosfere na visini od 1710 km do 1630 km, a za održavanje orijentacije nisu korišteni zamašnjaci, već pogonski motori s niskim potiskom. Točna visina svakog raspona nije objavljena; Znamo samo da je treći od njih bio rekordno nizak 27. kolovoza. Ovih pet orbita služilo je kao proba za Cassinijev konačni ulazak u atmosferu.

Prilikom prelaska ravnine prstenova pri brzinama od 33,6 km/s do 35,0 km/s, Cassini je u pravilu usmjeravao svoju visoko usmjerenu antenu prema naprijed duž vektora brzine kako bi zaštitio "osjetljivije" dijelove od čestica prašine. Međutim, prilikom "ronjenja" u D prsten na 276. i 277. orbiti, bilo je malo prašine, a na 281. je odlučeno da se to ne čini; uređaj je sigurno prošao kroz najniži dio prstena i nije oštećen. Cassini je većinu svojih letova izveo u autonomnom načinu rada s naknadnim "izvještavanjem" o rezultatima, ali na orbitama 273, 274, 275, 278, 280 i 284 odašiljao je izravno na Zemlju dok je prelazio ravninu prstenova.

Već u svom prvom preletu kamera ISS-a snimila je Saturn u rezoluciji 10 puta boljoj nego u prethodnih 13 godina. Fotografiranje planeta, prstenova i satelita te njihovo sondiranje VIMS, CIRS i UVIS spektrometrima u različitim kombinacijama provedeno je na svim sljedećim orbitama. U prstenovima su posebno zanimljivi različiti rubni efekti, smetnje i male nestabilnosti, poznati pod kodnim nazivom „propeleri“. Ime su dobili po velikim pilotima 20. stoljeća - Bleriot, Santos-Dumont, Earhart.

Od satelita su najčešće promatrani Titan i Enceladus, posebno njegova južna polarna regija s gejzirima, no bilo je vremena za fotografiranje Dione na 280. orbiti i za vrlo male satelite. Sićušni Bebhionn - dvostruki objekt promjera samo 6 km, koji se proteže u apocentru 25 milijuna km od Saturna - snimljen je na orbitama 272, 273, 276, 280 i 282. Dvostruko veći Kiviuk od 14 kilometara, koji je također sumnja se na binarnu prirodu, fotografirano 28. srpnja, 9. i 16. kolovoza, a Trümr 23. kolovoza i 3.–4. rujna. Osim toga, 6. lipnja provedena je spektrometrija zvijezde ε Orionis tijekom pomrčine njezinog satelita Tethys (Tethys).

Kamera ISS-a je 10. i 16. kolovoza promatrala Neptun na nebu u blizini Kiviuka. To je značilo da je Cassini uspio snimiti osam od devet planeta (uključujući Pluton, ali isključujući Merkur).

Radiokompleks je korišten za određivanje karakteristika Saturnovog gravitacijskog polja i za osvjetljavanje prstenova, a CDA analizator kozmičke prašine pokušao je "uhvatiti" njihovu materiju. Uređaj RADAR skenirao ih je s rezolucijom od 4 km do 100 m na 276. i 277. orbiti, a proučavao je i atmosferu Saturna: na 288. orbiti u pasivnom načinu, a na 290. i 292. u aktivnom načinu. Znanstvenike su zanimale koncentracije amonijaka u atmosferi ispod sloja oblaka amonijaka kao dokaz Saturnovog vremena.

292. orbita, također 22. u seriji Grand Finale, započela je prolaskom apocentra 5. rujna u 18:47 UTC vrijeme na brodu. 9. rujna u 00:09-00:14 uređaj je sekvencijalno prošao ravninu prstenova i pericentar orbite i 13 sati kasnije počeo slati primljene informacije na Zemlju. 11. rujna, pred kraj svoje orbite, Cassini je doživio privlačnost Titana. Let je bio jedan od dalekih - u 19:04 UTC uređaj je prošao 119.049 km iznad površine satelita - ali je gravitacijski utjecaj Titana smanjio brzinu letjelice za 29 m/s, zbog čega je pericentar orbite uronio u atmosferu Saturna.

