https://frosthead.com

Kako su znanstvenici konstruirali Cassinijevu konačnu smrt

Još nije bilo zore na zapadnoj obali SAD-a kada je svemirska letjelica Cassini poslala posljednju poruku Zemlji i započela samoubilački potop u Saturn. U NASA-inom laboratoriju za mlazni pogon u Pasadeni, Kalifornija, znanstvenici i inženjeri upali su u prepunu kontrolnu sobu misije, dok su drugi promatrali kako se signal odvija niz cestu u kampusu Kalifornijskog tehnološkog instituta. U nešto iza 4:55 sati po lokalnom vremenu, 15. rujna 2017., maleni je orbiter završio svoju 20-godišnju misiju.

Povezani sadržaj

  • Što su nas Cassinijeve odvažne ronjevine naučile o Saturnu
  • Proslavite Cassinijevo povijesno putovanje u osam nevjerojatnih slika

"Usporedio sam ga s neporaženim bokserom ili bejzbol igračem koji odlazi u mirovinu na kraju sezone", rekao je Brent Buffington, zrakoplovni inženjer iz JPL-a koji je pomagao u planiranju Cassinijevog puta tijekom posljednjih šest i pol godina. "Izašli su pod njihovim uvjetima."

Ipak, Cassini je uspio izvući posljednju kap znanosti što se moglo približiti u Saturnovim gustim oblacima. Iako je jurilo prema zaboravu, prvo je istraživalo i atmosferu planeta. To je bilo svojstveno orbiteru koji je otkrio mnoštvo nevjerojatnih uvida o Saturnu i njegovim mjesecima otkako je stigao na okrunjenu planetu 2004. godine. Životni vijek misije nije produljen jednom, već dva puta kako bi plovni objekt dao više vremena za ispitivanje Saturnovih misterija,

Ni Cassini se nije zaustavio na Saturnu: Svemirski brod probio je gusti smog najvećeg Saturnovog mjeseca, Titana, kako bi otkrio jezera metana i etana, jedine tekućine za koju se zna da postoji na planeti osim Zemlje. Otkrio je čudne forme, od dina do labirinta do mogućih ledenih vulkana. Cassini je također snimio nevjerojatne slike gejzera koji iskaču iz južnog pola ledenog mjeseca Enceladusa i otkrio je tekući ocean skriven ispod mjesečeve ledene kore.

Ova i druga opažanja pomogla su da se utvrdi da je naš sunčev sustav ispunjen oceanskim svjetovima - i da bi život mogao biti u stanju evoluirati, pa čak i napredovati daleko od sunca.

Sjeverna hemisfera Saturna u svibnju 2017., promatrana od strane misije Cassini. Sjeverna hemisfera Saturna u svibnju 2017., promatrana od strane misije Cassini. (NASA / JPL)

Konačno, Cassinijeva smrt zauzela je NASA-ino zabrinutost za Enceladusa i Titana. Oba svijeta su zrela da se život razvija sam, a znanstvenici se nadaju da će uspjeti potražiti moguće znakove u budućim misijama. Jedna vrlo stvarna briga je mogućnost kontaminiranja ovih vrsta svjetova našim mikrobima (do te mjere da imamo čitav Ured za zaštitu planeta koji je posvećen tome da se to ne dogodi).

"Posljednje što želimo učiniti je zagađivati ​​ta netaknuta tijela zemaljskim mikrobima koji bi se mogli nalaziti na našoj svemirskoj letjelici", rekao je Buffington. Tako su on i navigacijski tim sjeli da smisle kako maksimalizirati koliko znanosti mogu izvući iz Cassinija, istovremeno zadržavajući ove potencijalno naseljene svjetove dalje od onečišćenja.

Navigacijski tim istražio je nekoliko potencijalnih orbita za Cassini nakon što se njegov spremnik goriva isprazni, rekao je Buffington. Mogli su parkirati svemirski brod u stalnu orbitu oko Saturna, šaljući podatke o sustavu još godinama. Mogli su ga razbiti u prstenove da vide kako će reagirati, sudar koji bi mogao pružiti uvid. Mogli bi ga srušiti u jednoj od mnogih mjesečevih Saturna. Ili bi mogao potpuno napustiti sustav, putujući do drugog divovskog planeta ili čudnih asteroida vanjskog Sunčevog sustava.

Svaka je mogućnost predstavljena znanstvenom timu koji je tražio najbolji način da što bolje iskoriste posljednje dane svemirske letjelice. Proces odabira bio je, kaže Buffington, "darvinizam u svom najboljem redu."

Udarci u kolutove brzo su isključeni. Pokušaj dokazati da niti jedan od tih komada ne bi pao na - i potencijalno kontaminirao - Titana ili Enceladusa, bio je sve samo nemoguć. Istraživanje drugog svijeta je također odbijeno s obzirom na to koliko je preostalih pitanja o Saturnu ostalo.

I dok je vječna orbita oko Saturna zvučala dobro, postojao je jedan veliki problem: Titan, jedan od svjetova kojem su se nadali da će ga sačuvati, imao je potencijal da izazove kaos i mogao bi jednog dana poslati Cassinija spiralno u jednu od useljenih luna.

Tako je ekipa odlučila staviti Titanovu snagu u dobar posao. Buffington, koji je napustio misiju 2012. godine, ali se vratio JPL-u kako bi svjedočio Cassinijevom velikom finalu, rekao je da je jedan od glavnih proboj bila spoznaja da se ogromni mjesec može koristiti kao radna konja. Odnosno, inženjeri bi mogli iskoristiti činjenicu da, kada malo tijelo prođe pored većeg pokretnog tijela, put malog tijela se mijenja na način na koji znanstvenici mogu izračunati i predvidjeti.

