- Гюйгенс (зонд)
-
Зонд «Гюйгенс»
Макет зонда «Гюйгенс»Заказчик Производитель Задачи спуск на Титан
Спутник Выход на орбиту 25 декабря 2004 02:00 UTC
Запуск 15 октября 1997 08:43:00 UTC
Ракета-носитель Стартовая площадка Канаверал LC40
NSSDC ID Технические характеристики Масса 319 кг
Размеры 1,3 м в диаметре,
2,7 м (термозащитный панцирь)Мощность 250 Ватт
Срок активного существования 22 дня (всего),
4 ч. (активная фаза)Посадка на небесное тело Координаты посадки , Сайт проекта Зонд «Гюйгенс» на Викискладе Зонд «Гю́йгенс» (англ. Huygens probe) создан Европейским космическим агентством и назван в честь голландского астронома XVII века Христиана Гюйгенса. Зонд был запущен 15 октября 1997 года в связке с космическим аппаратом «Кассини». 25 декабря 2004 года зонд отделился от своего носителя и начал самостоятельное движение к Титану. 14 января 2005 года зонд «Гюйгенс» успешно вошёл в атмосферу Титана и совершил посадку на его поверхность в области, получившей имя Ксанаду. Это была первая в мире посадка, совершенная во Внешней Солнечной системе. Зонд сел на твёрдую поверхность, хотя посадка в океане была также предусмотрена его конструкцией.
Содержание
Цели
Всего Гюйгенс должен был выполнить 5 основных целей[1]:
- Определить физические характеристики атмосферы Титана (плотность, давление, температура и т. д.) в зависимости от высоты;
- Измерить изобилие составляющих атмосферы;
- Исследовать атмосферную химию и фотохимию, особенно в отношении органических молекул, а также формирование и состав аэрозолей;
- Охарактеризовать метеорологию Титана, в частности физику облаков, грозовые разряды, и общую циркуляцию;
- Исследовать физическое состояние, топографию и состав поверхности Титана.
Инструментарий
Для осуществления научных экспериментов зонд Гюйгенс был оснащен шестью инструментами:
- Инструмент определения атмосферной структуры Гюйгенс (англ. Huygens Atmospheric Structure Instrument, HASI) — измерение физических и электрических свойств атмосферы Титана;
- Доплеровский измеритель скорости и сноса (англ. Doppler Wind Experiment, DWE) — изучение направления и силы ветров Титана;
- Формирователь изображений при спуске/Спектральный радиометр (англ. Descent Imager/Spectral Radiometer, DISR) — отображение спуска и исследование уровня освещённости;
- Газовый хроматограф/Масс-спектрометр (англ. Gas Chromatograph/Mass Spectrometer, GC/MS) — идентификация и измерение химического состава атмосферы Титана;
- Коллектор аэрозолей и пиролизер (англ. Aerosol Collector and Pyrolyser, ACP) — анализ атмосферных аэрозольных частиц;
- Пакет для научного исследования поверхности (англ. Surface-Science Package, SSP) — определение свойств поверхности.
Спуск на Титан
Спуск на парашютах сквозь атмосферу спутника занял у «Гюйгенса» 2 часа 27 минут 50 секунд. Столкновение аппарата с поверхностью Титана происходило на скорости 16 км/ч (или 4,4 м/с), при этом приборы испытали кратковременные перегрузки, в 15 раз превышающие ускорение свободного падения на Земле. Этот толчок вывел из строя один из сенсоров, однако несколькими минутами спустя его функционирование возобновилось. Работоспособность зонда превзошла самые оптимистичные ожидания. «Кассини» принимал сигналы «Гюйгенса» на этапе спуска в течение 147 минут 13 секунд и с поверхности — ещё 72 минуты 13 секунд до момента, когда орбитальный аппарат скрылся за горизонт. После этого сигналы зонда некоторое время принимались на радиотелескопе в Австралии, хотя и оказались слишком слабыми, чтобы использовать их в качестве канала передачи информации.
Сам «Гюйгенс» не отправлял информацию непосредственно на Землю. В его задачу входила передача данных «Кассини», который и осуществил дальнейшую её передачу на Землю, когда прититанившийся зонд остался в зоне, невидимой для передачи сигнала. Всего было передано более 500 мегабайт информации, в том числе порядка 350 изображений. Всего планировалось передать на Землю 700 фотографий, но из-за сбоя в компьютерной программе (предположительно по причине ошибок при её разработке) половина изображений, переданных «Гюйгенсом», была утеряна.
Результаты
Основные результаты
Во время спуска «Гюйгенс» отбирал пробы атмосферы. Скорость ветра при этом (на высоте от 9 до 16 км) составила приблизительно 26 км/ч. С помощью внешнего микрофона удалось сделать запись звука этого ветра. Бортовые приборы обнаружили плотную метановую дымку (ярусы облаков) на высоте 18—19 км, где атмосферное давление составляло приблизительно 50 килопаскалей (5,1·103 кгс/м²) или 380 миллиметров ртутного столба. Внешняя температура в начале спуска составляла −202 °C, в то время как на поверхности Титана оказалась немного выше: −179 °C.
Согласно интерпретации данных с зонда «Гюйгенс», сделанной Тэцуо Токано из Кёльнского университета, верхняя часть облаков состоит из метанового льда, а нижняя — из жидких метана и азота[2].
Снимки, сделанные в ходе спуска, показали сложный рельеф со следами действия жидкости (руслами рек и резким контрастом между светлыми и темными участками — «береговой линией»). Однако темный участок, на который спустился «Гюйгенс», оказался твердым. На снимках, полученных с поверхности, видны камни округлой формы размером до 15 см, несущие следы воздействия жидкости (галька).
Изучение свойств грунта было осуществлено с помощью пенетрометра. Первоначально грунт интерпретировали как тонкую корку сравнительно однородной консистенции на более мягкой основе («крем-брюле»). Позже данные пенетрометра были пересмотрены: теперь считается, что при посадке он ударился о гальку, после чего погрузился в грунт, общая консистенция которого соответствует консистенции влажного песка или плотного снега. Зонд погрузился в грунт на глубину 10—15 см. При этом из грунта выделялся метан (его выбросы были зарегистрированы приборами зонда).
Неожиданности
- Одной из первых неожиданностей стало существование на Титане второго, нижнего, слоя ионосферы, лежащего между 40 и 140 км (максимум электропроводности на высоте 60 км).
- Жёлтая метановая дымка, которая так мешает наблюдать поверхность Титана, присутствует в атмосфере на всех высотах, хотя первоначально ожидалось, что ниже 60 км атмосфера будет практически прозрачной.
- Полной неожиданностью для учёных оказалось то, что на высоте около 80 км в атмосфере Титана царит практически мёртвый штиль — сюда не проникают ни ветры, дующие ниже 60 км, ни турбулентные движения, наблюдаемые вдвое выше. Причины такого странного замирания движений пока не удаётся объяснить. Основу атмосферы Титана, как и на Земле, составляет азот. Второй по значимости газ — метан (CH4) — занимает место, в чём-то подобное водяному пару в земной атмосфере. А в нижних слоях атмосферы могут даже образовываться метановые облака[3].
См. также
Примечания
Ссылки
«Гюйгенс» на Викискладе? - NASA Cassini page (англ.)
- ESA Huygens Homepage (англ.)
- ESA — Where is Cassini-Huygens now? (англ.)
Европейское космическое агентство Космодромы Ракеты-носители Центры Европейский центр управления космическими полётами (ESOC) • Европейский центр космических исследований и технологии (ESTEC) • Центре наблюдения Земли ЕКА (ESRIN) • Европейский центр астронавтов (EAC) • Европейский центр космической астрономии (ESAC)
Средства связи Европейская сеть станций слежения за космическим аппаратом (ESTRACK) Программы Cosmic Vision • программа «Аврора» • Европейская геостационарная служба навигационного покрытия (EGNOS) • Программа подготовки будущих стартов (FLPP) • навигационная система Галилео • Глобальный мониторинг окружающей среды и безопасность (GMES) • программа «Живая планета» (LPP) • Программа передачи технологий (TTP)
Предшественники Европейская организация по разработке ракет-носителей (ELDO) • Европейская организация по исследованиям космического пространства (ESRO)
Связанны Арианспейс • ESA Television • Европейская организация спутниковой метеорологии (EUMETSAT) • European Space Camp • Глобальный эксперимент по изучению энергетического и водного цикла (GEWEX) • Planetary Science Archive (PSA)
Наука Солнечная физика ISEE-2 (1977–1987) • Улисс (1990–2009) • SOHO (1995–настоящее время) • Кластер (2000–настоящее время) • Solar Orbiter (2017)
Планетоведение Джотто (1985–1992) • Гюйгенс (1997–2005) • Смарт-1 (2003–2006) • Марс-экспресс (2003–настоящее время) • Розетта (2005–настоящее время) • Венера-экспресс (2005–настоящее время) • BepiColombo (2015) • Марсианский научный орбитальный аппарат (2016) • ExoMars EDM (2016) • ExoMars Rover (2018) • Jupiter Icy Moon Explorer (2022) • MarcoPolo-R (proposal/2022) • Mars Sample Return Mission (предлагается) •
Астрономия
и космологияCos-B (1975–1982) • IUE (1978–1996) • EXOSAT (1983–1986) • Hipparcos (1989–1993) • Хаббл (1990–настоящее время) • Eureca (1992–1993) • ISO (1995–1998) • XMM-Newton (1999–настоящее время) • Интеграл (2002–настоящее время) • COROT (2006–present) • Планк (2009–настоящее время) • Гершель (2009–настоящее время) • Gaia (2013) • Хеопс (2017) • Джеймс Вебб (2018) • Euclid (2019) • EChO (предлагается/2022) • LOFT (предлагается/2022) • Plato (предлагается/2022) • STE-QUEST (предлагается/2022)
Наблюдения Земли первое поколениеMeteosat (1977–1997) • ERS-1 (1991–2000) • ERS-2 (1995–2011) • второе поколение Meteosat (2002–настоящее время) • Энвисат (2002–2012) • Double Star (2003–2007) • MetOp-A (2006–настоящее время) • GOCE (2009–настоящее время) • SMOS (2009–настоящее время) • Криосат-2 (2010–настоящее время) • Swarm (2013) • Sentinel 1 (2013) • ADM-Aeolus (2013) • Sentinel 2 (2014) • EarthCARE (2016) • Sentinel 3 (2017) • третье поколение Meteosat (2017)
Обитаемые ISS contribution (1998–настоящее время) • Коламбус (2008–настоящее время) • Жюль Верн (2008) • Купол (2010–настоящее время) • Иоганн Кеплер (2011) • Эдоардо Амальди (2012) • Albert Einstein (2013) • Европейский манипулятор ERA (2014) • Georges Lemaître (2014)
Телекоммуникация GEOS 2 (1978) • Olympus-1 (1989–1993) • Artemis (2001–настоящее время) • GIOVE-A (2005–настоящее время) • GIOVE-B (2008–настоящее время) • HYLAS (2010–настоящее время) • Галилео IOV (2011) • Галилео FOC (2012) • European Data Relay Satellite (2014)
Технологические
демонстрацииARD (1998) • PROBA (2001–настоящее время) • YES2 (2007) • Proba-2 (2009–настоящее время) • EXPERT (2013) • Proba-V (2013) • Don Quijote (2013 или 2015) • IXV (2014) • LISA Pathfinder (2014) • Proba-3 (2015/16) • MoonNext (2018)
Отменённые Дарвин • Eddington mission • Гермес • Columbus space station • Hopper
Вышедшие из строя GEOS 1 • Кластер • Криосат-1
Будущие Advanced Re-entry Vehicle • XEUS • Дарвин • FLPP • IXV • Mars Sample Return Mission • Proba-3 • Solar Orbiter • Cheops • Laplace • Titan Saturn System Mission
Категории:- 1997 год в космонавтике
- Кассини-Гюйгенс
- События 14 января
- Январь 2005 года
- Титан
Wikimedia Foundation. 2010.