كاسيني-هويجنز

كاسيني-هويجنز حول زحل في رسم فني

مهمة كاسيني-هويجنز (بالإنجليزية: Cassini–Huygens)‏ والتي تُسمى عادة كاسيني كانت مشروع تعاون مشهجر بين ناسا ووكالة الفضاء الأوروبية ووكالة الفضاء الإيطالية لإرسال مسبارين لدراسة كوكب زحل ونظامه، بما في ذلك حلقاته وأقماره الطبيعية. كانت مركبة فلاج شيب الروبوتية غير المأهولة تضم جميع من المسبار كاسيني الخاص بناسا، وهويجنز مسبار الإنزال الذي هبط على سطح تيتان أكبر أقمار زحل. كان كاسيني رابع مسبار فضائي يزور زحل وأول مسبار يدخل مداره. تمت تسمية المسبارين على أسماء جميع من الفلكيين جيوفاني كاسيني وكريستيان هويجنز.

أُطلِق كاسيني على متن الصاروخ تيتان أربعة في 15 أكتوبر 1997. وكان نشطًا في الفضاء لأكثر من 19 سنة، منها 13 سنة قضَّاها في مدار زحل يقوم بدراسة الكوكب ونظامه في دخوله في المدار في 1 يوليو2004. وقد تضمنت الرحلة إلى زحل طيران قريب من الزهرة (أبريل 1998 ويوليو1998)، والأرض (1999 أغسطس) والكويكب ماسورسكاي 2685 والمشتري (ديسمبر 2000). وقد انتهت المهمة في 15 سبتمبر 2017 عندما ولج كاسيني في غلاف زحل الجوي العلوي واحترق. وذلك من أجل تجنب خطر التلوث البيولوجي لأي من أقمار زحل التي لديها بيئات نشطة والتي يُحتمل حتى تكون صالحة للحياة. ويُنظر إلى المهمة على نطاق واسع على أنها نجحت بشكل فاق التسقطات. وقد وصفها مدير قسم العلوم الكوكبية في ناسا بأنها "مهمة الأوائل"، والتي أحدثت ثورة في الفهم الإنساني لنظام زحل الذي يضم أقماره وحلقاته، وفي فهمنا عن الأماكن التي يمكن العثور عن حياة فيها في النظام الشمسي.

مهمة كاسيني الأصلية كان مخططًا لها حتى تستمر لأربع سنوات، من يونيو2004 إلى مايو2008. تم تمديد المهمة لسنتين أخرتين حتى سبتمبر 2010، ووُصفت بمهمة اعتدال كاسيني الشمسي (Cassini Equinox Mission). ثم مُددت المهمة للمرة الثانية والأخيرة مع مهمة انقلاب كاسيني الشمسي (Cassini Solstice Mission)، دامت لسبع سنوات أخرى حتى 15 سبتمبر 2017، في الوقت الذي دار فيه كاسيني ليحترق في الغلاف الجوي العلوي لزحل.

سافر المسبار هويجنز مع كاسيني حتى انفصاله في 25 ديسمبر 2004، وهبط بواسطة مظلة هبوط على تيتان في 14 يناير 2005. وأوفد البيانات إلى الأرض لمدة 90 دقيقة. كان هذا هوأول هبوط يتم انجازه في النظام الشمسي الخارجي وأول هبوط على سطح قمر غير قمر الأرض.

وفي نهاية المهمة نفذ المسبار كاسيني (جراند فاينال) "النهاية العظمى" (بالإنجليزية: Grand Finale)‏ لمهمته: عدد من مرات المرور المحفوف بالمخاطر عبر فجوات زحل وحلقاته الداخلية. وكان الغرض من هذه الفترة هوتعظيم نتائج كاسيني الفهمية قبل التخلص من المسبار.ودخول كاسيني الغلاف الجوي أنهى المهمة، غير حتى تحليل البيانات التي تم إرسالها إلى الأرض يفترض أن يستمر لسنوات عديدة.

