Orbitador Cassini - Sonda Huygens

postado em 15/09/2017

Orbitador Cassini - Sonda Huygens

Conclui Missão Pioneira em Saturno

15 de setembro de 2017

A missão internacional da Cassini concluiu sua notável exploração do sistema saturno, num estilo memoravelmente espetacular! Mergulhando na atmosfera do planeta de gás...

Cassini Grande Final. Crédito: NASA / JPL-Caltech

Orbitador Cassini - Sonda Huygens é a primeira a entrar na atmosfera de Saturno, após 12 anos na órbita do planeta dos anéis inicia a manobra derradeira, que a levará lentamente através dos anéis, em orbitas cada vez mais baixas, numa lenta viagem para seu último mergulho na densa e enigmática atmosfera de Saturno. Neste momento, em que os controladores de terra esperam ouvir pela última vez os sinais da Cassini, lançando-se em direção ao seu próprio fim, os cientistas esperam ainda obter novos dados sobre o planeta, pois durante essas derradeiras órbitas a 1710, 1630 e a 1010 km de altitude, acima das densas nuvens que envolvem Saturno, a sonda ainda deverá registrar e enviar para Terra, vários dados sobre a temperatura, as auroras boreais e os vórtices polares, sobre os quais, os cientistas esperam ganhar novos conhecimentos.

A missão Cassini-Huygens é um projeto cooperativo entre a NASA, a Agência Espacial Européia ESA e a Agência Espacial Italiana ASI, sendo que a JPL, uma divisão do Instituto de Tecnologia da Califórnia em  Pasadena, administra a missão da "Direção da Missão da Ciência da NASA" em Washington.

A missão Cassini-Huygens foi uma missão espacial não tripulada que começou em 15 de outubro de 1997, enviada em missão chamada Missão Saturno, pois foi enviada ao planeta Saturno e seu sistema de luas.

Um projeto conjunto da NASA, ESA e ASI, ela consistia de dois elementos principais, o orbitador Cassini e a sonda Huygens.

Wikipédia

Lançamento ocorrido em 15 de outubro 1997

do Complexo de Lançamento Espacial 40

na Estação da Força Aérea do Cabo Canaveral, Florida

Orbitador Cassini / Sonda Huygens

Missão Saturno

Por ocasião da Missão Saturno

Completar 10 anos

Em 1 de julho de 2004, a nave espacial Cassini-Huygens alcançou uma façanha que nenhuma outra arte havia feito antes. Depois de completar uma queima final, seu motor principal cortou, e, a embarcação se inseriu em órbita em torno do gigante de gás Saturno.

A missão original deveria durar quatro anos, no entanto, devido ao seu sucesso, a NASA estendeu três vezes a missão da Cassini. Ao longo da última década, houveram descobertas científicas inovadoras com envio de imagens do sistema Saturno em detalhes sem precedentes.

Linda Spilker, gerente de projeto do Jet Propulsion Laboratory (JPL) da NASA, comentou:

"Ter uma nave funcional e de longa vida em Saturno, nos proporcionou uma oportunidade preciosa. Ao termos uma década com a Cassini, tivemos o privilégio de testemunhar eventos nunca antes vistos, que estão mudando a nossa compreensão de como os sistemas planetários se formam, e quais condições podem levar a habitats para a vida ".

A Terra vista de Saturno,

aparece como um

minúsculo e pálido ponto azul!

Crédito de Imagem:

NASA / JPL - Caltech /Space Science Institute

A espaçonave Cassini foi composta por uma órbital (Cassini) e uma sonda da Agência Espacial Européia (ESA) equipada com um total de 18 instrumentos diferentes equipados para um planejado 27 investigações científicas do planeta anelado e suas luas numerosas.

Os diferentes recursos da Cassini são recursos quase humanos, talvez o mais intrigante seja seu sistema de antena. A nave espacial é capaz de "ver" em comprimentos de onda, coisa que não podemos, e, pode "sentir" praticamente os campos magnéticos e pequenas partículas de poeira desse sistema maciço.

