Содержание
Сатурн пожирающий. Зонд «Кассини» перед своей гибелью передал на Землю новые данные о бурных отношениях Сатурна со своими кольцами
Несколько научных групп, работавших с данными, собранными зондом «Кассини» перед его гибелью в 2017 году, опубликовали серию новых работ. Согласно им, Сатурн может пожирать до тонны пыли из собственных колец каждую секунду — и это в принципе позволяет понять, когда на самом деле образовались и кольца, и ряд спутников планеты-гиганта. Среди последних — и Энцелад, считающийся потенциально пригодным для простейших форм жизни.
Отличие Сатурна от остальных планет Солнечной системы видно сразу: его кольца несопоставимо больше, чем кольца любой другой планеты нашей системы. Это очень необычно по целому ряду причин.
Во-первых, почти все имеющиеся теоретические модели эволюции Солнечной системы предсказывают, что кольца у ее планет должны были образоваться с самого начала. Понятно, что ближе Юпитера у планет кольца типа сатурнианских не выживут: Солнце греет слишком хорошо, поэтому лед испаряется.
Кольца у Земли или Марса если и были когда-то, то быстро исчезли. Непонятно другое: почему таких же впечатляющих колец нет у Юпитера, гравитация которого много сильнее, чем у Сатурна, или у Урана с Нептуном, которые куда дальше от Солнца, что, по идее, хорошо для сохранности колец.
Во-вторых, совершенно непонятно, почему кольца Сатурна так блестят. В Солнечной системе не так мало комет, которые покрыты льдом. Но на всех них этот лед довольно темный. Даже если в составе кометы мало пыли, солнечные лучи ее периодически нагревают и лед вокруг пылинок испаряется. Остается грязный комок снега и льда, напоминающий остатки снега на городских улицах весной. А вот водный лед в кольцах Сатурна в основном яркий, блестящий. Ни один расчет не показывает, что он мог бы сохранить этот блеск за 4,5 миллиарда лет, прошедших со времен возникновения нашей системы.
Озабоченные всеми этими вопросами, авторы новой статьи в Science еще пару лет назад задумали очень необычный ход — проверить, с какой скоростью Сатурн пожирает свои кольца.
В ходе финальных витков вокруг планеты «Кассини» проскользнул в 3 тысячах километров над верхним слоем облаков Сатурна и в 320 километрах от видимого края кольца D, самого близкого к планете. Аппарат сделал там 22 витка и, используя свой анализатор космической пыли, смог замерить количество заряженных частиц пыли, падающих в атмосферу планеты-гиганта, а также типичные направления, с которых они приходят. Всего удалось захватить 2700 частиц такой пыли, причем большинство из них падало на экватор планеты практически вертикально.
Энцелад в кольце Е. Фото: NASA/JPL/Space Science Institute
Оказалось, что всего во внутреннем кольце Сатурна образуется примерно несколько тонн нанометровой пыли — за счет соударения и разрушения более крупных частиц. Часть такой пыли, возможно до одной тонны в секунду, падает в атмосферу Сатурна (впрочем, надежно измеренный объем относится только к части экваториальной плоскости планеты и дает всего пять килограммов в секунду).
Темная-темная нанопыль в черном-черном космосе
Что особенно интересно, среди падающих частиц 422 состояли из водного льда и 214 — из силикатов.
Это соотношение значительно выше, чем до сих пор показывали все измерения с помощью телескопов. В принципе расхождения с удаленными наблюдениями можно было ожидать. Силикатные частицы, как правило, очень темные, а расстояние между Сатурном и Землей никогда не бывает меньше 1,3 миллиарда километров. Само собой, увидеть нанометровые силикатные частицы темного цвета с такого расстояния куда сложнее, чем яркие частицы водного льда. Открытие указывает на то, что дистанционное изучение небесных тел даже в случае планет Солнечной системы не может заменить исследования «на месте».
Один из последних снимков колец Сатурна с борта «Кассини». Фото: Фото: NASA/JPL/Space Science Institute
Как выяснилось с помощью камеры «Кассини», работающей в ультрафиолетовой части спектра, в атмосфере планеты наблюдаются своего рода «столбы» нейтрального водорода. До наблюдений за нанопылью, падающей из колец, было неясно, откуда они берутся. Но, сочетая одни наблюдения с другими, ученые пришли к выводу, что они хорошо стыкуются.