الرحلة

بدأت الرحلة الفضائية عام 1997 بعد حتى نجحت وكالة الفضاء الأوروبية في خلق المسبار الفضائي "هويجنز" وأطلقته بالتعاون مع وكالة ناسا لابحاث الفضاء على ظهر سفينتها الفضائية "كاسيني". وفي شهر ديسمبر 2004 وصلت السفينة إلى مجال كوكب زحل بعد حتى بترت 3,5 مليار كيلومتر واكملت اقترابها من القمر تيتان، فانفصل المسبار هويجنز عن السفينة الأم وأكمل طريقه في اتجاه القمر، وبدأ المسبار هويجنز بالتوجه بهدوء نحوالقمر تيتان منذ انفصاله عن مركبة كاسيني الفضائية في 24 ديسمبر 2004، أما السفينة كاسيني فستبقى تدور في مجال زحل حتى عام 2008 لأغراض البحث. ويزن المسبار الذي يأخذ شكل طبق طائر صغير حوالي 340 كيلوجرام، ويخترق اليوم المجال الجوي الكثيف للقمر بسرعة تصل إلى 21000 كم/الساعة. بعدها تُكبح سرعته عن طريق ثلاث مظلات تُفتح تباعاً حتى تصل سرعته إلى 45 كم/الساعة.

التقط المسبار صور يومستة يونيو2009، للقطب الشمالي من قمر تيتان، تظهر الليل والنهار في النصف الشمالي لأكبر قمر تابع لكوكب زحل، باستخدام مرشحات طيفية زرقاء وحمراء وخضراء اختلطت جميعا لخلق الألوان الطبيعي الظاهر في الصورة. وكان المسبار على بعد حوالي 194 كم من الكوكب حين التقط صورا بمقياس رسم 11 كم لكل بيكسل. بينت تلك المعطيات ان القمر تيتان فيه تضارييس جبلية، ووديان رملية، والكثير من البحيرات، بل وربما براكين، وهي في مجموعها تجعله قريب الشبه جدا من كوكب الأرض.

تجهيزات

صاروخ تيتان أربعة ب يحمل المسبار كاسيني-هيجنز على منصة الإقلاع.

يحمل المسبار "كاسيني" ستة أجهزة قياس خاصة، تقوم بالتقاط الصور وبجمع البيانات عن الضغط ودرجة الحرارة وطبيعة التفاعلات الكيميائية العضوية. وهومزود بجهار للتصوير بالرادار وفي نطاق الضوء المرئي، وجهاز تصوير في نطاق الأشعة تحت الحمراء ومحلل للغبار الكوني ومطياف للبلازما ومطياف للأشعة فوق البنفسجية. وجهاز قياس المغناطيسية ومطياف الكتلة.

ويحتوي كاسيني على هوائي للاتصال بالأرض وللقيام بمشاهدات عن جوقمر زحل تيتان ولقياس مجال الجاذبية لهذالقمر ولزحل. ويبث المسبار المعلومات التي جمعها إلى السفينة الأم "هيجنز"، والتي بدورها تبثها إلى الأرض لتصل إلى قاعدة "دارمشتادت" بعد مرور 67 دقيقة على إرسالها.وسم <ref> غير سليم؛ أسماء غير سليمة، على سبيل المثال كثيرة جدا

تكلفة البعثة

أعربت ناسا تكلفة بعثة كاسيني-هيجنز إلى كوكب زحل كلآتي ::

تطوير قبل الإقلاع: 1,422 مليار دولار
تعضيد البعثة: 710 مليون دولار
متابعة البعثة : 54 مليون دولار
الإقلاع: 442 مليون دولار
مصروفات ايسا: 500 مليون دولار (منها 120 مليون يورومن ألمانيا )
مصروفات إيه إس أي إيطاليا: 160 مليون دولار
التكلفة الكلية : 3,288 مليار دولار

المسار إلى زحل

مسار المسبار كاسيني-هيجنز إلى زحل (الانطلاق 15 سبتمبر 1997 المرور ب المشتري 30 ديسمبر 2000 والوصول إلى زحل في 1 يوليو2004.)

