Cassini 1997-2017: nebeidzamu atklājumu ceļojums, cerība uz dzīvību noslēpumainā okeānā vairāk nekā miljarda km attālumā
Šodien ap plkst. 17.30 pēc IST NASA kosmosa kuģis Cassini tiks saspiests planētas pēdējā apskāviena spiediena un temperatūras ietekmē, kopš tā ierašanās Saturna pasaulē pirms 13 gadiem. Cilvēces milzu starpplanētu lēciens ir pavēris durvis dažiem no lielākajiem astronomijas atklājumiem.
Saturns, kā to redzējis Cassini (NASA) 1997. gadā NASA atzīmēja savu atgriešanos uz Sarkanās planētas ar perfektu Marsa ceļa meklētāja misijas nosēšanos. Mars Pathfinder bija ļoti taupīga misija, kas maksāja mazāk nekā Waterworld, Kevina Kostnera filma divus gadus iepriekš. Taču 1997. gadā tika uzsākta arī daudz lielāka misija, kas ir vairāk nekā 10 reizes dārgāka un tika izstrādāta apmēram desmit gadus — bez lielas preses vai publiskas fanfaras.
Cassini Huygens, NASA vadošā misija sadarbībā ar Eiropas Kosmosa aģentūru, devās uz Saturnu, lai izpētītu planētu un tās pavadoņus. Vairāki Voyager-1 un Voyager-2 un Pioneer lidojumi bija atgriezuši pietiekami daudz interesantu datu, lai pārliecinātu NASA vadīto kosmosa aģentūru konsorciju, ka ir pienācis laiks lielai misijai uz Saturnu. Tā kā Saturns atrodas tik tālu, misiju darbinātu ar plutoniju darbināms radioaktīvais siltuma ģenerators. Misijai nepieciešamā elektriskā jauda būtu mazāka nekā istabas gaisa kondicionētājam un vienāda ar astoņām 100 vatu spuldzēm. Cassini nēsās zondi Huygens, kas mēģinātu nolaisties uz viena no Saules sistēmas interesantākajiem un Zemei līdzīgākajiem pavadoņiem Titāna.
Cassini devās pa gleznaino maršrutu uz Saturnu — tā lidoja gar Venēru, Zemi un Jupiteru, ceļojot 2 miljardus jūdžu, lai septiņu gadu laikā sasniegtu galamērķi. Kamēr Cassini bija gatavs orbitālai ievietošanai ap Saturnu, NASA nākamās paaudzes Marsa roveri Spirit un Opportunity jau atradās uz zemes.
***
Zemei un Marsam ir līdzības - abas ir zemes planētas, kas izgatavotas no silikātiem, un abām ir virszemes ūdens. Bet Saturns ir pilnīgi atšķirīgs.
Iedomājieties, ka nolaižaties uz Saturna — nav cietas virsmas, pa kuru staigāt. Saturnam ir metālisks kodols, kas pārklāts ar metālisku un šķidru ūdeņradi. Tas sastāv no gāzes un teorētiski varētu peldēt uz ūdens — Saturna blīvums ir par 30% mazāks nekā ūdens blīvums. Lai gan planēta ir aptuveni 700 reizes lielāka par Zemi, tās blīvums ir viena astotā daļa no Zemes blīvuma.
Vai jums ir garlaicīgi skatīties uz Zemes tikai vienu Mēnesi? Uz Saturna ir 62. Lielākais no tiem, Titāns, ir lielāks par planētu Merkurs.
Ja jūs domājāt, ka viesuļvētra Irma ir slikta, padomājiet par to: vētras uz Saturna ir aptuveni 10 reizes spēcīgākas ar ātrumu 1200 jūdzes stundā un ilgst no gadiem līdz gadu desmitiem.
Vai baidāties no zibens uz Zemes? Vētras uz Saturna dažreiz zibens ik pēc 1/10 sekundes.
