«Кассини»


15 октября 1997 - старт
26 апреля 1998 года - гравиманевр у Венеры
24 июня 1999 г. - гравиманевр у Венеры
18 августа 1999 г. - гравиманевр у Земли
23 января 2000 года - пролёт астероида 2685 Мазурский
30 декабря 2000 года - гравиманевр у Юпитера
май 2004 года - вошёл в сферу притяжения Сатурна
27 мая 2004 года - протестирован двигатель
11 июня 2004 года - пролёт Фебы
16 июня 2004 года - коррекция
1 июля 2004 года - выход на орбиту ИС Сатурна
2 июля 2004 года - первый пролёт Титана
27 октября 2004 года - второй пролёт Титана, радиолокационное картографирование
13 декабря 2004 года - третий пролёт Титана
25 декабря 2004 года - отделён "Гюйгенс"
12 марта 2008 года - пролёт в 50 км от Энцелада возле гейзеров
апрель 2008 года - НАСА продлило миссию на 2 года
27 мая 2008 года - 43-й пролёт Титана, завершение Основной миссии
1 июля 2008 года - начало Миссии Равноденствия
3 февраля 2010 года - НАСА продлило работу аппарата до 2017 года
сентябрь 2010 года - завершение Миссии Равноденствия
2 ноября 2010 года - сбой компьютера
6 марта 2014 года - 100-й облёт Титана
апрель 2014 года - объявлено об открытии подлёдного океана на Энцеладе
октябре 2015 года - пролёт в 49 км от южного полюса Титана, отбор образцов из гейзеров
декабрь 2015 - с помощью гравиманевров у Титана аппарат начал увеличивать наклон орбиты
30 ноября 2016 года - КА начал пересечение внешнего кольца с большим наклоном
22 апреля 2017 года - конец пролётов через кольца
гравиманевр у Титана, «Большой финал» - 22 погружения в кольца
26 апреля 2017 года - прошёл между Сатурном и внутренним кольцом
15 сентября 2017 года - погрузился в атмосферу Сатурна

Новости космонавтики 1993 №19:
Европа намерена запустить AMС к Титану

20 сентября. Париж. Франс Пресс. Сегодня объявлено о подписании контракта между Европейским космическим агентством и французской фирмой "Аэроспасьяль" на разработку космического зонда для исследования спутника Сатурна - Титана. Зонд получит имя "Гюйгенс" (Huygens) в память о голландском астрономе XVII века, открывшим Титан в марте 1655 года.

В заявлении "Аэроспасьяль" говорится о том, что проект "Гюйгенс" "является вкладом ЕКА в совместную программу ЕКА и НАСА "Кассини", посвященную исследованию системы Сатурна". Зонд будет находиться на борту американской АМС "Кассини", которая должна быть отправлена в полет к Сатурну ракетой "Титан-4" в октябре 1997 года. В ноябре 2004 года "Гюйгенс" должен отделиться от "Кассини". Спустя 22 дня войти в атмосферу Титана и выполнить парашютный спуск на его поверхность. Приборы автономного зонда будут в течение 2.5 часов исследовать состав поверхности Титана. Предполагается, что по своему химическому составу Титан близок к Земле в начале ее существования.

Соглашение подписали генеральный директор ЕКА Жан-Мари Лютон и исполнительный директор "Аэроспасьяль" Луи Галлуа.

Новости космонавтики 1994 №15:

США-Италия. Соглашение по проекту "Кассини"

22 июля. ИТАР-ТАСС, Франс Пресс. США и Италия заключили межправительственное соглашение о совместном осуществлении космической программы "Кассини", охватывающее изготовление, подготовку, запуск и управление полетом АМС к Юпитеру и Сатурну.

Запуск станции планируется осуществить в октябре 1997 года. Миновав полосу астероидов, она в 2000 году достигнет Юпитера, а четыре года спустя приблизится к Сатурну. В сентябре 2004 года станция сбросит спускаемый аппарат на поверхность Титана, спутника Сатурна. Планируется также впервые получить данные об атмосфере планеты, ее магнитосфере и химическом составе колец.

Итальянская сторона, в частности, оснастит станцию "Кассини" мощной антенной, при помощи которой будет осуществляться наземный контроль за ходом полета. Итальянское космическое агентство (ИКА) предоставит НАСА и другие высокотехнологичные системы, которые будут использованы для проведения научных экспериментов в космосе.

Соглашение о сотрудничестве между НАСА и ИКА подписано министром иностранных дел Италии Антонио Мартино и послом США в Риме Реджинальдом Бартоломью.