أقلع مسبار كاسيني-هويجنز على قمة صاروخ تيتان أربعة ب يوم 15 سبتمبر 1997 من مركز كينيدي للفضاء في كيب كانافيرال. وكان على قمة الصاروخ تيتات 4ب الفترة العليا سنتاور التي تحمل المسبار وأعطت المسبار سرعةثمانية كيلومتر في الثانية ووجهته في مسار أولي إلى الزهرة. واختير المسار الأولي إلى الزهرة حيث حتى الصاروخ لا يستطيع تسريع المسبار بالسرعة الكافية وقدرها 1 و15 كيلومتر في الثانية لبلوغ زحل (في ذلك الوقت كان تيتان 4ب هوأقوي صاروخ).

وطبقا للخطة يعبر المسبار خلال دورتين حول الشمس والزهرة فتعطياه الدفعة المقلاعية اللازمة بواسطة الجاذبية، وكانت الدفعة الأولى في أبريل 1998 والثانية في يونيو1999، ارتفعت خلالهما سرعة المسبار منثمانية كيلومتر/الثانية إلىستة و13 كيلومتر/الثانية. وقبل التوجه إلى الكواكب الخارجية مر المسبار يوم 18 أغسطس 1999 بالأرض التي دفعته هي الأخرى دفعة جاذبية مقلاعية حملت سرعته إلى 19 كيلومتر/الثانية ووجهته إلى المشتري.

خلال تلك الفترة الأولى من البعثة كان الهوائي عالي الكسب (في شكل الطبق) موجها إلى الشمس بحيث يقي المسبار من الإشعاع. وفي يوم 23 يناير 2000 حصل اقتراب بالمذنب 2685 ماسورزكي.

المرور بالمشتري

صورة المشتري.

بعد المرور بالأرض سار كاسيني في طريقة إلى المشتري أكبر كواكب المجموعة الشمسية. في 1 أكتوبر 2000 قام كاسيني بتصوير المشتري من على بعد ثلاثة و84 مليون كيلومتر.

واستطاع كاسيني خلالخمسة أشهر تالية تسجيل مشهداته عن المشتري وأقماره ويكمل ما قام به من قبل مسبار جاليليومن مشاهدات والتي اهتمت بمشاهدة الأقمار.

وقام كاسيني بتصوير المشتري عالية الوضوح، مجموع الصور 26.287، واستطاع التصوير باستخدام مرشحات لتجميع معلومات عن توزيع الغازات في جوالمشتري.

خلال شهر ديسمبر اتيحت الفرصة لكاسيني لتصوير بعض أقمار المشتري. ونظرا لأن البعد بين كاسيني وبينها أربعة و4 كيلومتر فظهرت صغيرة. ولكن أمكن تحليل الصور وعين شكل أحدها مستطيلا بمقاييس (120 km × 150 km)

واستطاع جهاز التصوير المغناطيسي قياس المجال المغناطيسي للمشتري في ثلاثة أبعاد. وفي يوم 22 مارس انتهت مشاهدات المشتري وواصل كاسيني مساره إلى زحل حيث أنه يشكل البعثة الرئيسية.

وقود نووي يمد كاسيني بالطاقة

مبتر في أحد بطاريات البلوتونيوم-238.

صورة لبطارية بلوتونيوم-238

إحدى كبسولات البلوتونيوم-238 متوهجة بسبب أشعاعها جسيمات ألفا، ويمكن لحرارتها إنتاج كهرباء بواسطة مزدوجة حرارية.

نظرا لبعد زحل عن الشمس فلا تكفي الألواح الشمسية بمد كاسيني بالطاقة. لهذا تستخدم ثلاثة بطاريات نووية لمده بالطاقة الحرارية والكهربائية اللازمتين لتشغيل أجهزته.

تحتوي جميع بطارية على 2و12 كيلوجرام من أكسيد البلوتونيوم، من ضمنها 7و9 كيلوجرام بلوتونيوم-238 . البلوتونيوم-238 يسخن بسبب قدرته الإشعاعية حيث أنه يشع أشعة ألفا .تنتج جميع بطارية 4400 واط حرارة . يتحول جزء من تلك الطاقة الحرارية إلى طاقة كهربائية بواسطة مزدوجة حرارية ذات كفاءة 7% .