Vai jūtaties vecs uz Zemes? Gads uz Saturna ir 29 Zemes gadi!
***
Tātad, kādi bija Cassini zinātnes sasniegumi tās 14 gadu misijas laikā? Kosmosa kuģis veica aptuveni 300 orbītas ap Saturnu, tostarp vairāk nekā 150 tā pavadoņu aplidojumus; tā atklāja sešus jaunus pavadoņus un divus pazemes okeānus uz dažādiem pavadoņiem. Tāpat kā uz Zemes, arī uz Saturna ir četri gadalaiki; Cassini varēja izmēģināt trīs no tiem.
dianna williams vecums
Huygens zondei bija daudz instrumentu, tā bija paredzēta, lai iekļūtu Saturna atmosfērā un izdzīvotu aptuveni 3 stundu ilgajā nolaišanās laikā, kā arī izdzīvotu pēc nosēšanās okeānā. Tas veiksmīgi nolaidās uz Titāna, līdz šim vistālāk esošā ķermeņa, uz kura NASA ir nolaidusi kosmosa kuģi.
Tāpat kā Zemes, arī Titāna atmosfērā galvenokārt ir slāpeklis ar metāna pēdām. Tā kā Zemes metānam ir biogēni avoti, jautājums ir par to, vai metāns uz Titāna ir saistīts ar dzīvību. Huygens zonde atklāja aizraujošu pasauli uz Titāna — temperatūru aptuveni –180C jeb aukstāku nekā Antarktīdā, un atmosfēras spiedienu par aptuveni 50% augstāku nekā uz Zemes virsmas. Metāns atrodas vairāk tuvu virsmai, un, iespējams, ir šķidra metāna avots, kas atrodas tuvu virsmai.
Vulkāna attēls uz Zemes rada karstas vulkāniskās magmas un gāzu attēlus; iedomājieties aukstu vulkānu. Cassini-Huygens zonde atklāja pārliecinošus kriovulkānisma pierādījumus - vulkānu, kurā ūdens ledus un ogļūdeņražu maisījums tiek izspiests Titāna biezajā atmosfērā. Faktiski tagad tiek uzskatīts, ka kriovulkānisms ir diezgan izplatīts ārējo planētu satelītos.
***
Kur Saules sistēmā jūs atrastu dzīvību? Tas, iespējams, ir lielākais Cassini atklājums. Kosmosa kuģa dati liecina, ka zem Saturna pavadoņa Enceladus ledainās garozas atrodas liels okeāns, kas ir dziļāks par Kluso okeānu. Vietām garoza ir tikai aptuveni jūdzi bieza. Vēl vairāk ir tas, ka Enceladus iekšienē, iespējams, ir siltuma avots, kas liek ūdenim no okeāna izplūst virspusē. Enceladus okeāns ir tumšs un astoņas reizes dziļāks par vidējo Klusā okeāna dziļumu.
Šī ekoloģiskā vide ir šausmīgi līdzīga Zemei, un uz Zemes šāds biotops atbalsta dzīvību. Lielākā daļa Zemes okeānu ir tumši — afotiskā zona, kur saules gaisma nesūcas, sākas tikai kilometra attālumā no virsmas, savukārt okeāni vietām var būt pat 11 km dziļumā, piemēram, Marianas tranšejā. Uz Zemes ir siltuma avoti, kas izraisa vulkānisku vai hidrotermisku aktivitāti okeāna dibenā. Kādreiz tika uzskatīts, ka šīs hidrotermālās atveres ir neviesmīlīgas dzīvībai: kurš organisms galu galā dzīvotu ledus aukstos ūdeņos, piķa tumsā, augstā okeāna dibena spiedienā, sēram bagātos skābos apstākļos? Tomēr jaunākie NASA finansētie pētījumi liecina, ka zemūdens vulkānu atverēs uzplaukst dzīvība. Tā kā nav gaismas, daži no mikroskopiskajiem organismiem ir ķīmiski autotrofi, kas nozīmē, ka tie iegūst enerģiju ķīmiskās reakcijās — atšķirībā no Zemes virsmas organismiem, kas ir fotoautotrofi (enerģiju iegūst no gaismas).
