Cassini forbereder sig på ringgræsningskredsløb

En spændende tur er ved at begynde for NASAs Cassini -rumfartøj. Ingeniører har pumpet rumskibets bane rundt om Saturn i år for at øge dens hældning i forhold til planetens ækvator og ringe. Og den 30. november, efter et tyngdekraftskud fra Saturns måne Titan, Cassini går ind i den første fase af missionens dramatiske slutspil.

Lanceret i 1997, Cassini har været på turné i Saturn-systemet siden ankomsten dertil i 2004 for en nærstudie af planeten, dens ringe og måner. Under sin rejse, Cassini har gjort mange dramatiske opdagelser, herunder et globalt hav inden for Enceladus og flydende metanhav på Titan.

Mellem 30. november og 22. april, Cassini vil cirkle højt over og under Saturn's poler, dykning hver syvende dag - i alt 20 gange - gennem det uudforskede område i yderringene af hovedringene.

"Vi kalder denne fase af missionen Cassini's Ring-Grazing Orbits, fordi vi skummer forbi ringens yderkant, sagde Linda Spilker, Cassini -projektforsker ved NASA's Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, Californien. "Ud over, vi har to instrumenter, der kan prøve partikler og gasser, når vi krydser ringplanet, så på en måde 'græsser' Cassini også på ringene. "

På mange af disse pas, Cassinis instrumenter vil forsøge at direkte prøve ringpartikler og molekyler af svage gasser, der findes tæt på ringene. I løbet af de to første baner, rumfartøjet passerer direkte gennem en ekstremt svag ring produceret af små meteorer, der rammer de to små måner Janus og Epimetheus. Ringkrydsninger i marts og april sender rumfartøjet gennem F -ringens støvede ydre.

"Selvom vi flyver tættere på F -ringen, end vi nogensinde har gjort, vi vil stadig være mere end 4, 850 miles (7, 800 kilometer) langt væk. Der er meget lidt bekymring over støvfare på det område, "sagde Earl Maize, Cassini projektleder hos JPL.

F -ringen markerer hovedringens ydre grænse; Saturn har flere andre, meget svagere ringe, der ligger længere fra planeten. F -ringen er kompleks og ændrer sig konstant:Cassini -billeder har vist strukturer som lyse streamers, sprøde filamenter og mørke kanaler, der vises og udvikler sig i løbet af få timer. Ringen er også ret smal - kun cirka 800 kilometer bred. Kernen er en tættere region omkring 50 kilometer bred.

Så mange seværdigheder at se

Cassinis ringgræsningskredsløb giver hidtil usete muligheder for at observere menageriet af små måner, der kredser i eller nær ringens kanter, herunder de bedste nogensinde ser på måner Pandora, Atlas, Pan og Daphnis.

Afgræsning af ringenes kanter vil også give nogle af de nærmeste undersøgelser nogensinde af de ydre dele af Saturns hovedringe (A, B- og F -ringe). Nogle af Cassinis synspunkter vil have et detaljeringsniveau, der ikke er set, siden rumfartøjet gled lige over dem under ankomsten i 2004. Missionen begynder at afbilde ringene i december langs hele deres bredde, løse detaljer mindre end 1 kilometer pr. pixel og opbygge Cassinis komplette scanning af højeste kvalitet af ringenes indviklede struktur.

Missionen vil fortsætte med at undersøge små funktioner i A-ringen kaldet "propeller, "som afslører tilstedeværelsen af ​​usynlige måner. På grund af deres flypropellignende former, forskere har givet nogle af de mere vedholdende funktioner uformelle navne inspireret af berømte flyvere, herunder "Earhart". At observere propeller i høj opløsning vil sandsynligvis afsløre nye detaljer om deres oprindelse og struktur.

Og i marts, mens han kører gennem Saturns skygge, Cassini vil observere ringene baggrundsbelyst af solen, i håb om at fange støvskyer, der skubbes ud af meteorpåvirkninger.

Forberedelse til finalen

Under disse baner, Cassini passerer så tæt som omkring 56, 000 miles (90, 000 kilometer) over Saturns skyer. Men selv med al deres spændende videnskab, disse baner er blot en optakt til de planetgræsende passager, der venter. I april 2017, rumfartøjet vil begynde sin Grand Finale -fase.

Efter næsten 20 år i rummet, missionen nærmer sig sin ende, fordi rumfartøjet er ved at løbe tør for brændstof. Cassini -teamet designede omhyggeligt finalen til at foretage en ekstraordinær videnskabelig undersøgelse, inden rumfartøjet sendte ind i Saturn for at beskytte dets potentielt beboelige måner.

Under den store finale, Cassini passerer så tæt som 1, 012 miles (1, 628 kilometer) over skyerne, da den gentagne gange dykker gennem det snævre hul mellem Saturn og dens ringe, inden dens mission-endende springer ned i planetens atmosfære den 15. september. Men inden rumfartøjet kan springe over ringene for at begynde sin finale, nogle forberedende arbejder er tilbage.

Til at starte med, Cassini er planlagt til at udføre en kort forbrænding af hovedmotoren under den første super-tætte tilgang til ringene den 4. december. Denne manøvre er vigtig for at finjustere kredsløbet og indstille den korrekte kurs for at muliggøre resten af ​​missionen.

"Dette bliver den 183. og sidste aktuelt planlagte affyring af vores hovedmotor. Selvom vi stadig kunne beslutte at bruge motoren igen, planen er at fuldføre de resterende manøvrer ved hjælp af thrustere, "sagde majs.

For yderligere at forberede, Cassini vil observere Saturns atmosfære under missionens ringgræsningsfase for mere præcist at bestemme, hvor langt den strækker sig over planeten. Forskere har observeret, at Saturns yderste atmosfære udvider sig og trækker sig lidt sammen med årstiderne siden Cassinis ankomst. I betragtning af denne variation, de kommende data vil være vigtige for at hjælpe missionsingeniører med at bestemme, hvor tæt de sikkert kan flyve rumfartøjet.