Если заряженные нанометровые частицы пыли падают в атмосферу Сатурна, то они должны там тормозиться, отдавая свою энергию атомам водорода из газовой оболочки планеты. Те в итоге получают большую энергию, что позволяет им «выскочить» над основной частью атмосферы, после чего они снова возвращаются в нее.
На данный момент исследователи еще не пришли к однозначному выводу о том, каков возраст колец планеты. Полученные данные по пыли позволят сделать это только в рамках будущих работ, которые учтут, насколько при таком количестве силикатных частиц в кольцах они должны быть темными — как в сценарии их большой древности, так и в сценарии недавнего появления. Дело в том, что чем дольше лед находится в регионе, богатом пылью, тем большее ее на нем оседает. Судя по полученным приборами «Кассини» данным, силикатной пыли в кольцах больше, чем думали. А значит, объяснить нестерпимую яркость колец из водного льда еще сложнее, чем считалось раньше. Другой механизм оценки возраста колец вытекает из скорости пожирания их атмосферой планеты.
Если выяснится, что за миллиарды лет кольцо D, ближайшее к Сатурну, должно было давно истощиться, а оно все еще этого не сделало, гипотеза молодости колец получит еще одно подтверждение.
Траектория падения «Кассини» на Сатурн. Изображение: NASA/JPL-Caltech
Почему это важно?
В теории это делает привлекательным другое объяснение: кольца возникли очень недавно и поэтому не успели потемнеть. «Недавно», конечно, только по астрономическим меркам. Некоторые работы предполагают, что появились они как побочный продукт серии столкновений спутников Сатурна, которая случилась около 100 миллионов лет назад. В их ходе какие-то более древние спутники планеты исчезли, а потом из их разбросанного материала сформировались кольца, из материала которых, в свою очередь, возникли новые спутники. Одним из них считается Энцелад, также состоящий главным образом из водного льда, как и сами кольца.
Следует понимать, что если подобные титанические по масштабу события действительно случились всего 100 миллионов лет назад, то это не просто местная история, относящаяся только к шестой планете системы.
Дело в том, что орбиты спутников планет-гигантов, как правило, крайне устойчивы — других примеров в Солнечной системе не видно. Чтобы произошло столкновение, должно было случиться что-то большое и не вполне очевидное. Вообще говоря, такое бывает: Солнечная система делает круг вокруг центра нашей Галактики каждые 220 миллионов лет и на этом пути периодически попадает в один из рукавов, где плотность звезд выше, чем между рукавами. Попадая в такое место, система имеет более высокую вероятность сблизиться с другой звездой, а гравитация той способна серьезно дестабилизировать орбиты комет облака Оорта, да и других тел системы. Какие-то из них могут случайно пройти близко от планет, где гравитация постепенно будет сближать их со спутниками или даже самой планетой. 66 миллионов лет назад по такому сценарию крупное тело положило конец эпохе динозавров на Земле. Кто знает, не привела ли подобная цепь событий и к катастрофическому сценарию образования колец Сатурна.
Как «Кассини» «засекретил» длину суток Сатурна
Еще одна недавно вышедшая работа в той же Science посвящена другой загадке планеты — километровым радиоволнам (типичная их длина — несколько километров) большой силы, исходящим от нее и на данный момент не имеющим полных аналогов ни на одном другом известном небесном теле.
Оценочная мощность такого излучения для шестой планеты — примерно один гигаватт, что для радиоисточника незвездного происхождения не так мало (у человечества, положим, постоянно работающих радиоисточников сопоставимой мощности пока и близко нет). При этом для земного наблюдателя данные сигналы имеют определенную периодичность — 10−11 часов.
Из-за периодичности, близкой к оценочному периоду сатурнианских суток, сначала астрономы полагали, что источник этого странного излучения — более плотная часть планеты, из которой излучение проходит через атмосферу и попадает в космос. Увы, «Кассини» окончательно похоронил эту гипотезу. Дело в том, что период всплесков этого радиоизлучения в XX веке была замерен «Вояджерами» как равный 10 часам 39 минутам и 24 секундам. А по данным «Кассини» вышло, что период равен 10 часам 45 минутам и 45 секундам. Более того, за годы наблюдений зонд обнаружил, что периоды этого излучения меняются на 1 процент буквально за месяц. Удалось понять только то, что есть прямая связь между силой сигналов и скоростью солнечного ветра (потока протонов и иных частиц от Солнца), и та же скорость как-то влияет и на периодичность километровых волн от планеты.