***Miljarda dolāru jautājums ir šāds: ja dzīvība ir atrodama hidrotermālās atverēs zem okeāniem uz Zemes, vai dzīvība slēpjas Enceladus masīvā pazemes okeāna tumšajos dziļumos? Ja jā, kādi ir šo dzīvības formu atribūti? Vai tie ir mikroskopiski? Vai tie ir ķīmiski autotrofi? Cerams, ka turpmākajās desmitgadēs Cassini veiktā papildu misija sniegs atbildes.
DZĪVE ĀRPUS ŠĪS PASAULES (Avots: NASA)
1997. gada 15. oktobris, pacelšana: Titan IVB/Centaur pacēlās ar Cassini orbiteru un ESA Huygens zondi uz klāja.
1998. gada 25. aprīlis, pirmā Veneras pārlidojums: Cassini-Huygens lidoja garām Venērai, dodoties 176 jūdzes (284 km) attālumā no Venēras virsmas. Gravitācijas palīdzība kosmosa kuģi paātrināja par aptuveni 7 km/s, lai palīdzētu tam sasniegt Saturnu
1999. gada 24. jūnijs, Otrā Venēras pārlidojums: Pēc kārtējā ceļojuma ap Sauli Kasīni-Haigens veica otro lidojumu garām Venērai, lai iegūtu vēl vienu gravitācijas palīdzību, šoreiz 600 km attālumā no planētas.
1999. gada 17. augusts, Zemes un Mēness lidojums: Gandrīz 2 gadus pēc palaišanas Cassini-Huygens lidoja 1100 km attālumā no Zemes, palielinot ātrumu par 5,5 km/s.
1999. gada decembris–2000. gada aprīlis, caur asteroīdu joslu: Cassini-Huygens kļuva par septīto kosmosa kuģi, kas jebkad ir panācis sarunas par jostu
2000. gada 29. decembris, Jupitera izpēte: Cassini-Huygens vistuvāk pietuvojās Jupiteram 10 miljonu km attālumā 30. decembrī, kopā ar Galileo kosmosa kuģi, kas jau riņķo ap Jupiteru, sniedzot unikālu ieskatu Jovijas sistēmā.
2002. gada 31. oktobris, kamera pārbaudīta kārtībā: Cassini uzņēma Saturna attēlu kameras pārbaudes laikā 20 mēnešus pirms planētas sasniegšanas. Toreiz tas atradās 285 miljonu km attālumā no Saturna, kas ir gandrīz divreiz lielāks attālums starp Zemi un Sauli
2004. gada 7. aprīlis, Saturna vētru vērošana: Trīs mēnešus pēc ierašanās Saturnā Cassini novēroja divas vētras, kas saplūst lielākā vētrā — tikai otro reizi šī parādība tika novērota uz Saturna
2004. gada 31. maijs, divi jauni mēneši: Cassini atklāja divus iepriekš nezināmus pavadoņus — Metonu un Palēnu, kuru diametrs ir 3 un 5 km, palielinot zināmo Saturna pavadoņu skaitu līdz 60. Tam vajadzēja palielināties.
2004. gada 10. jūnijs, pirmais, Fēbe: Fēbe bija pirmais no daudzajiem Cassini mēness aplidojumiem. Kosmosa kuģis lidoja 2000 km attālumā no tumšā mēness, 1000 reižu tuvāk nekā Voyager-2, kas 1981. gadā sasniedza 2,2 miljonus km attālumā no Fēbes.