Započela je 293. orbita 12. rujna u 05:27 UTC vrijeme na brodu. Tijekom posljednja dva dana, svemirska letjelica je snimila Titan i Enceladus, koji se nalazi iza Saturnovog sjevernog horizonta, planet i pojedinačne značajke njegovih prstenova, uključujući zbijanje kodnog naziva Peggy na vanjskom rubu A prstena, koji bi mogao predstavljaju formirajući mali satelit. Konačno, VIMS spektrometar i drugi optički instrumenti promatrali su područje nadolazećeg pada Cassinija. Zadnja fotografija je snimljena 14. rujna u 19:58 UTC.

U 21:45 UTC, prema vremenu kada je signal stigao na Zemlju, što je odgovaralo 20:22 vremenu na brodu, započela je posljednja komunikacijska sesija od 14,5 sati. Cassini je prenosio informacije na frekvenciji od 8,43 GHz brzinom od 66.360 bps, oslobađajući svoj solid-state uređaj za pohranu snimljenih podataka unutar 11 sati. Signal svemirske letjelice stigao je do stanice Long-Distance Network u Goldstoneu s razinom snage od -128,06 dB, odnosno 1,56,10-19 W. Najnovije fotografije su prihvaćene i odmah objavljene u sirovom obliku na web stranici projekta Cassini.

Kada završite s resetiranjem podataka, 15. rujna u 07:14 sati na brodu, letjelica je započela petominutno okretanje do takvog položaja da je maseni spektrometar iona i neutralnih atoma INMS bio smješten na prednjem dijelu letjelice u smjeru leta i mogao je izravno mjeriti sastav gornjoj atmosferi Saturna i njegovim promjenama visine. Na Zemlji je palicu preuzela 70-metarska antena DSS-43 u blizini Canberre, sposobna podržati prijem pri brzini od 124.426 bps. Cassini je, međutim, odmah rekonfigurirao ploču tako da su u posljednja tri i pol sata znanstvene informacije poslane na Zemlju brzinom od 27.650 bps u gotovo stvarnom vremenu - samo nekoliko sekundi nakon što su primljene na ploču. Prijenos se odvijao u X- i S-pojasu s prijemom na 70-metarskoj i, uz rezervaciju, na jednoj od 34-metarskih antena u Australiji. Uz to, Dopplerova promatranja provela je postaja New Norcia Europske svemirske agencije.

Upute uređaju za završnu fazu leta bile su jednostavne. Cassini prilazi planetu sa sjeverne hemisfere. Ulazna točka u atmosferu je na dnevnoj strani, 10° sjeverno od ekvatora. Uređaj mora provoditi mjerenja s osam od 12 instrumenata (INMS maseni spektrometar, CIRS i UVIS spektrometri, magnetosferski i plazma instrumenti MIMI, RPWS, MAG, CDA senzor kozmičke prašine i visokostabilni radiokompleksni generator) i slati podatke do posljednjeg. Ovu priliku će pružiti ugrađeni raketni motori na tekuće pogonsko gorivo s potiskom od 0,5 N, koji podržavaju orijentaciju visoko usmjerene antene prema Zemlji unutar ±0,1° od specificirane zbog izdavanja kratkih impulsa.

Balističari su predvidjeli da će Cassini osjetiti učinke Saturnove tanke gornje atmosfere na visini od 1915 km iznad vrhova oblaka i iznad razine tlaka od 1 atm. Kao i sve takve granice, ona je bila u određenoj mjeri uvjetna. Kada letite izvan atmosfere, dovoljno je da se motori upale jednom svakih nekoliko minuta, kompenzirajući samo mali moment okretanja iz gravitacijskog polja planeta. S povećanjem gustoće plinskog omotača i tlaka brzine, okretni moment i radna frekvencija trebali bi se povećati. Kao uvjetna ulazna točka uzet je trenutak kada radni ciklus - udio vremena tijekom kojeg rade raketni motori na tekuće pogonsko gorivo - dosegne 10%.

