5 rzeczy, które powinieneś wiedzieć o (zakończonej) misji sondy Cassini

W ubiegłym tygodniu sonda Cassini-Huygens dopełniła swego żywota płonąc w atmosferze Saturna. Wszyscy rozpływają się nad zebranymi w ciągu dwudziestu lat jej pracy fotografiami – co wcale mnie nie dziwi – a ja zapraszam Was do zapoznania się z pięcioma interesującymi faktami, dotyczącymi jednego z najważniejszych urządzeń w dziejach badań Układu Słonecznego.

1. Sonda Cassini nie startowała sama

Misja zakończona kilka dni temu, rozpoczynała swoją wielką przygodę jeszcze pod nazwą Cassini-Huygens. Jak sugeruje nazwa, w 1997 roku z przylądka Canaveral wystrzelono dwa urządzenia: sondę Cassini mającą trafić na orbitę Saturna oraz próbnik Huygens, którego zadaniem było bezpieczne wylądowanie na powierzchni jednego z księżyców gazowego olbrzyma. Choć o tym drugim często się zapomina, bez wątpienia zasłużył choćby na krótką wzmiankę. Bądź co bądź, dzieło ludzkich rąk nie codziennie osiada na globie odległym jakieś półtora miliarda kilometrów.

Próbnik Huygens sfotografował powierzchnię Tytana
Jedno z niewielu zdjęć jakie zdołał wykonać Huygens po wylądowaniu na powierzchni Tytana.

Huygens badał jedno z najbardziej intrygujących ciał Układu Słonecznego – obdarzonego gęstą atmosferą i metanowymi jeziorami Tytana. Ważący prawie 400 kg próbnik odłączył się od orbitera podczas drugiego przelotu w pobliżu księżyca, w grudniu 2004 roku, po czym bezpiecznie opadł na spadochronie. Aparatura od razu zaczęła zbierać dane i wykonywać fotografie. Czas okazał się niezwykle istotny, ponieważ niesprzyjająca aura i temperatura sięgająca -180°C pozwoliły urządzeniu na zaledwie kilkadziesiąt minut działania. Te kilka chwil umożliwiło analizę piaszczystego podłoża i azotowej atmosfery, weryfikację kilku hipotez i oczywiście wykonanie kilkuset wyjątkowych zdjęć. Może nie wydają się one tak spektakularne jak ujęcia Hubble’a, ale jednak jest coś wspaniałego w możliwości tak bezpośredniego obcowania z obcym, odległym światem.

2. Dokonała “przelotu tysiąclecia”

Cassini został skonstruowany przede wszystkim w celu zbadania Saturna oraz jego okolic, z którego to zadania wywiązał się piekielnie dobrze. Trzeba jednak dodać, że wystrzelona w 1997 roku sonda, mimochodem dokonała również interesujących obserwacji Jowisza. Minięcie największej planety naszego Układu miało miejsce na przełomie 2000 i 2001 roku, w związku z czym manewr trafił do literatury naukowej pod nazwą Jupiter Millenium Flyby.

Nie będę tu udawał, że sama sonda Cassini – będąca już siódmym z kolei wehikułem odwiedzającym Jowisza i przelatującym go w sporej odległości 10 milionów kilometrów – dokonała jakiegoś gigantycznego przełomu w astronomii. Niemniej, badacze mieli nie lada gratkę, ponieważ po raz pierwszy otrzymali możliwość jednoczesnego obserwowania gazowego olbrzyma z dwóch perspektyw. Z jednej strony pomiary prowadziła starsza sonda Galileo (działała do 2003 roku), a z drugiej właśnie mknący ku Saturnowi Cassini. Umożliwiło to astronomom uchwycenie większości powierzchni Jowisza i zebranie ogromnej ilości danych dotyczących funkcjonowania jego atmosfery oraz magnetosfery. Pozwoliło to m.in. na znacznie lepszy opis pola magnetycznego planety, które okazało się jeszcze większe i silniejsze niż dotychczas sądzono.

Sonda Cassini wykonała przelotem zdjęcie Jowisza
Zdjęcie wykonane w 2002 roku, na którym widnieje księżyc Io oraz jego cień na Jowiszu.

3. Poszukiwała… zgubionej sondy

Jeśli było Wam kiedyś głupio, bo zgubiliście kluczyki do auta, to pocieszcie się, że NASA potrafiło zawieruszyć całą sondę.  Wystrzelone w 2002 roku urządzenie CONTOUR (Comet Nucleus Tour), miało za zadanie zebrać informacje na temat kilku krótkookresowych komet. Plany były ambitne i długoterminowe, jednak już w dwa miesiące po opuszczeniu Ziemi kontakt został urwany, a sonda podryfowała w czeluści Układu Słonecznego. Tuż przed tym zdarzeniem uruchomiono silnik, co tym bardziej utrudniło możliwość przewidzenia aktualnej pozycji obiektu. Jednym z niewielu urządzeń, które mogło rozpocząć poszukiwania igły w przepastnym stogu kosmicznego siana, była sonda Cassini. Niestety mimo trwającego ponad miesiąc przeczesywania przestrzeni, CONTOUR przepadł bez śladu. Do dziś nie wiadomo, która z kilku hipotez awarii sprzętu jest poprawna – niewykluczone też, że doszło do pechowego zderzenia z odłamkiem kosmicznego gruzu. Była to spora strata dla astronomii, bo przez fiasko misji nie ujrzeliśmy m.in. niecodziennego zjawiska rozpadu komety Schwassmanna-Wachmanna 3. 