"Jednom Titan gravitacijskom asistencijom mogao bi se upotrijebiti za preskakanje cijelog sustava glavnih prstenova", omogućavajući svemirskoj letjelici da pređe opasnu zonu i putuje između planete i njenih prstenova, rekao je.

Nakon što je navigacijski tim nacrtao Cassinijeve posljednje orbite punih pola desetljeća prije smrti, poslali su planove kontrolorima leta Cassini. Svakih 10 tjedana slali su paket svemirske letjelice. Nisu prikazali tečaj, ali oni su sigurni da ga je Cassini primio.

"Uručuju nam referentnu putanju i tada je prelazimo", rekao je David Doody, voditelj JPL-ovog odjela za letenje u stvarnom vremenu. Doody i njegov tim od sedam "Acea" (što je službeni naziv za inženjere koji razgovaraju sa svemirskim brodom u stvarnom vremenu) ulažu u male manevare koji su svemirsku letjelicu smjestili tamo gdje ona treba biti. No dok su pomagali gurnuti Cassinija na pravi put, Titan i njegova velika grana su učinili teško dizanje.

"Titan je naš veliki motor", rekao je Doody. Ako bi Cassini putovao niz autocestu, nastavio je, Aces bi bio odgovoran za zadržavanje u ispravnom traku. Ali masivni mjesec vrši najviše kontrole. "Titan je naša snaga", rekao je.

.....

U travnju je smrt Saturna postala neizbježna. Tada su gravitacijski učinci letenja Titana doveli do posljednjeg pomaka u nizu promjena koje su usmjerile Cassinija ravno na Saturn, bez mogućnosti bijega. Čak i ako bi se planeri misije nekako predomislili, maleni potisnici napravljeni za male smjene ne bi bili dovoljno moćni da izgube satelit s rute sudara koju je Titan postavio.

U 03:53, 13. rujna, inženjer misije Cassinijevih operacija Michael Staab učitao je posljednji put u svemirski brod. Dva tjedna prije Grand Finalea Staab je bio za konzolom kako bi poslao posljednji paket koji će Cassini ikad primiti, posljednji potisak od potisnika koji će ga uputiti na precizan put prema provaliji. Iako je kurs svemirske letjelice već bio postavljen, ovaj posljednji niz naredbi zapečatio je njegovu sudbinu.

Je li osjećao žaljenje?

"Ja sam inženjer bez srca", nasmijao se, sjedeći za konzolom Ace, satima prije nego što je svemirska letjelica dočekala svoju sudbinu. Za razliku od mnogih znanstvenika, koji Cassini nazivaju 'ona', Staab nas je podsjetio da je Cassini robot, radeći ono što je namijenjen.

Za Doody to nije bio prvi put da na voljenom satelitu zvuči klekljanje smrti. Godine 1994. poslao je posljednju zapovijed NASA-inom svemirskom brodu Magellan koji mu je rekao da se utapa u oblake Venere. No dok je Magellanu bila potrebna jedna jedina, određena naredba da se ispuni njegova smrt, Cassinijev konačni put zahtijevao je niz inkrementalnih promjena kojima je trebalo pola desetljeća. "Ovaj put je tako elegantno", rekao je Doody.

Dok je Cassini jurio u Saturnovu atmosferu, Doody je stajao pod nadzorom misije u Laboratoriju za mlazni pogon u Kaliforniji. Teleskopi teleskopa Deep Space Network u Australiji, Španjolskoj i Kaliforniji povezuju kontrolu misije sa satelitima koji se probijaju kroz svemirske dubine. Pločica u podu pored konzole Cassini Ace identificira kontrolu misije kao "središte svemira".

Nakon što je radio od misije od samog početka, kaže Doody, zaključak se osjeća uzbudljivim i konačnim. "Ovo je kraj 20-godišnje obveze", rekao je. "Cijelo je vrijeme bilo krvi, znoja i suza. A sad kad je gotovo, to je poput skoka s litice."

Staab je također stajao u kontroli misije, radeći 27 sati ravno i služio kao rezervni as za Grand Finale. "Tužan sam što je nestao", rekao je. "Ali vrlo sam ponosan na ono što smo postigli."

Buffington je također bio u JPL-u, iako nije bio u kontroli misije. Poput Staaba, kaže da on nije postao pretjerano emotivan prema svemirskom brodu, umjesto da štedi svoje divljenje znanstvenicima i inženjerima koji su omogućili ovu misiju.

"Ako je u pitanju bilo kakva emocija, to je samo zahvala ljudima na nevjerojatnom poslu koji su obavili inženjering i izgradnji svemirskog broda prije nego što sam čak bio dovoljno star da napišem svoje ime", rekao je.

Cassini je svoju vatrenu sudbinu upoznao uz pomoć kontrolora leta, inženjera i Titana, ali njegovo nasljeđe nastavit će se i u godinama koje dolaze. Informacije koje je pružio o Saturnovom sustavu, uključujući njegova konačna mjerenja atmosfere planete, potaknut će više od desetljeća istraživanja.

"Cassini nadahnjuje sve nas, mlade i stare, da nastavimo podizati pogled i pitati se što je vani", rekao je Buffington.

Kako su znanstvenici konstruirali Cassinijevu konačnu smrt