Надо понимать, что Сатурн радикально больше, например, Земли, и планета такого размера просто не может изменить длину своих суток более чем на шесть минут за десятки лет. Тем более, длина суток не может меняться за месяц или зависеть от скорости солнечного ветра. Стало ясно, что нужно какое-то другое объяснение.
Кольца, «зоны полярного сияния» Сатурна и предполагаемый механизм их возникновения. Изображение: MPS, JHUAPL
Авторы новой работы воспользовались данными сразу нескольких приборов «Кассини», полученными в 2017 году во время его проходов над областями такого излучения. У них получилось, что излучение по времени четко коррелируется с изменениями в плотностях электронов в районах, близких к регионам существования полярного сияния на Сатурне. Иными словами, выходит, что источник странных километровых волн — события в магнитосфере. Отталкиваясь от количественных данных наблюдений «Кассини», исследователи предварительно «назначили» источником излучения область нестабильности между разными слоями заряженных частиц над зонами полярного сияния.
Нельзя сказать, чтобы все с этим излучением стало ясно, но достоверно понятно, что периодичность километровых волн нельзя использовать для определения длины сатурнианских суток. К сожалению, атмосфера планеты имеет меняющуюся скорость, более плотная часть планеты недоступна наблюдениям, поэтому сейчас выяснить точную длину этих суток вообще нереально. Кто знает, быть может, следующий зонд поможет прояснить ситуацию.
Александр Березин
Теги
ФизикаКосмосПланетологияКосмонавтика
самый далекий от Солнца земной аппарат
2768
Добавить в закладки
Почти 23 миллиарда километров от Солнца – это как
облететь Землю больше полутора миллионов раз. На изношенных вдвое
двигателях, только с половиной включенных приборов, с 5-й
симфонией Бетховена и «Johnny B. Goode» Чака Берри в
золотом «бардачке». Повод вспомнить о самом дальнем земном
путешественнике – аппарате «Voyager-1»: ровно 42 года назад, 5
марта 1979 года, он первым достиг Юпитера и передал его детальные
снимки.
Элементы аппарата «Voyager-1»
Подготовлено на основе материалов NASA и РИА
Почти в 9 раз дольше запланированного: изначальная программа
полета аппаратов «Voyager-1» и «Voyager-2» была рассчитана на 5
лет. Сейчас они работают уже 44 года, и миссия закончится, когда
генераторы окончательно исчерпают ресурс. Специалисты ожидают,
что первому «Вояджеру» хватит минимальных для исследований
мощностей до 2025 года.
Снимки Юпитера с интервалом 10 часов, сделанные с 6 января до 3 февраля 1979
Юпитер
Полтора года потребовалось аппарату «Voyager-1», чтобы добраться
до первой запланированной точки – Юпитера. Максимальное сближение
с планетой произошло 5 марта 1979 года в 12:05 – аппарат был на
расстоянии 280 000 километров.
Подлетая, «Voyager-1» фотографировал спутники Юпитера — Амальтею,
Ио, Европу, Ганимед и Каллисто. С помощью этих кадров ученые
выяснили, что вулканическая активность может протекать не только
на Земле: на Ио обнаружили 9 вулканов и следы их извержения –
таким образом, Ио признали одним из самых геологически активных
планетных тел в Солнечной системе.
Аппарат находился вблизи
планеты двое суток. За это время ученые получили данные о кольцах
Юпитера, изучили его магнитные поля и радиационное излучение.
Кроме ранее известных спутников, «Voyager-1» обнаружил два новых
— Фиву и Метиду. Аппарат продолжал фотографировать Юпитер вплоть
до апреля, удаляясь от планеты в сторону Сатурна.
Сатурн
За восемь месяцев аппарат сблизился с Сатурном. Работая в системе
планеты «Voyager-1» нашел три новых спутника: Прометей, Пандора и
Атлас, обнаружил новое кольцо планеты и показал структуру
кольцевой системы, состоящей из тысяч полос.
