Cassini: Grand Finale

Foto:ESA

Tehnikaajaloo ühe väljapaistvaima kosmosereisi sooritanud teaduslabori Cassini-Huygensi lend jõuab plaanide kohaselt sel kuul lõpule. 20 aastat kestnud uurimisreis Saturni juurde, mille käigus maandati ka uurimissond Huygens Saturni kuu Titani pinnale, jõuab finaalini, kus labor on enne korduvalt läbinud Saturni rõngaid ning lõpuks põletab enda planeedi sisemusse sööstes.

Saturn on kaugeim planeet, mida võib veel näha ka palja silmaga, seetõttu tuntud juba taevavaatluste algusaegadest. Ta liigub meist umbes 10 korda kaugemal kui Päike. Temast suurem on üksnes planeetide kuningas Jupiter, kelle isaks antiikmütoloogias oli roomlastel Saturn(us). Binokliga võib näha, et Saturni ümbritseb kaunis rõngapärg, mille tõttu teda peetakse planeetide hulgas tõeliseks kaunitariks ja on nii saanud paljude lemmikuks.

Tegelikult on Saturn hiiglaslik gaasplaneet, mis ületab oma mahult Maad 760 korda. Ta pöörleb väga kiiresti – ööpäev kestab kõigest 11 tundi –, see-eest aasta – tiir ümber Päikese – kestab 29 Maa-aastat. Suure kauguse tõttu Päikesest on ta ka väga külm (–178 °C).

 

Planeetide tehiskaaslased

Planeetide uurimise üks efektiivsemaid meetodeid on nende ümber tiirlevad tehiskaaslased, mis suudavad saata vaatlus- ja mõõtmisandmed Maale juhtimiskeskusse. Ümber meie lähinaabri Marsi tiirleb selliseid uurimissatelliite mitmeid, kuid ka ülikaugete Jupiteri ja Saturni juures on see lõpuks õnnestunud. Jupiteri ümber tiirutavast tehissatelliidist Juno jutustas TM üsna põhjalikult 2016. aasta juulinumbris.

Ülikaugel paikneva Saturni uurimistöö sai ette võtta vaid rahvusvahelises koostöös. Selle üldteaduslikku huvi pakkuva ja väga kalli ettevõtmise juurde asuti juba 1982. aastal. Algatajaiks olid Euroopa teadusfond ja Ameerika teaduste akadeemia. Saturni juurde saadetud tehiskaaslase Cassini projekteerimises, ehitamises, startimises, lennujuhtimises ning andmesides ja -töötluses osalesid 17 riigi teadlased ja insenerid. Projekti üldmaksumusest, mis oli 3,3 miljardit dollarit, kandis USA 80, ESA 15 ja ASI (Itaalia kosmoseagentuur) 5%.

 

Tehnilised probleemid

Enamik probleeme on seotud Saturni suure kaugusega (meist 10 korda kaugemal kui Päike). See tähendab, et raadiosignaalid vajavad sinna või sealt meieni jõudmiseks üle tunni aega ning peavad olema ka tugevad. Päikesekiirgus on seal väga nõrk, mistõttu ei saa energiaallikatena kasutada päikesepaneele, nagu on seda seni tehtud Marsi tehiskaaslastel ja Junol Jupiteri juures. Arvuka teadusaparatuuri ja juhtimis- ning sidetööks vajalikku elektrienergia annab termoelektriline radionukliidgeneraator (Radioisotope Thermoelectric Generator – RTG), mis termoelektriliste pooljuhtelementide abil muudab elektriks radioaktiivse plutooniumi-238 isotoobi lagunemisel tekkiva soojuse. Aja jooksul võimsus langeb, stardihetkel saadi elektrit ~885 W, praegu umbes 660. Plutooniumoksiidi oli pardal 33 kilogrammi.

Praegused raketid ei suuda anda mitmetonnilisele laevale niisugust kiirust, et see jõuaks mõistliku ajaga Saturnini. Selle asemel kasutatakse üht kavalat nippi, nn gravitatsioonilist lingu, mille puhul kosmoselaeva kiirus kasvab mõne planeedi, millest laev mööda juhitakse, gravitatsioonijõudude toimel. Muidugi nõuab see omakorda väga täpset trajektoori planeerimist ja kosmoselaeva juhtimist.

Ka Cassini-Huygensi saatmisel Saturni juurde kasutati seda võtet. Tegelikult tegi ta oma lennul isegi kolm ringi ümber Päikese ja selle lähiplaneetide. Esimesel tiirul sai ta gravitatsioonilise lingu efekti möödumisel Veenusest, teisel tiirul möödumisel Veenusest ja ka Maast ning kolmandal tiirul möödumisel Jupiterist. Kokku kestis lend Saturnini ligi seitse aastat ning läbitud tee pikkus ületas mitmekordselt Saturni minimaalse kauguse Maast.

Loe pikemalt septembri Tehnikamaailmast.

Lisa kommentaar

Turvaküsimus: *