Cassini er den mest sofistikerede rumsonde nogensinde bygget. Lanceret i 1997 som en fælles NASA / European Space Agency-mission, tog det syv år at rejse til Saturn. Siden den gang har den kredset om den sjette planet fra solen og sendt data om enorm videnskabelig værdi og billeder af storslået skønhed.
Relateret indhold
- Hvordan og hvornår fik Saturn de storslåede ringe?
Cassini begynder nu en sidste kampagne. Døbt Grand Finale, det vil slutte den 15. september 2017 med sonden dybt ned i Saturns atmosfære, hvor den vil brænde op. Selvom Saturn blev besøgt af tre rumfartøjer i 1970'erne og 1980'erne, kunne mine kolleger og jeg ikke have forestillet os, hvad Cassini-rummet ville opdage under sit ophold på den ringede planet, da den blev lanceret for 20 år siden.
En enorm storm stormende over Saturns ansigt. På det tidspunkt, dette billede blev taget, 12 uger efter stormen begyndte, var det fuldstændigt pakket rundt om planeten. (NASA / JPL-Caltech / SSI, CC BY) En planet med dynamisk forandring
Massive storme forekommer med jævne mellemrum i Saturns sky-toppe, kendt som Store hvide pletter, der kan observeres af jordbundne teleskoper. Cassini har et forreste sæde til disse begivenheder. Vi har opdaget, at disse storme ligesom jordens tordenvejr indeholder lyn og hagl.
Cassini har kredset Saturn længe nok til at observere sæsonændringer, der forårsager variationer i dets vejrmønstre, ikke i modsætning til årstiderne på Jorden. Periodiske storme vises ofte om sensommeren på Saturns nordlige halvkugle.
I 2010, i det nordlige forår, dukkede en usædvanlig tidlig og intens storm op i Saturns skyetoppe. Det var en storm af en sådan enorm styrke, at den omkransede hele planeten og varede i næsten et år. Det var først, før stormen spiste sin egen hale, at den til sidst sputtede og falmede. At studere storme som denne og sammenligne dem med lignende begivenheder på andre planeter (tror Jupiters store røde plet) hjælper forskere med at forstå vejrmønstre i hele solsystemet, også her på Jorden.
Efter at have lavet hundreder af kredsløb omkring Saturn, var Cassini også i stand til at dybt undersøge andre træk, der kun skimtes fra Jorden eller tidligere sonder. Nære møder med Saturns største måne, Titan, har gjort det muligt for navigatører at bruge månens tyngdekraft til at omdirigere sonens bane, så den kan svinge over Saturns poler. På grund af Saturns stærke magnetfelt er polerne hjemsted for smukke Aurorae, ligesom Jordens og Jupiters.
Saturns seks-sidige hvirvel ved Saturns nordpol kendt som 'hexagon'. Dette er en superposition af billeder taget med forskellige filtre med forskellige bølgelængder af tildelte farver. (NASA / JPL-Caltech / SSI / Hampton University, CC BY) Cassini har også bekræftet eksistensen af en bisarr hexagon-formet polær virvel, der oprindeligt blev skimtet af Voyager-missionen i 1981. Virvelen, en masse hvirvlende gas, der ligner en orkan, er større end Jorden og har topvindhastigheder på 220 mph.
Hjem til dusinvis af forskellige verdener
Cassini opdagede, at Saturn har 45 flere måner end de 17 tidligere kendte - placering af det samlede beløb nu på 62.
Den største, Titan, er større end planeten Merkur. Det har en tæt nitrogenrig atmosfære med et overfladetryk halvanden gang af Jordens. Cassini var i stand til at undersøge under denne månes skydække, opdage floder, der strømmer ind i søer og søer og blev fyldt op med regn. Men i dette tilfælde er væsken ikke vand, men snarere flydende methan og ethan.