Kako bi se nosili s utjecajem atmosfere na izbočene elemente Cassinijeve strukture, ponajprije 11-metarsku granu magnetometra, raketni motori na tekuće pogonsko gorivo postupno će povećavati radni ciklus s 10 % na 100 %. Ova faza će trajati oko minutu, tijekom koje će se zemaljsko vozilo spustiti duž blage putanje do oznake od 1500 km. Ovdje će uznemirujući momenti nadolazećeg toka postati jači od stabilizirajućih impulsa motora koji neprekidno rade. Uređaj će se početi okretati, prelazeći u nekontrolirani salto, a Zemlja će se odmaknuti od osi svoje antene. Za sljedećih tridesetak sekundi sonda će se početi urušavati, a nekoliko minuta kasnije atmosfera planeta će apsorbirati njezine ostatke.

Posljednja objavljena prognoza bila je da će Cassini započeti ponovni ulazak 15. rujna u 03:31 PDT (10:31 UTC) po vremenu na brodu i izgubiti orijentaciju minutu kasnije. 83 minute i 27 sekundi nakon toga, u 04:55:16 PDT (11:55:16 UTC), posljednji signal iz svemirske letjelice će stići do Zemlje i ona više neće čuti Cassinija.

Općenito, ovo predviđanje se obistinilo: uređaj je bio u stanju izdržati atmosferu Saturna 91 sekundu, au zadnjih 20 sekundi motori su radili sa 100 % svojih mogućnosti. Korisni signal u X-pojasu sa znanstvenim informacijama prekinut je u 11:55:39, a u S-pojasu u 11:55:47. Prema telemetrijskim podacima, bilo je jasno da se u ovih zadnjih 8 sekundi Cassini počeo polako okretati unatrag. Tada je iz primljenog signala na Zemlji nestala telemetrija i ostala je samo nosiva frekvencija, no nakon 24 sekunde i ona je prestala stizati. Ukopavši se u atmosferu Saturna na visini od 1391 km pri brzini od 34,449 km/s, zemaljski aparat je prestao postojati.

"Ovo je posljednje poglavlje nevjerojatne misije, ali također i novi početak", rekao je dr. Thomas Zurbuchen, pridruženi administrator NASA-e. “Cassinijevo otkriće oceanskih svjetova na Titanu i Enceladusu sve je promijenilo i do temelja uzdrmalo naše razumijevanje nevjerojatnih mjesta za traženje života izvan Zemlje.”

"Cassini nas je možda napustio, ali njegovi znanstveni darovi zaokupit će nas još mnogo godina", rekla je znanstvenica JPL projekta dr. Linda J. Spilker. "Samo smo zagrebali po površini onoga što možemo naučiti iz brda podataka koje nam je slao tijekom svog života."

"Upravljački tim Cassinija obavio je apsolutno sjajan posao dovodeći svemirsku letjelicu do kraja", rekao je voditelj projekta Earl H. Maize. "Od dizajniranja putanje prije sedam godina do navigacije u 22 skoka između Saturna i njegovih prstenova koji zaustavljaju srce, ova fantastična skupina znanstvenika i inženjera smislila je prikladan završetak sjajnog projekta."

Tijekom 20 godina leta, Cassini je prešao 7,9 milijardi km, primio i izvršio 2,5 milijuna naredbi u sklopu 101 faze letačkog programa, izveo 360 manevara i korekcija*, otkrio šest Saturnovih satelita, snimio i poslao 453.048 slika na Zemlju, te ukupno 635 GB znanstvenih informacija, na temelju kojih je do kraja ekspedicije objavljeno 3948 znanstvenih članaka.