Кольца Сатурна, снятые с расстояния 34 млн км
Зонд подошел к Сатурну вдвое ближе, чем к Юпитеру – минимальное
расстояние сближения 124000 километров. Аппарат обнаружил, что
около 7% объема верхней атмосферы Сатурна составляет гелий, а
почти все остальное – водород. Это может объяснить
избыточное тепло, которое Сатурн излучает, над энергией, которую
он получает от Солнца.
Во время облета космический аппарат
сфотографировал спутники Сатурна Титан, Мимас, Энцелад, Тетис,
Диона и Рея. Данные показали, что все они в основном состоят из
водяного льда.
Бесконечное путешествие
На корпусе «Путешественника» — так переводится «Voyager», —
закреплен позолоченный диск. Это пластинка с обращением к
неземным цивилизациям, если такие существуют и заметят аппарат.
Земная музыка и звуки, обращения на 55-ти языках, фотографии
земли из космоса и земных пейзажей. Снаружи — схематичные
инструкции и карта пульсаров, которая указывает расположение
Солнца.
Аппарат вышел из Солнечной системы 12 сентября 2013 года. Через
40 000 лет он, по космическим меркам близко, в 15 трлн
километров – это 1,6 светового года,- пройдет от звезды Глизе
445. За путешествием аппарата можно в реальном времени, на
интерактивной карте наблюдать на сайте NASA.
Золотая пластинка «Voyager-1»
Автор Александр Бурмистров
«voyager-1»
Johnny B Goode
«вояджер 1»
Глизе 445
Сатурн
Юпитер
Источник:
Habr, ПроКосмос
Информация предоставлена Информационным агентством «Научная Россия».
Свидетельство о регистрации СМИ: ИА № ФС77-62580, выдано
Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций 31 июля 2015 года.
НАУКА ДЕТЯМ
11 ноября – Международный день энергосбережения
17:30 / Физика, Энергетика
В МГУ состоится дискуссия «Преступления против семьи и несовершеннолетних»
16:30 / Наука и общество
В ЛЭТИ смогли на 10% повысить качество диагностики соединений подводных оптоволоконных кабелей
15:30 / Новые технологии
Студенты МИСИС научили искусственный интеллект «писать» пьесы
15:00 / Досуг, Новые технологии
На форуме «Наука за мир и развитие» обсудили научные открытия для сохранения и развития жизни на Земле
14:30 / Наука и общество
Россия 24: Президент РАН Геннадий Красников рассказал Владимиру Путину о потенциале академии наук
14:24 / Наука и общество
Президент РФ В.
Путин и глава РАН Г. Красников обсудили роль академии наук в развитии страны
14:14 / Наука и общество
В КФУ разрабатывают интеллектуальную систему для выявления заболеваний винограда
13:30 / Биология
Академиком-секретарем отделения общественных наук РАН избрана академик Т.Я. Хабриева
13:00 / Наука и общество, Персона, Общее собрание РАН 2022
Контролировать выбросы авиадвигателей поможет методика ученых из Пермского Политеха
12:30 / Инженерия, Экология
Памяти великого ученого. Наука в глобальном мире. «Очевиднное — невероятное» эфир 10.05.2008
04.03.2019
Памяти великого ученого. Нанотехнологии. «Очевидное — невероятное» эфир 3.08.2002
04.03.2019
Вспоминая Сергея Петровича Капицу
14.02.2017
Смотреть все
Подробно | Гюйгенс — Исследование Солнечной системы НАСА
Что такое Гюйгенс?
Зонд ESA Huygen был разработан для изучения дымоподобной атмосферы крупнейшего спутника Сатурна Титана, когда он спускался с парашютом на поверхность.