تبلغ إنتاج البطارية الواحدة عند بدء الرحلة 285 واط (أي تنتج الثلاثة بطاريات 855 واط) كهرباء. تنخفض تلك الطاقة بانخفاض إشعاع البلوتونيوم-238 بمرور الزمن (عمر النصف: 83 سنة) ، أي ما يعادل 1و3% سنويا . انتجت البطاريات 670 واط طاقة كهربائية في عام 2010 ، وعند نهاية البعثة في عام 2017 ستصل الطاقة الكهربائية الناتجة نحو605 واط.

بعثة كاسيني-هيجنز

الانفصال

مسار كاسيني-هيجنز قبل الانفصال بثلاثة أسابيع.

في يوم 25 ديسمبر 2004 في تمام الساعة ثلاثة بتوقيت وسط أوروبا انفصل كاسيني عن هيجنز وذلك بانفجار ثلاثة عبوات صغيرة جعلت كاسيني يبتعد عن هيجنز بسرعة 35 و0 متر/ الثانية. وبعد 12 ساعة من الانفصال قامت المركبة الفضائية كاسيني بالتقاط صورة للمسبار هيجنز تؤيد حتى المسبار في مساره السليم. وطبقا للخطة الموضوعة لمسار الطيران يصل هيجنز بعد الانفصال إلى تيتان بعد 21 يوم للهبوط عليه.

المسبار هويجنز

الهبوط على تيتان

في 14 يناير - بعد ثلاثة أسابيع من الانفصال - بدأت البعثة الفهمية لهيجنز. وفي الآتي نصف الأحداث بحسب توقيت وسط أوروبا،

سطح القمر تيتان كما صورته الكاميرا VIMS.

حيث أوفد هيجينز المعلومات بمعدلثمانية كيلوبايت /الثانية إلى كاسيني التي قام بتخزينها لإرسالها إلى الأرض بعد نهاية بعثة كاسيني هيجنز :

11:13 يدخل هيجنز جوتيتان من ازدياد 1200 كيلومتر

11:17 تبلغ سرعة المسبار 400 متر في الثانية وعلى ازدياد 180 كيلومتر تنفتح مظلة الهبوط. تعمل المظلة الابتدائية على فصل درع الحماية الحراري وبعدها بخمسة و2 ثانية تنفتح المطلة الرئيسية.

11:18 على ازدياد 160 كيلومتر ينفصل الدرع الواقي من الحرارة السفلي، بذلك يمكن تشغيل المطياف الراديوي أثناء الهبوط ليصور المناظر أسفله ويحلل الطيف.

11:32 Der تنفصل المظلة الرئيسية على ازدياد 125 كيلومتر وانفتاح المظلة الثالثة والأخيرة.

11:49 على ازدياد 60 كيلومتر يشتغل جهاز تحليل الجو.

12:57 تشغيل جهازي كروموجراف ومطياف الكتلة

13:30 إنارة لمبة الكاميرا للقيام بالتصوير وتحليل طيف الضوء المنعكس من سطح تيتان

13:34 سرعة هيجنز 17 كيلومتر / الساعة ويهبط بسلام على السطح. تبلغ درجة الحرارة -180 درجة مئوية والضغط 1467 مللي بار.

15:44 هيجنز يفقد الاتصال بكاسيني نظرا لافتقاد الرؤية بينهما، وتنتهي البعثة.

16:14 يوجه كاسيني هوائيه إلى الأرض ويرسل المعلومات التي اختزنها.

صور لزحل

القمر فوبي
التوزيع الحراري لحلقات زحل (الألوان اختيارية، أحمر : −163 درجة مئوية, وأزرق: −203 C°
سطح القمر إنكلادوس
القمر هايبرون
رسم يوضح انحناء شعاع الاتصال تحت تأثير جاذبية الشمس ، طبقا للـ نظرية النسبية (شعاع الاتصال بين كاسيني-هويجنز والأرض)

اكتشاف أقمار زحل

عدد الأقمار لزحل التي تم للمركبة الفضائية كاسيني اكتشافهاسبعة أقمار تدور حوله. وعن طريق الصور التي التقطها كاسيني حول زحل اكتشف الفهماء أقمار زحل "ميثون" ، و"بالين" و"بوليدويسيس " في عام 2004 , مع حتى صور فوياجر 2 قد صورت القمر بالين في عام 1981 عندما عبرت الفضاء بالقرب من كوكب زحل.

اكتشاف قمر زحل المسمى "دافنيس" Daphnis.

وفي 1 مايو2005 اكتشف قمر جديدا وسمي فيما بعد "دافنيس". ثم اكتشف قمر خامس بواسطة كاسيني في 30 مايو2007 سمي فيما بعد "أنثي". ثم أصدرت ناسا في ثلاثة فبراير 2009 نبأ اكتشاف قمر حديث لكوكب زحل، وهذا القمر يبلغ قطره 3و1 ميل، ويوجد في الحلقة G-ring ، إحدى حلقات زحل. وقد سمي هذا القمر "أغايون". ). ثم صدرت نشرة في 2 نوفمبر 2009 تفصح عن اكتشاف قمر سابع لزحل، تم اكتشافه في 26 يوليو2009. ويبلغ قطر هذا القمر نحو300 متر وهويوجد في الحلقة B-ring .

وفي 14 أبريل 2014 اعلن الباحثون في ناسا عن احتمال بدء قمر حديث في الحلقة A Ring لكوكب زحل.

انظر أيضا

تقاعد كاسيني
فوياجر 1
فوياجر 2

مراجع

^ المؤلف: جوناثان ماكدويل — الناشر: جامعة الفضاء الدولية
^ "Outer Planets Flagship - Science Mission Directorate". NASA. مؤرشف من الأصل في 13 مايو2017.
^ Corum, Jonathan (December 18, 2015). "Mapping Saturn's Moons". نيويورك تايمز. مؤرشف من الأصل في 12 يونيو2018. اطلع عليه بتاريخ 18 ديسمبر 2015.
^ "Saturn Plunge Nears for Cassini Spacecraft". NASA - National Aeronautics and Space Administration (باللغة الإنجليزية). August 29, 2017. مؤرشف من الأصل في 30 أبريل 2019. اطلع عليه بتاريخ 30 أغسطس 2017.
^ Overbye, Dennis (September 8, 2017). "Cassini Flies Toward a Fiery Death on Saturn". نيويورك تايمز. مؤرشف من الأصل في 16 مارس 2018. اطلع عليه بتاريخعشرة سبتمبر 2017.
^ Mosher, Dave (April 5, 2017). "NASA will destroy a $3.26 billion Saturn probe this summer to protect an alien water world". Business Insider. مؤرشف من الأصل في 02 يناير 2018. اطلع عليه بتاريخ May 2, 2017.
^ Chang, Kenneth (May 3, 2017). "The 'Sounds' of Space as NASA's Cassini Dives by Saturn". The New York Times. مؤرشف من الأصل في 27 أغسطس 2017. اطلع عليه بتاريخ May 3, 2017.
^ Videos | Cassini's First Dive Between Saturn and Its Rings نسخة محفوظة 07 يونيو2017 على مسقط واي باك مشين.
^ Brown, Dwayne; Cantillo, Laurie; Dyches, Preston (September 15, 2017). "NASA's Cassini Spacecraft Ends Its Historic Exploration of Saturn". ناسا. مؤرشف من الأصل فيتسعة مايو2019. اطلع عليه بتاريخ 15 سبتمبر 2017.
^ Chang, Kenneth (September 14, 2017). "Cassini Vanishes Into Saturn, Its Mission Celebrated and Mourned". نيويورك تايمز. مؤرشف من الأصل في 08 يوليو2018. اطلع عليه بتاريخ 15 سبتمبر 2017.
^ Our Saturn years' - Cassini-Huygens' epic journey to the ringed planet, told by the people who made it happen". BBC News. مؤرشف من الأصل في 28 يونيو2018. اطلع عليه بتاريخ 14 سبتمبر 2017.
^ مسبار كاسيني يبعث بصور ملونة لأكبر أقمار زحل محيط، تاريخ الولوج 07/08/2009 نسخة محفوظة 17 ديسمبر 2019 على مسقط واي باك مشين.
^ ناسا: أحد اقمار زحل شبيه جدا بالارضبي بي سي، تاريخ الولوج 07/08/2009 نسخة محفوظة 04 أبريل 2015 على مسقط واي باك مشين.