Falskfarvebillede af Ligeia Mare, den næststørste kendte væskekrop på Saturns måne Titan. Det er fyldt med flydende kulbrinter. (NASA / JPL-Caltech / ASI / Cornell, CC BY) Det er ikke at sige, at vand ikke er rigeligt der - men det er så koldt på Titan (med en overfladetemperatur på -180 ℃), at vand opfører sig som klippe og sand. Selvom det har alle ingredienserne til livet, er Titan i det væsentlige en "frosset jord", fanget på det tidspunkt i tiden, før livet kunne dannes.
Den sjette største måne af Saturn, Enceladus, er en iskald verden omkring 300 mil i diameter. Og for mig er det stedet for missionens mest spektakulære fund.
Opdagelsen begyndte ydmygt med en nysgerrig blip i magnetfeltlæsninger under den første flyby af Enceladus i 2004. Da Cassini passerede over månens sydlige halvkugle, detekterede mærkelige udsving i Saturns magnetfelt. Fra dette udledte Cassini-magnetometerteamet, at Enceladus skal være en kilde til ioniseret gas.
Fastret instruerede de Cassini-navigatorerne om at foretage et endnu tættere flyby i 2005. Til vores forbløffelse blev de to instrumenter designet til at bestemme sammensætningen af den gas, som rumfartøjet flyver gennem, Cassini Plasma Spectrometer (CAPS) og Ion og Neutral Mass Spektrometer (INMS) bestemte, at Cassini uventet passerede gennem en sky af ioniseret vand. Disse vandlommer skylles ud af revner i isen ved Enceladus 'sydpol og springer ud i rummet med hastigheder op til 800 mph.
Jeg er med på holdet, der gjorde den positive identifikation af vand, og jeg må sige, at det var det mest spændende øjeblik i min professionelle karriere. Hvad Saturns måner angår, troede alle, at alt handlingen ville være hos Titan. Ingen forventede, at små, beskedne Enceladus skulle have nogen overraskelser.
Geologiske aktiviteter, der sker i realtid, er ganske sjældne i solsystemet. Før Enceladus var den eneste kendte aktive verden ud over Jorden Jupiters måne Io, der besidder udbrudte vulkaner. At finde noget der ligner Old Trofast på en Saturn-måne var praktisk talt ufatteligt. Det faktum, at det hele startede med, at nogen bemærkede en underlig læsning i magnetfeltdataene, er et vidunderligt eksempel på den serendipitøse opdagelse.
Geyserkummen på sydpolen af Enceladus, med dens vandstrømme oplyst af spredt sollys. (NASA / JPL-Caltech / Space Science Institute, CC BY) Historien om Enceladus bliver kun mere ekstraordinær. I 2009 blev plommerne direkte afbildet for første gang. Vi ved nu, at vand fra Enceladus omfatter den største bestanddel af Saturns magnetosfære (det område af rummet, der kontrolleres af Saturns magnetfelt), og lodene er ansvarlige for selve eksistensen af Saturns enorme E-ring, den anden yderste ring af planeten.
Mere forbløffende ved vi nu, at under Enceladus-skorpen ligger et globalt hav af flydende saltvand og organiske molekyler, der alle opvarmes af hydrotermiske åbninger på havbunden. Detaljeret analyse af røgene viser, at de indeholder kulbrinter. Alt dette peger på muligheden for, at Enceladus er en oceanverden, der skaber liv, lige her i vores solsystem.
Når Cassini dykker ned i skyetoppene i Saturn senere på året, markerer det afslutningen på en af de mest succesrige opdagelsesmissioner, som nogensinde er blevet lanceret af menneskeheden.
Forskere overvejer nu målrettede missioner til Titan, Enceladus eller muligvis begge. En af de mest værdifulde lektioner, man kan tage fra Cassini, er behovet for at fortsætte med at udforske. Så meget som vi lærte fra det første rumfartøj at nå Saturn, forberedte intet os på, hvad vi ville finde med Cassini. Hvem ved hvad vi finder næste gang?
Denne artikel blev oprindeligt offentliggjort på The Conversation.
Dan Reisenfeld, professor i fysik og astronomi, University of Montana