На нем также были камеры для фотографирования поверхности Луны. Гюйген отправился к Сатурну на борту орбитального аппарата НАСА «Кассини».
| Страна | Европейское космическое агентство (ЕКА) |
| Объектив(ы) | Приземление Титана |
| Космический корабль | Гюйгенс |
| Масса космического корабля | 852 фунта (318 кг) |
| Разработка миссии и управление | НАСА / Лаборатория реактивного движения / ЕКА |
| Ракета-носитель | Титан 401B-Centaur (TC-21/Titan 401 № 4B-33) |
| Дата и время запуска | 15 октября 1997 г. / 08:43 UT |
| Стартовая площадка | Мыс Канаверал, Флорида / Стартовый комплекс 40 |
| Научные инструменты | 1. Прибор для определения структуры атмосферы (HASI) 2. Газовый хроматограф, нейтральный масс-спектрометр (ГХ/МС) 3.  Коллектор аэрозолей и пиролизер (ACP) 4. Спусковой формирователь изображения/спектральный радиометр (DISR) 5. Пакет для изучения поверхности ( SSP) 6. Доплеровский эксперимент по ветру (DWE) |
Первые
- «Гюйгенс» был первым космическим кораблем, приземлившимся за пределами Солнечной системы, и самым дальним от Земли
Основные даты
15 октября 1997 г.: Запуск
14 января 2005 г.: Посадка на Титан а также Итальянское космическое агентство, ASI). НАСА поставило основной космический корабль, орбитальный аппарат «Кассини», а ЕКА поставило посадочный модуль «Гюйгенс».
Зонд «Гюйгенс» опустился в атмосферу Титана, крупнейшего спутника Сатурна, в 2005 году. Он провел подробное исследование атмосферы Титана во время его 2,5-часового спуска на поверхность. Он передавал данные и изображения с грязной поверхности Титана еще час и 10 минут.
Основные научные цели миссии включали разнообразные исследования Сатурна, его спутников и ближайшего окружения.
Орбитальный аппарат массой 6900 фунтов (3132 кг) с первоначальным проектным сроком службы 11 лет приводился в действие тремя радиоизотопными термоэлектрическими генераторами (РИТЭГ) той же конструкции, что и РИТЭГи на борту Ulysses, Galileo и New Horizons.
740-фунтовый (335-килограммовый) «Гюйгенс» был назван в честь голландского физика Христиана Гюйгенса (1629 г.).-1695). Кассини был назван в честь итальянского астронома Джованни Кассини (1625-1712).
Huygens был разработан для исследования атмосферы Титана, включая химические свойства, профиль ветра, температуры и давления на глубине около 100 миль (170 километров) до поверхности Луны. Зонд не был рассчитан на то, чтобы выжить после приземления, хотя ученые не исключают такой возможности.
Путешествие Кассини к Сатурну включало в себя четыре гравитационных ассиста. Спустя семь месяцев после запуска космический корабль пролетел мимо Венеры 26 апреля 19.98 на дальности около 175 миль (284 километра), набирая скорость 16 330 миль в час (26 280 километров в час).
Кассини совершил второй пролет Венеры 24 июня 1999 г. на расстоянии около 390 миль (623 км) и один облет Земли в 03:28 UT 18 августа 1999 г. на расстоянии около 730 миль (1171 км). километров), прежде чем отправиться к Юпитеру.
Во время этой части траверса «Кассини» прошел мимо астероида 2685 Мазурский 23 января 2000 г., пролетев на расстояние около 932 000 миль (1,5 миллиона километров) в 09:58 UT. Во время встречи Кассини использовал свои инструменты дистанционного зондирования, чтобы исследовать размер, размеры и альбедо астероида.
Почти год спустя, 30 декабря 2000 года, космический корабль прошел мимо Юпитера на расстоянии около 6 миллионов миль (9,7 миллиона километров). Среди данных, которые он вернул, было подробное глобальное цветное изображение Юпитера, вероятно, самое полное изображение всей планеты в то время.
В 2001-2002 годах диспетчеры заметили «дымку» на изображениях, возвращаемых узкоугольной камерой, но она была устранена после этапов прогрева космического корабля.
Исследования «Кассини» на пути к Сатурну включали эксперимент, проведенный в октябре 2003 года, в ходе которого ученые наблюдали частотный сдвиг радиоволн, поступающих к зонду и исходящих от него, когда эти сигналы приближались к Солнцу. Эти результаты подтвердили теоретические предсказания, основанные на общей теории относительности Эйнштейна.
В мае 2004 года Кассини-Гюйгенс вошел в систему Сатурна — гравитационное притяжение Сатурна стало сильнее, чем притяжение Солнца. После более чем пяти лет бездействия главный двигатель «Кассини» был запущен 27 мая в качестве испытания перед выводом на орбиту.