2004. gada 30. jūnijs, Saturna orbītas ievietošana: Cassini, kurā joprojām atradās Huygens zonde, kļuva par pirmo kosmosa kuģi, kas riņķojis orbītā ap Saturnu
2004. gada 24. oktobris, pirmā tikšanās ar Titānu: Kosmosa kuģis raidīja atpakaļ informāciju un attēlus pēc tam, kad sekmīgi bija pārmeklējis Saturna pavadoņa Titāna miglaino atmosfēru no 1200 km virs Titāna virsmas.
2004. gada 23. decembris, Huygens zonde atdalās: Zonde Huygens atdalījās no Cassini orbītas, lai sāktu trīs nedēļu ceļojumu uz Titānu
2005. gada 13. janvāris, nolaišanās uz Titānu: Huigenss nolaidās uz Titāna — pirmās un vienīgās pasaules ārējās Saules sistēmas. Nolaišanās ilga divas stundas un 27 minūtes, un ar akumulatoru darbināmā zonde uz Titāna virsmas nodzīvoja vēl 72 minūtes un pārraidīja iespaidīgus attēlus, kas atklāja meteoroloģiju un ģeoloģiju, kas bija ārkārtīgi līdzīga Zemei.
2006. gada 8. marts, Šķidrais ūdens uz Mēness: Zinātnieki paziņoja par pierādījumiem par šķidrā ūdens rezervuāriem, kas baro milzīgu tvaiku mākoni virs Encelādas, neliela Saturna pavadoņa, dienvidu polārajiem apgabaliem. Februāra sākumā Cassini bija atklājis kaut ko līdzīgu atmosfēru Enceladus.
2008. gada 31. maijs, galvenā misija beigusies: Četru gadu laikā Saturnā Cassini atklāja daudz jaunu zināšanu par planētu, tās gredzeniem un pavadoņiem
2010. gada 2. februāris, misija pagarināta līdz 2017. gadam: Pagarinājums ļāva Cassini novērot sezonālās izmaiņas Saturna sistēmā gandrīz pusē no planētas 30 gadu orbītas ap Sauli
2011. gada 21. jūnijs, Encelādas apslēptais okeāns: Cassini atrada vairāk pierādījumu par liela mēroga sālsūdens rezervuāru zem Enceladus ledainās garozas
2012. gada 1. marts, mājiens par svaigu gaisu Dionē: Cassini smēla molekulāros skābekļa jonus ap Saturna pavadoni Dionu. Joni ir reti — viens ik pēc 11 kubikcm
2014. gada 5. marts, 100. titāna pārlidojums: Katrs garāmlidojums sniedza nedaudz vairāk zināšanu par Titānu un tā pārsteidzošajām līdzībām ar Zemi. Titāns patiešām ir agrīnā Zeme, kas atrodas dziļā sasalumā
2014. gada 27. jūlijs, 101 geizers Enceladā: 101 atšķirīgs geizers liecināja, ka šķidram ūdenim no Mēness pazemes jūras var nokļūt līdz pat virsmai
Apr 12, 2017, Enerģija dzīvei? Zinātnieki paziņoja par ūdeņraža gāzes norādi, kas potenciāli varētu nodrošināt dzīvības ķīmisko enerģijas avotu Enceladus zemūdens okeānā.
2017. gada 23. aprīlis, Final Titan lidošana garām: Cassini 127. un pēdējā piegājienā pabrauca 979 km virs Titāna virsmas
2017. gada 26. aprīlī lielais fināls: Cassini paziņoja par savas vēsturiskās misijas beigas ar 22 drosmīgām cilpām cauri spraugai starp Saturnu un tā visdziļāko gredzenu, pienākot tuvāk nekā jebkad agrāk un šajā procesā izpētot pilnīgi jaunu Saturna pasauli.
2017. gada 15. septembris, lielais fināls: Mēneša laikā pēc 20 gadiem kosmosā Cassini veiks savu pēdējo ienirt Saturna atmosfērā. Tas tiks sasmalcināts un iztvaicēts Saturna pēdējā apskāviena spiediena un temperatūras ietekmē.
Dalieties Ar Draugiem:
