Гюйгенс (зонд)
Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Зонд «Гю́йгенс» (Huygens probe) создан Европейским космическим агентством и назван в честь голландского астронома XVII века Христиана Гюйгенса. Зонд был запущен 15 октября 1997 года в связке с космическим аппаратом «Кассини». 25 декабря 2004 года зонд отделился от своего носителя и начал самостоятельное движение к Титану. 14 января 2005 года зонд «Гюйгенс» успешно вошёл в атмосферу Титана и совершил посадку на его поверхность в области, получившей имя Ксанаду.
Содержание |
[править] Обзор
Во время разработки миссии еще не было известно, где именно придётся приземляться зонду: скалы, океан или что-то ещё. В определении места посадки было решено положиться на помощь аппарата «Кассини». Зонд был разработан для доставки роботизированной лаборатории на поверхность спутника Сатурна с использованием парашюта.
Зонд был рассчитан и на посадку в океан, предположительно существующий на Титане. Этим предусматривалась 30-минутная возможность передачи полученных данных до потери аппарата.
После семилетнего межпланетного путешествия было проведено перепрограммирование сценария посадки в соответствии с последними собранными данными. Через 15 минут после отделения от «Кассини» системы «Гюйгенса» были деактивированы, чтобы снова быть включёнными через 22 дня — за 15 минут до вхождения в атмосферу Титана.
Основной и самой трудной частью предприятия являлся спуск зонда на парашюте к поверхности Титана. Батареи аппарата были рассчитаны на работу приборов в течение 153 минут. Сюда входили 2,5 часа спуска (плюс-минус 3 минуты) и не менее получаса работы на поверхности спутника. Спуск на парашютах сквозь атмосферу спутника занял у «Гюйгенса» 2 часа 27 минут 50 секунд. Во время спуска «Гюйгенс» отбирал пробы атмосферы. Скорость ветра при этом (на высоте от 6 до 12 миль) составила приблизительно 26 км./ч. С помощью внешнего микрофона удалось сделать запись звука этого ветра. Бортовые приборы обнаружили плотную метановую дымку или ярусы облаков на высоте 18—19 км, где атмосферное давление составляло приблизительно 50 килопаскалей (5,1×10³ кгс/м²) или 380 миллиметров ртутного столба. Внешняя температура в начале спуска составляла −202 °C, в то время как на поверхности Титана оказалась немного выше: −179 °C.
Столкновение аппарата с поверхностью Титана происходило на скорости 16 км./ч. (или 4,4 м./с.), при этом приборы испытали кратковременные перегрузки, в 15 раз превышающие ускорение свободного падения на Земле. Этот толчок вывел из строя один из сенсоров, однако несколькими минутами спустя его функционирование возобновилось. Изучение свойств грунта было осуществлено с помощью так называемого «пенетрометра» (penetrometer). То, что при этом обнаружили, похоже, представляет собой тонкую корку сравнительно однородной консистенции. Самый близкий аналог по механическим свойствам — это влажный песок или глина, то есть материалы, на которых остаются следы подобного рода. Зонд погрузился в грунт на глубину 10-15 см. При этом не до конца остывший аппарат частично расплавил породу — смесь водяного и углеводородного льда. При этом из грунта выделялся метан (по крайней мере, его выбросы были зарегистрированы приборами зонда).
Работоспособность зонда превзошла самые оптимистичные ожидания. «Кассини» принимал сигналы «Гюйгенса» на этапе спуска в течение 147 мин. 13 сек. и с поверхности — ещё 72 мин. 13 сек. до момента, когда орбитальный аппарат скрылся за горизонт. После этого «Гюйгенс» развернул антенну в сторону Земли и его сигнал был принят на радиотелескопе в Австралии, хотя и оказался слишком слабым, чтобы использовать его в качестве канала передачи информации.
Сам «Гюйгенс» не отправлял информацию непосредственно на Землю. В его задачу входила передача данных «Кассини», который и осуществил дальнейшую её передачу на Землю, когда приземлившийся зонд остался в зоне, невидимой для передачи сигнала. Всего было передано более 500 мегабайт информации, в том числе порядка 350 изображений.
[править] Сбой в компьютерной программе
Сбой в компьютерной программе (предположительно по причине ошибок при её разработке) послужил причиной потери половины изображений, переданных «Гюйгенсом». Однако оставшиеся 350 фотографий, а также показания многочисленных датчиков и данные, полученные с помощью земных телескопов и радиотелескопов, должны помочь выполнить основную задачу миссии.
[править] Инструментарий
Для осуществления научных экспериментов зонд Гюйгенс был оснащен шестью инструментами:
- Huygens Atmospheric Structure Instrument (HASI) — измерение физических и электрических свойств атмосферы Титана;
- Doppler Wind Experiment (DWE) — изучение направления и силы ветров Титана;
- Descent Imager/Spectral Radiometer (DISR) — отображение спуска и исследования уровня освещённости;
- Gas Chromatograph Mass Spectrometer (GC/MS) — идентификация и измерение химического состава атмосферы Титана;
- Aerosol Collector and Pyrolyser (ACP) — анализ атмосферных аэрозольных частиц;
- Surface-Science Package (SSP) — определение свойств поверхности.