После облета спутника Фиби 11 июня на расстоянии всего 1285 миль (2068 километров) Кассини выполнил еще одну коррекцию через пять дней.
Наконец, 1 июля 2004 г. двигатель космического корабля работал в течение 96 минут, таким образом выведя Кассини-Гюйгенс на орбиту 0,012 × 5,6 миллиона миль (0,02 × 9 миллионов километров) вокруг Сатурна. Это был первый искусственный объект, вышедший на орбиту вокруг Сатурна.
В первые месяцы своего существования «Кассини» предоставил подробные данные о Титане во время трех пролетов (2 июля, 27 октября и 13 декабря) и открыл два небольших новых спутника, Мефону и Паллену.
В день Рождества 2004 года в 02:00 по всемирному времени посадочный модуль «Гюйгенс», который бездействовал более шести лет, отделился от «Кассини» и начал свой 22-дневный полет к Титану. Он вошел в атмосферу Титана в 09:05:56 по всемирному времени 14 января 2005 г. и в течение четырех минут раскрыл свой основной парашют диаметром 28 футов (8,5 метра).
Через минуту «Гюйгенс» начал передавать большое количество информации обратно на «Кассини» в течение более чем двух часов, прежде чем столкнуться с поверхностью Титана в 11:38:11 по всемирному времени со скоростью 15 футов в секунду (4,54 метра в секунду). Координаты посадки были 192,32 градуса западной долготы и 10,25 градуса южной широты, примерно в 4 милях (7 км) от точки цели.
Проблема в коммуникационной программе ограничила количество изображений, которые Гюйгенс передал на Кассини, примерно с 700 до 376.
Тем не менее, к волнению планетологов на Земле, он продолжал свои передачи еще три часа и 10 минут, в течение которых он передавал вид на окрестности (224 изображения одного и того же вида).
Гюйгенс приземлился на поверхность, напоминающую песок, состоящий из ледяных крупинок. Поверхностные снимки показали плоскую равнину, усыпанную галькой, а также свидетельства воздействия жидкости на местность в недавнем прошлом. Последующие данные подтвердили существование жидких углеводородных озер в полярных районах Титана.
В апреле 2016 года ЕКА объявило, что одно из трех больших морей Титана вблизи северного полюса, известное как Море Лигела, заполнено чистым жидким метаном, а морское дно покрыто илом богатого органическими веществами материала.
Орбитальный аппарат «Кассини», тем временем, продолжал свою основную миссию по исследованию системы Сатурна, его путешествие прерывалось неоднократными целевыми облетами — облетами, активно реализуемыми коррекцией траектории — различных спутников, в частности Титана, Энцелада, Тефии, Гипериона, Дионы, Реи и Япет.
Кассини завершил свою основную миссию 27 мая 2008 года, совершив 43-й пролет Титана. В этот период космический корабль открыл две новые луны, Дафнис и Анте.
Он также обнаружил много ценных данных о Титане, в том числе первые радиолокационные изображения поверхности спутника, сделанные во время его пролета 27 октября 2004 года. Кассини обнаружил явные свидетельства существования больших озер с жидким углеводородом в северных широтах Титана.
Космический корабль также выполнил ряд экспериментов по радиозатмению для изучения распределения частиц по размерам в кольцах и атмосфере Сатурна.
Возможно, самым захватывающим пролетом был 12 марта 2008 года, когда Кассини пролетел в пределах 31 мили (50 километров) от поверхности Энцелада, проходя через шлейфы его южных гейзеров. Космический корабль обнаружил воду и углекислый газ, а также нанес на карту особенности поверхности.
В апреле 2008 года НАСА одобрило продление на два года своей миссии (еще 60 витков Сатурна), которая официально началась 1 июля 2008 года и получила название Миссия Кассини Равноденствие (она совпала с равноденствием Сатурна).
Были идентифицированы дополнительные спутники Сатурна (Эгеон и S/2009 S 1, последний представляет собой «пропеллерный спутник», возможно, только около 1300 футов или 400 метров в поперечнике), в то время как встречи с Энцеладом позволили Кассини получить изображения его поверхности с очень высоким разрешением и для непосредственного отбора проб его криовулканических шлейфов, которые, по-видимому, содержат сложные органические химические вещества.