A Cassini está equipada com uma antena de alto alcance, essencial para se comunicar com a equipe na Terra, e, duas antenas de baixo ganho como backup em caso de falha de energia ou outra emergência. Ela foi a primeira nave espacial a orbitar Saturno. Em dezembro de 2004, a sonda Huygens se separou do orbitador Cassini e em 14 de janeiro de 2005 entrou na atmosfera e pousou na superfície de Titã, o maior satélite de Saturno, transmitindo imagens e dados para a Terra.

Em 2005, a sonda Huygens nomeada pelo astrônomo holandês que descobriu Titã,  tem a distinção de ser a primeira sonda a aterrizar em uma lua no sistema solar externo.

A sonda Huygens demorou duas horas e 27 minutos para descer à superfície de Titã, e revelou que o ambiente de Titã era semelhante ao da Terra antes da evolução da vida - com chuva de metano e uma atmosfera composta de hidrocarbonetos como benzeno.

Com a ajuda de Cassini e Huygens, os cientistas aprenderam mais do que nunca, sobre a maior lua de Saturno, Titã. Descobri-se que o companheiro de Saturno tem muitas características semelhantes à da Terra, como chuva, vento e até lagos. No entanto, a chuva no Titã é composta de metano.

Titã é o corpo mais químicamente complexo em nosso sistema solar fora do nosso próprio mundo. A atmosfera é um "zoológico" de partículas que contém algumas das moléculas mais raras e complexas já descobertas.

A sonda Huygens também tem a distinção de ser a primeira a registrar temperaturas atmosféricas no satélite Titã.

Sonda Huygens - aterrissagem em Titã

Crédito de Imagem: NASA / JPL - Caltech /Space Science Institute

Saturno e suas 62 luas

Cassini colide com Saturno 

Impressionantes imagens

Cassini em Saturno

Lua Enceladus

O Orbitador Cassini chocou os cientistas, quando observou plumas geladas na lua saturna Enceladus, tanto que a missão foi alterada para ter uma aparência melhor.

Após uma nova inspeção, Cassini descobriu a presença de água nessas plumas geladas. A vida como a conhecemos é dependente da água, então esta foi considerada uma descoberta importante. Os dados mostraram evidências de um oceano subterrâneo no Enceladus, aumentando assim o seu apelo e a urgência de estudá-lo com maior detalhe.

Achados recentes sugerem que a lua tem um oceano escondido.

O voo rasante ocorreu em 2015, quando a nave conseguiu "sugar" amostras das plumas, gases que saem entre as fendas da lua. A Encélado tem um oceano subterrâneo coberto por uma camada de gelo, com líquidos e gases escapando pelas rachaduras.

Formas de vapor de água e gelo vistas pela Cassini na Nasa pulverizando fissuras na região polar sul de Enceladus.

Concepção artística Nasa

Peggy
Uma  nova lua que se forma   

A mancha brilhante na borda inferior do anel é estimado em cerca de 750 km de comprimento e mostra onde Peggy estaria sendo formada.

Foto: NASA/JPL/Caltech/SSI

Ao longo dos primeiros dez anos, Cassini passou uma grande parte do seu tempo, observando e estudando o sistema de anel maciço em torno de Saturno, nomeando-os em ordem de sua descoberta e rotulados com letras do alfabeto a partir do mais próximo do planeta, são: D, C, B, A, F, G e E.

na imagem abaixo, pode-se notar a sombra que os anéis fazem sobre a parte sul do planeta.

Cassini observou os sistemas de anel mais ativos e potencialmente caóticos de nosso sistema solar como  o anel F de Saturno, o mais externo.

Dois novos dados tênues foram encontrados na região entre o anel A e Prometeu.

Satélite Prometeu - Wikipédia

R/2004 S1

A cada período orbital o satélite Prometeu cria falhas na faixa mais interna do anel F e ondulações nas regiões mais distantes. 

Prometeu também é responsável pelo espalhamento de partículas do anel F e um este é um comportamento similar que ocorre no anel R/2004 S2.

 Satélite  Atlas        

Satélite Atlas - R/2004 S2

                 Wikipédia

Com 32 kilometros de diámetro, vemos imagem do Satélite Atlhas como um ponto brilhante acima do anel F.

• As simulações numéricas mostraram que Prometeu não influencia o anel R/2004 S1, mas Atlas é responsável pela formação de três regimes neste anel, como é esperado para o caso de um satélite imerso em um anel.

• A determinação das ressonências de corrotação e de Lindblad mostrou que há sobreposição entre ressonências na região do anel R/2004 S2 ( anel A) e o cálculo do expoente de Lyapunov revelou que o anel R 2004 S2 (anel A) está em uma região caótica.

Quando os efeitos de pressão de radiação solar são considerados partículas micrométricas na região do anel F, estas decaem e colidem com Prometeu -R/2004 S1 exceto algumas partículas com raio de 1 que cruzam a órbita do satélite e atingem a região de Atlas - R/2004 S2. O comportamento do anel F - R/2004 S1 também é alterado também causando colisão de partículas com Atlas e também o decaimento de partículas em direção ao anel A.

SFAIR, Rafael. Análise da região do anel F de Saturno. 2007.89 f

Na sequência de filmes tomada pela Cassini se tem uma imagem fixa, dada pela corrente de jato em forma de hexágono colorida na atmosfera de Saturno acima do pólo norte,e também, conseguimos capturar a primeira vista completa do hexágono do norte de Saturno.

Crédito da foto: NASA / JPL-Caltech / SSI / Hampton University

As regiões polares de Saturno foram uma mina de ouro científica, pesquisadores surpreendentes com um fluxo de jato hexagonal maciço de longa duração no Norte e furacões nos pólos Norte e Sul.

Embora a causa dessas tempestades maciças ainda fossem indeterminada, Cassini passa os próximos três anos estudando-os com maior detalhe, na esperança de descobrir suas propriedades, bem como a forma como elas se formaram.

Crédito da Foto Nasa/JPL

A radiação quilométrica de Saturno é uma emissão de ondas de rádio do gigante de gás. Emissões semelhantes foram descobertas provenientes de Júpiter e ajudaram os cientistas a determinar a taxa diária de rotação de Jupiter, no entanto, Saturno se tornou mais complexo. A taxa de rotação é diferente em cada hemisfério e também parece variar de acordo com as estações de Saturno. Atualmente, não conhecemos o período do dia em Saturno.

No final de 2016, Cassini estará começando sua missão final, o que veio a chamar de "The Cassini Grand Fi-nale". Durante esta missão, fará um conjunto arriscado de órbitas, voando alto acima do pólo norte de Saturno e passando pelo estreito anel F. Também examinará as plumas geladas encontradas em Enceladus, e voará entre o planeta e a maioria dos anéis internos num total de 22 vezes.

Cassini espia o planeta gigante de gelo

Uranus

NASA / JPL-Caltech / Space Science Institute

Esta visão da nave espacial Cassini da NASA possui um planeta azul, mas ao contrário da visão de 19 de julho de 2013 (PIA17172) que apresentou nosso planeta natal, este orbe azul é Urano, registrado pela Cassini que capturou sua primeira imagem do planeta gigante de gelo azul pálido Urano na distância além dos anéis de Saturno.

A nave espacial robótica desviou brevemente o olhar da beleza aninhada de Saturno em 11 de abril de 2014, para observar o planeta distante, que é o sétimo planeta do sol.

Os planetas Uranus e Netuno às vezes são chamados de "gigantes de gelo" para distingui-los de seus irmãos maiores, Júpiter e Saturno, os clássicos "gigantes do gás". O apelido deriva do fato de que uma parte comparativamente grande da composição dos planetas consiste de água, amônia e metano, que geralmente são congelados como gelados nas profundezas do sistema solar externo. Júpiter e Saturno são feitos quase que inteiramente de hidrogênio e hélio, com menores porcentagens desses gelados.