^ , Zugriff am 6. Dezember 2009 نسخة محفوظة 13 أبريل 2016 على مسقط واي باك مشين.
^ , Zugriff am 14. Januar 2010 نسخة محفوظة 25 يناير 2010 على مسقط واي باك مشين.
↑ , Zugriff am 7. Februar 2010 نسخة محفوظة 08 أغسطس 2017 على مسقط واي باك مشين.
↑ . Zugriff am 29. August 2009 نسخة محفوظة 07 أغسطس 2017 على مسقط واي باك مشين.
^ Wayne A. Wong: Advanced Radioisotope Power Conversion Technology Research and Development. NASA, 2004-12-00, S. 6. Retrieved on 2012-12-04. (PDF; 600 kB, en)
^ Todd J. Barber – Insider’s Cassini: Power, Propulsion, and Andrew Ging, 23. August 2010. Zugriff am 18. Dezember 2010 نسخة محفوظة 14 أبريل 2016 على مسقط واي باك مشين.
^ , 11. Januar 2005. Zugriff am 28. Februar 2010 نسخة محفوظة 26 أكتوبر 2012 على مسقط واي باك مشين.
^ , Zugriff am 28. Februar 2010 نسخة محفوظة 15 سبتمبر 2017 على مسقط واي باك مشين.
^ , Zugriff am 1. März 2010 نسخة محفوظة 17 مايو2011 على مسقط واي باك مشين.
^ Meltzer 2015, pp. 346-351
^ "Newest Saturn moons given names", BBC, February 28, 2005, مؤرشف من الأصل في 14 مايو2019, اطلع عليه بتاريخ September 1, 2016 CS1 maint: ref=harv (link)
^ Spitale, J. N.; Jacobson, R. A.; Porco, C. C.; Owen, W. M., Jr. (2006). imaging observations". The Astronomical Journal. 132 (2): 692–710. Bibcode:2006AJ....132..692S. doi:10.1086/505206. مؤرشف من الأصل (PDF) فيعشرة أبريل 2020.
^ "Surprise! Saturn has small moon hidden in ring". NBC News. March 3, 2009. مؤرشف من الأصل في 17 ديسمبر 2013. اطلع عليه بتاريخ 29 أغسطس 2015.
^ Daniel W. E. Green (November 2, 2009). "IAU Circular No. 9091". Ciclops.org. مؤرشف من الأصل فيخمسة أكتوبر 2018. اطلع عليه بتاريخ 20 أغسطس 2011.
^ Platt, Jane; Brown, Dwayne (April 14, 2014). "NASA Cassini Images May Reveal Birth of a Saturn Moon". ناسا. مؤرشف من الأصل فيعشرة أبريل 2019. اطلع عليه بتاريخ 14 أبريل 2014.

وصلات خارجية

في كومنز صور وملفات عن: كاسيني-هويجنز

الصور المرسلة من المسبار الفضائي
main page at ناسا
Cassini Mission Homepage by the مختبر الدفع النفاث
Mission Profile by NASA's Solar System Exploration
Cassini Imaging Homepage
DESCANSO DSN Telecom information
CASSIE interactive web-browser-based mission explorer/simulator
Cassini information by the National Space Science Data Center (NSSDC).
Photo Gallery - full coverage
Outside In - film animated from hundreds of thousands of still Cassini photographs
Cassini's Tour de Saturn part A, B, C, D, E, F – descriptions of the 4-year tour of Saturn by Bruce Moomaw
SpaceflightNow news coverage of the mission
Countdown to Cancel the Cassini Space Probe by the Baltimore Peace Network in 1997 due to concerns over the use of plutonium