В течение двухлетней миссии «Равноденствие», завершившейся в сентябре 2010 года, «Кассини» совершил 26 целевых облетов Титана, семь — Энцелада и по одному — Дионы, Реи и Елены.
3 февраля 2010 года НАСА объявило, что миссия «Кассини» продолжится после первоначального двухлетнего продления в рамках новой миссии «Солнцестояние Кассини», которая продлится до сентября 2017 года, через несколько месяцев после летнего солнцестояния Сатурна.
Новая миссия была названа в честь летнего солнцестояния Сатурна в мае 2017 года, которое ознаменовало начало лета в северном полушарии и зимы в южном полушарии.
(Космический аппарат прибыл на Сатурн сразу после северного зимнего солнцестояния планеты. Таким образом, продление позволило ученым изучить полный сезонный период планеты.)
Миссия Кассини «Солнцестояние» руководствовалась главным образом своей способностью продолжать тщательные исследования Титана, особенно сезонных изменений климата, таких как штормы, наводнения и изменения в озерах. Другие цели для изучения включали Энцелад, особенно его астробиологический потенциал, ледяные спутники, такие как Диона и Рея, а также магнитосферу и кольца Сатурна.
Расширение позволило совершить 155 витков вокруг Сатурна, плюс 54 облета Титана, 11 облетов Энцелада, два облета Реи и три облета Дионы.
900:04 В начале миссии «Солнцестояние», 2 ноября 2010 года, «Кассини» столкнулся с проблемой, когда из-за сбоя в компьютере космического корабля отключились все второстепенные системы. Медленно, в течение примерно трех недель, диспетчеры смогли восстановить все инструменты «Кассини» до рабочего состояния.
За это время пострадал только один целевой пролет Титана.
6 марта 2014 года космический корабль совершил свой 100-й пролет над Титаном (на расстоянии около 930 миль или 1500 километров), проведя гравитационные измерения, чтобы изучить существование глобального подповерхностного океана.
К июлю 2014 года «Кассини» обнаружил не менее 101 отдельного гейзера, извергающегося в южной полярной области Энцеледея. Исследователи пришли к выводу, что жидкая вода может достигать поверхности из подземного моря Луны (объявлено в апреле 2014 года). Присутствие этого соленого подземного океана толщиной от 19 до 25 миль (30–40 километров) под ледяной оболочкой толщиной 6 миль (10 километров) повышает вероятность того, что там может существовать микробная жизнь.
Значимые события 2015-2016 гг. включали близкий пролет (около 29000 миль или 47 000 километров) от Реи в феврале 2015 года, что позволяет получать изображения естественного спутника с очень высоким разрешением. В мае 2015 года был пролёт Гипериона неправильной формы на высоте около 21 000 миль (34 000 километров), на поверхности которого были видны глубокие следы от ударов.
Последние два пролета Дионы были в июне и августе 2015 года на расстоянии всего 321 и 295 миль (516 и 474 км) соответственно.
Пожалуй, самым зрелищным событием года стало «глубокое погружение» Кассини всего на 30 миль (49километров) над южной полярной областью геологически активного Энцелада в октябре 2015 года. Во время сближения приборы газоанализатора и детектора пыли космического корабля взяли пробы лунного шлейфа газа и ледяных частиц размером с пыль.
Последний облет Энцелада был осуществлен в декабре на расстоянии около 3100 миль (4999 км), завершив главу в истории встреч миссии Кассини со спутниками Сатурна.
В декабре 2015 года «Кассини» инициировал ряд тонких орбитальных маневров, призванных отклонить орбиту космического корабля от плоскости кольца Сатурна. Каждый маневр сопровождался гравитационной помощью Титана («Титан делает всю тяжелую работу», — отметил Эрл Мейз, руководитель проекта «Кассини» в JPL), таким образом направляя аппарат на все более высокий наклон (относительно экватора Сатурна).
Эти маневры подготовили Титан к его последнему драматическому году в 2016–2017 годах, включающему два отдельных этапа миссии.
30 ноября 2016 года «Кассини» отправился в путь, который вел его высоко над и под полюсами Сатурна, каждые семь дней погружаясь в до сих пор неисследованную область на внешнем краю главных колец. Этот этап миссии, названный «Кольцевые орбиты Кассини», включал в себя 20 «погружений» через этот регион. Он закончился 22 апреля 2017 года. Во время некоторых из этих проходов космический аппарат непосредственно отбирал кольцевые частицы и молекулы слабых газов вблизи колец.