4. Zbadała majestatyczne pierścienie

W dwa lata po przygodzie z Jowiszem i dzięki wykorzystaniu jego asysty grawitacyjnej, sonda Cassini zaczęła zbliżać się do zapierającego dech, skomplikowanego układu Saturna. Oficjalne wejście na wydłużoną orbitę nastąpiło latem 2004 roku. Od tamtego momentu urządzenie wykonało prawie 300 okrążeń wokół planety, podchodząc raz za razem na dystans około 100 tys. kilometrów od szczytów wodorowych chmur.

O skali powodzenia misji świadczy fakt, że pierwotnie planowano zaledwie 75 przelotów, trwających cztery lata. Jak się okazało, aparatura pozwoliła na dwukrotne przedłużanie przedsięwzięcia, którego zakończenie wymusił dopiero brak paliwa (koniecznego do korygowania kursu). W tym czasie badano nie tylko samą planetę i jej księżyce, ale również oszałamiający system pierścieni, o szerokości prawie ćwierć miliona kilometrów. Osiągnięcia orbitera Cassini – nazwanego zresztą na część Giovanniego Cassiniego, jednego z pierwszych obserwatorów pierścieni Saturna – na polu badań tych struktur, są nie do przecenienia. Na podstawie wcześniejszych obserwacji teleskopowych sądzono chociażby, że pasy okalające Saturna mają niewielką grubość kilku kilometrów. Sonda zszokowała astronomów wykazując, że pierścienie… są jeszcze chudsze. Okazało się, że konfiguracja skalno-lodowych grudek rzadko kiedy przekracza 15 metrów (!) grubości – co przy szerokości większej niż dystans między Ziemią a Księżycem – naprawdę robi wrażenie.

Daphnis i pierścienie Saturna w ujęciu sondy Cassini
Fotografia przedstawia niewielki księżyc Daphnis, przedzierający się przez pierścień Saturna.

Amatorzy kosmicznych fotografii mogą dzięki Cassiniemu nacieszyć oko obrazami przedstawiającymi układ pierścieni, wykonanymi z odległości kilkudziesięciu tysięcy kilometrów. Moim ulubionym jest zdjęcie przerwy Keelera. To bardzo wyraźna, 40-kilometrowa luka w jednym z zewnętrznych pierścieni Saturna, wyżłobiona przez grawitację niewielkiego Daphnisa. Sam księżyc odkryto dopiero w 2005 roku, zaś przerwę fotografowano wielokrotnie, również kilka miesięcy przed zakończeniem misji.

5. Poprawiła słynne ujęcie Voyagera

Skoro już o mówimy o pięknych kadrach, nie mogę tu pominąć jednej z najbardziej medialnych fotografii, ustrzelonej przez sondę w 2013 roku. Zdjęcie to lubię nazywać “Błękitną kropką 2.0”, na pamiątkę bardzo podobnego w swej wymowie ujęcia Voyagera 1. Tego, które za sprawą Carla Sagana zasłynęło w popkulturze jako “Pale Blue Dot” (więcej na ten temat pisałem w tym tekście).

Zdjęcie Błękitnej Kropki z perspektywy Saturna
Wykonane w 2013 roku zdjęcie, pokazujące jak wygląda Ziemia widziana z orbity Saturna.

Obie fotografie nie niosą za sobą większej wartości badawczej, ale niezawodnie działają na ludzką wyobraźnię. Pierwsza “Błękitna kropka” z 1990 roku ukazała przeciętnym zjadaczom chleba, jak drobnym pyłkiem staje się Ziemia, kiedy patrzymy na nią z perspektywy ponad 6,5 miliarda kilometrów. Druga “kropka”, autorstwa Cassiniego, uchwyciła naszą planetę z mniejszej odległości, ale za to przy znacznie lepszej rozdzielczości, z przepięknym ozdobnikiem, w formie fragmentu systemu pierścieni Saturna. Obraz samotnej plamki na tle nieprzeniknionej ciemności, lepiej niż cokolwiek innego, pozwala nabrać dystansu do wszystkich naszych działań i problemów. Zmusza nas także do zadania sobie pytania o rolę człowieka, w perspektywie ogromnego i niekoniecznie przyjaznego wszechświata.

Literatura uzupełniająca:
K. Ziółkowski, Poza Ziemię. Historia lotów międzyplanetarnych, Warszawa 2017;
M. Van Pelt, Space Invaders. How Robotic Spacecraft Explore the Solar System, Nowy Jork 2007;
R. Srama, Cassini-Huygens and Beyond – Tools for Dust Astronomy, [online: www.irs.uni-stuttgart.de/institut/mitarbeiter/srama/srama-habil-a4-101.pdf];
E. Howell, Cassini-Huygens: Exploring Saturn’s System, [online: www.space.com/17754-cassini-huygens.html].
Popołudnie z Rosettą – trzymamy kciuki na żywo! Kwantowe Pigułki #11: Czym jest planeta? Przegląd najważniejszych badań naukowych… sami wiecie o czym