Quando essa visão foi obtida, Urano estava quase no lado oposto do sol visto de Saturno, a uma distância de aproximadamente 28,6 unidades astronômicas de Cassini e Saturno. Uma unidade astronômica é a distância média da Terra ao Sol, equivalente a 93 milhões de milhas (150 milhões de quilômetros). Ao seu mais próximo, os dois planetas se aproximam de cerca de 10 unidades astronômicas umas das outras.

Além do seu atrativo estético, a visão de Cassini de Urano também tem um propósito prático. Os cientistas que trabalham em várias investigações científicas da Cassini esperam que possam usar imagens e espectros dessas observações para ajudar a calibrar seus próprios instrumentos.

Gráfico destacando

algumas das principais

realizações da Cassini

A missão Cassini, depois de 20 anos no espaço e 13 anos em Saturno, finaliza seu propósito.

(FOTO: REVISTA GALILEU/CAROL MALAVOLTA)

Na manhã desta sexta-feira 15/09/2017, por volta das 07:30 horas de Brasília, a sonda Cassini mergulhou na atmosfera de Saturno, no ponto indicado nessa imagem em infravermelho. A imagem em si foi tirada no dia anterior, pois a câmera permaneceu desligada durante toda a entrada em Saturno, pois iria consumir toda a banda de transmissão de dados, o que impediria a transmissão das informações do resto dos instrumentos.

foto: NASA/Cassini

As últimas imagens foram tiradas na quinta-feira dia 14/09 e chegaram por volta da meia-noite desta sexta-feira, a foto abaixo é a última delas.

Apesar das câmeras não estarem sendo usadas, quase todos os instrumentos estavam trabalhando para obter o máximo de informações possíveis.

O grande problema  era manter a antena apontada para Terra para transmitir de dados em tempo real. Normalmente, os dados são coletados e armazenados no computador central para transmiti-los depois o que neste caso, não ocorreria.

A nave recebeu instruções para usar seus motores para compensar o arrasto atmosférico, para sustentar a orientação da antena até quando isso não fosse mais possível.

Foi incrível ver o sinal de rádio mostrado em um monitor falhar, quando a antena perdeu sua orientação, e voltar rapidamente logo em seguida, para depois desaparecer  definitivamente. Essa sucessão de sinais, mostrou exatamente a rotação da nave, quando o arrasto se tornou forte demais para os motores compensarem.

Cassini trabalhou até o final.Na coletiva de imprensa os cientistas e engenheiros da missão, informaram que os instrumentos da Cassini funcionaram até o último segundo possível. Aliás, os mecanismos de compensação de arrasto fizeram com que ela se mantivesse apontada para a Terra quase 15 segundos a mais do que o previsto inicialmente.

Os dados estão sendo analisados e serão divulgados assim que as conclusões surgirem, mas em especial, os cientistas da missão destacaram o uso do espectrômetro que foi a bordo. A ideia era medir a quantidade de hidrogênio em relação ao hélio presente na atmosfera, informação esta, fundamental para entendermos a atmosfera de Saturno. Tudo o que a gente sabe a esse respeito tem como base modelos teóricos e simulações em computador. Até agora, em seu mergulho final, a Cassini coletou amostras da atmosfera e efetuou as medidas como se estivesse em um laboratório de química.

Por causa da imensa distância entre Saturno e a Terra, o último suspiro da Cassini ainda levou uns 80 minutos para chegar. Vimos o sinal das transmissões sumir, dar um breve retorno, para depois silenciar de vez. A missão de 20 anos estava finalizada!

Pior do que a sensação de vazio é saber que haverá mesmo um vazio bem grande.

Nasa ilustra os 13 anos da Cassini no sistema de Saturno (Foto: Nasa)

Com o fim da Cassini e, em breve, da missão Juno que está orbitando Júpiter, a próxima missão a um planeta do sistema solar exterior se dará, com sorte, em 2022. Trata-se da missão "Europa Clipper", que deverá estudar a lua Europa de Júpiter. Para quem se acostumou a ter novidades de Saturno e Júpiter quase que diariamente, será uma longa espera.