В марте и апреле 2017 года при пересечении колец космический корабль пролетал через пыльные внешние области кольца F. После завершения последней орбиты скольжения 22 апреля 2017 года пролет Титана изменил траекторию Кассини, чтобы отправить его на новую фазу миссии, «Гранд-финал», включающую 22 прыжка, первый 26 апреля через 1, 49Промежуток в 0 миль (2400 километров) между Сатурном и его самым внутренним кольцом.
Миссия завершилась 15 сентября 2017 года на 293-й орбите Сатурна, когда «Кассини» погрузился в атмосферу Сатурна, завершив одну из самых амбициозных и зрелищных миссий в истории исследования планет.
По большинству оценок, космический корабль сгорел в атмосфере и был уничтожен примерно через 45 секунд после последней передачи. В последние моменты спуска данные восьми научных инструментов «Кассини» передавали важные данные обратно на Землю, давая представление о формировании и эволюции планеты.
Ключевой источник
Сиддики, Асиф А. За пределами Земли: Хроника исследования дальнего космоса, 1958–2016 гг. Офис программы истории НАСА, 2018 г.
Испытания пласта на кабеле – каротаж в открытом стволе
Испытание пласта на кабеле — Каротаж в открытом стволе | СЛБ
3D радиальный зонд
Данные о расходе и давлении жидкости, когда обычные датчики не могут работать
Семейство радиальных датчиков Saturn 3D, доступное в трех диаметрах инструмента, обеспечивает эффективность безотстойника, большой входной площади, кругового потока для ранее недоступных жидкостей и пластовых сред:
- морщинистый или неустойчивый скважинный
- тонкие ламинированные формованные
- плотные низкопроницаемые пласты
- рыхлые формации
- тяжелая нефть или околокритические жидкости.
Площадь поверхностного потока 79,44 дюйма²: самая большая в отрасли
Проницаемость при отборе жидкости 0,01 мД
Номинальное давление 30 000 фунтов на квадратный дюйм
Номинальная температура 400 град. F
перепад давления 8000 фунтов на кв. дюйм
Извлечение жидкости по окружности при поддержке поверхности песка
Дренажный узел радиального зонда Saturn 3D располагает четыре самоуплотняющихся всасывающих отверстия с интервалом 90° относительно стенки ствола скважины, чтобы откачивать жидкость по окружности из пласта вместо того, чтобы направлять ее в единственную точку доступа обычного зонда. Поскольку флюид извлекается из большого объема резервуара, поток легко индуцируется и поддерживается даже для вязких флюидов, а также в малоподвижных и слоистых пластах, для скважинного анализа флюидов (DFA) и отбора проб.
Узел также поддерживает породу по окружности, чтобы предотвратить шлифование и обрушение.
Комплексные исследования давления в пластах с низкой проницаемостью и низкой подвижностью
Технология, благодаря которой трехмерный радиальный зонд Saturn превосходно подходит для извлечения флюидов, также обеспечивает качественное изменение в испытании пластового давления .
Самые высокопроизводительные традиционные инструменты для испытания пласта под определенным давлением могут применяться при подвижности до 0,1 мД/сП. Зонд «Сатурн» может расширить этот диапазон на порядок, до 0,01 мД/сП .
Смоделированное время очистки для радиального зонда Saturn 3D и обычного зонда сверхбольшого диаметра показывает возможное увеличение эффективности отбора проб. Радиальный датчик Saturn 3D представляет собой технологию отбора проб с подвижностью менее 10 мД/сП, при которой обычный датчик уже не может работать эффективно.
Сатурн
Радиальный зонд 3D
Интерпретация
Радиальный зонд Saturn 3D используется с модульным измерителем динамики пласта MDT, чтобы расширить испытания пласта до ранее недоступных флюидов и пластовых сред.
Наши специалисты по оценке резервуаров встречаются с вами, чтобы спроектировать конфигурацию тестера, включающую зонд Saturn и специальные процедуры из широкого спектра доступных тестов продуктивности и проницаемости, а также отбор флюидов и отбор проб, что обычно достигается за один проход инструментария.