25 éves küldetés, a Szaturnusz feltérképezése

Huszonöt évvel ezelőtt, 1997-ben indult el küldetésére a floridai Cape Canaveral űrrepülőtérről a Cassini-Huygens űrszonda, hogy hétévi utazás és 3,5 milliárd kilométer megtétele után szemügyre vegye a Naprendszer hatodik (és második legnagyobb) bolygóját, a Szaturnuszt, a szonda leszállóegysége pedig landoljon az óriásbolygó legnagyobb legnagyobb holdja, a Titán felszínén.

Az űrkutatás történetének egyik legnagyobb szabású, 3,26 milliárd dollár költségvetésű programja a NASA irányításával, az Európai Űrügynökség (ESA) és az Olasz Űrügynökség (ASI) együttműködésében zajlott. Az egy évtizedes előkészítő munkában 27 ország, köztük Magyarország szakértői, tudósai vettek részt, a Huygens műszerei közül a fedélzeti magnetométert (MAG), a plazma spektrométer (CAPS) földi ellenőrző berendezéseit és a kalibráló rendszereket az MTA Részecske- és Magfizikai Kutatóintézetében (a mai Wigner Fizikai Kutatóközpont Részecske- és Magfizikai Intézetében) tervezték.

A kitűzött tudományos cél a gyűrűk háromdimenziós szerkezetének és dinamikus viselkedésének, a holdak felszíni összetételének és geológiai múltjának meghatározása, a magnetoszféra viselkedésének és háromdimenziós szerkezetének mérése, a Szaturnusz légkörének vizsgálata volt.

Az 5712 kilogrammos Cassini 366 kilogramm tömegű tudományos műszert, valamint a 320 kilogrammos Huygenst vitte magával.

A szonda Giovanni Domenico Cassini olasz–francia, a Titánra leszálló egység Christiaan Huygens holland csillagászról kapta a nevét. Előbbi fedezte fel a 17. században a legnagyobb rést a Szaturnusz gyűrűjében (Cassini-rés), utóbbi a Titán hold felfedezése mellett 1659-ben elsőként jött rá, hogy a Galilei által mellékbolygóknak hitt alakzatok valójában a bolygó gyűrűi.

A Cassini hat év és 261 nap alatt „kerülő úton”, úgynevezett hintamanőverekkel, a Vénusz, a Föld–Hold páros és a Jupiter gravitációs lendítését kihasználva jutott el a Szaturnuszhoz. Az űrszonda 2004. július 1-jén állt pályára, vizsgálni és fotózni kezdte a 120 600 kilométeres átmérőjű égitestet (összehasonlításul: a Föld átmérője 12 756 kilométer).

A küldetés második szakasza 2004. december 25-én a Huygens leszállóegység leválásával kezdődött, amely 2005. január 14-én a Földtől legtávolabbi landolást hajtotta végre, ejtőernyővel ereszkedett le a Titán addig teljesen ismeretlen felszínére. (A Titán az egyetlen olyan hold a Naprendszerben, amely még a földiénél is sűrűbb légkörrel veszi körül magát, ráadásul atmoszférája nitrogénban dús, felszínén az átlaghőmérséklet mínusz 180 Celsius fok.)

Az űrszonda a Titánon a földihez hasonló felszíni képződményeket talált: folyómedreket, erózió pusztításának nyomait, habár ott víz helyett metántartalmú csapadék esik, folyókat, tavakat és tengereket is létrehozva. Fontos észlelése volt az élet lehetőségének felfedezése a Szaturnusz rendszerében.

A rendkívüli jelentőségű tudományos adatok mellett arra is fény derült, hogy a Szaturnusz felett is kék az ég, noha földi teleszkópokkal figyelve sárgának látszott. A Cassini a bolygó újabb holdjait fedezte fel, több mellett soha nem tapasztalt közelségben suhant el, az Enceladuson például folyékony vizet talált, amiből arra következtettek, hogy a felszín alatt nagy kiterjedésű vízóceán lehet. A szonda tudósított az első Földön kívüli ciklonról (vagy ahhoz hasonló jelenségről), és megfejtette a Iapetus hold kétarcúságának titkát. Ez ugyanis egy világos és egy jóval sötétebb félgömbből áll, mert a pályája mentén elszórtan elhelyezkedő, rossz fényvisszaverő port besöpri, ami az egyik féltekéjén gyűlik össze.

A Cassini misszóját négy évre tervezték, de kiemelkedő értékű „tudományos szolgálatai” miatt kétszer is meghosszabbították. Ezután évekig viszonylag nagy távolságból, a gyűrűrendszeren kívülről végezte a megfigyeléseket, majd „közelképeket” készített a gyűrűkről. Küldetésének utolsó szakasza 2016 decemberében kezdődött, amikor pályát változtatva „lebukott” a legbelső gyűrű valamint a Szaturnusz légköre közötti igen keskeny résbe. (A Szaturnusz gyűrűi 6630 és 120 700 kilométer magasságban találhatók a bolygó egyenlítője fölött. Vastagságuk mintegy 10 méter, helyenként azonban négy kilométeres magasságot elérő „hullámok” találhatók bennük.) A Cassini minden hetedik napon „bukott alá” az ismeretlen térségben, hogy megfigyelje a miniholdakat, mintát vegyen a gyűrűk részecskéiből és gázaiból, felmérje a Szaturnusz gravitációs terét, mágneses mezejét, emellett nagyfelbontású képeket is készített.

A tervezett küldetési idejét messze túlszárnyaló Cassini 2017-ben kifogyott az üzemanyagból, szeptember 15-én az óriásbolygó légterébe irányították, ahonnan megsemmisülése utolsó pillanatáig küldte az adatokat. A manőverrel kizárták, hogy egy későbbi, ellenőrizetlen lezuhanással a Szaturnusz valamelyik holdján, például a Földön kívüli élet szempontjából érdekes Enceladuson landolva földi mikroorganizmusokkal szennyezze az égitestet.

Működése alatt az űrszonda összesen 7,9 milliárd km-t tett meg, 2,5 millió parancsot, 294 keringést és 162 célzott közelrepülést hajtott végre, hat holdat fedezett fel (az eredetileg neki tulajdonított hetedikről később kiderült, hogy a Voyager 2 már lefotózta), 635 gigabájtnyi adatot gyűjtött, több mint 453 ezer képet küldött a Földre, a még kiértékelés alatt álló adattömeg eddig közel 4000 tudományos publikáció alapjául szolgált.

A misszió utolsó szakaszából származó adatokon alapul az a 2022 őszén megjelent, a korábbi elméleteket megcáfoló tanulmány is, amely szerint a Szaturnusz gravitációja miatt szétszakított hold maradványai alkothatják az eredetileg gyűrűk nélküli bolygó látványos gyűrűrendszerét.

(origo.hu)