Новости космонавтики 1994 №16:

• Д-р Эрл Хакинс (Earle К. Huckins) назначен директором программы "Кассини" на уровне руководства НАСА. Хакинс будет нести полную ответственность за проект и отчитываться перед заместителем директора НАСА по Отделу наук о космосе. "Кассини" должен быть запущен РН "Titan 4-Ceniaur" с мыса Канаверал в октябре 1997 года в рамках международного проекта для исследования Сатурна, его колец и спутников. Разработку, изготовление и сборку космического аппарата осуществляет Лаборатория реактивного движения НАСА.

Новости космонавтики 1994 №18:

США. Начаты испытания AMС Cassini

26 августа. По материалам журнала "Universe" Лаборатории реактивного движения. В июле текущего года начался 15-месячный этап испытаний и доработок КА Cassini, предназначенного для исследования системы Сатурна.

Испытуемый объект, длина которого превосходит 6 м, состоит из летной нижней части (адаптер для установки на РН, устройство линейного отделения, нижний отсек аппаратуры), макета средней части (двигательная установка и отделяемый зонд "Huygens") и летной верхней части (верхний отсек аппаратуры с коническим корпусом и платформой на 12 мест). К нижнему отсеку аппаратуры крепятся макеты радиоизотопного генератора (РИГ) и гиродинов.

Первым выполнен тест акустических нагрузок, имитирующий условия при выведении КА на РН. Особое внимание при этом было уделено поведению РИГ и поиску средств смягчения их колебаний. Испытания с установленными демпферами колебаний прошли в начале августа и показали значительное улучшение характеристик. Однако небольшие демпферы потянули в сумме на 22 кг, и решение об их использовании еще предстоит принять.

Отделяемый зонд Huygens и головной обтекатель РН пройдут акустические испытания на предприятии "Martin Marietta" в Денвере в начале 1995 года.

Новости космонавтики 1994 №21:

США. Запуск АМС "Кассини" не опасен

19 октября. НАСА. Распространен для открытого обсуждения и внесения дополнений проект документа НАСА о воздействии на окружающую среду в результате предстоящего в 1997 г. запуска АМС "Кассини" (Cassini) для исследования системы Сатурна.

Проект станции предусматривает использование для ее системы электропитания трех плутониевых радиоизотопных генераторов (РИГ). Подобные устройства использовались ранее на 23 КА США, включая научное оборудование на кораблях "Аполлон" и на АМС "Пионер", "Вояджер", "Галилео", "Улисс". Каждый из трех РИГ содержит 10.9 кг плутония. Кроме того, станция будет нести 157 изотопных нагревателей, по 2.7 г плутония в каждом. Плутоний, помимо своей радиоактивности, является сильнодействующим ядом, и его распыление в случае аварии при запуске имело бы характер катастрофы.

Однако детальный анализ возможных источников питания, приведенный в документе, показывает, что из имеющихся и отработанных источников питания только РИГ способны обеспечивать питание станции в течение 7 лет перелета к Сатурну и последующей работы в его системе.

Анализ показывает, что возможный ущерб для окружающей среды при запуске ограничен обычными последствиями аварии ракеты-носителя, а общий риск программы незначителен. При планировании экспедиции были оценены адекватные сценарии аварии при запуске. Обширная программа испытаний и оценок РИГ в Министерстве энергетики показала, что РИГ эффективно удерживают плутоний в широком диапазоне аварийных условий.

В маловероятном случае освобождения плутония при аварийном запуске угроза здоровью населения оценивается как пренебрежимо малая. В еще менее вероятном варианте входа станции в атмосферу при пролете Земли существует возможность нанесения ущерба здоровью населения. В этом случае до 2050 г. можно ожидать дополнительно от 1900 до 3500 смертных случаев от рака. Такое количество не может быть выделено в общей статистике. Однако НАСА разрабатывает станцию и траекторию полета с расчетом, чтобы вероятность возвращения станции в атмосферу Земли после ухода с околоземной орбиты не превышала 10-6.

АМС "Кассини" должна быть запущена РН "Титан 4-Центавр" с мыса Канаверал во Флориде 6 октября 1997 г. для выполнения наиболее полного исследования планетной системы за пределами Земли и Луны. Подобно "Галилео", для выхода на траекторию полета к Сатурну станция совершит серию гравитационных маневров у Венеры, Земли (в августе 1999 г.) и Юпитера. В 2004 г. "Кассини" выйдет на орбиту спутника Сатурна и в течение 4 лет будет выполнять исследования этой планеты, ее магнитосферы, колец и спутников.

За три недели до первого пролета Титана, крупнейшего спутника Сатурна, от "Кассини" отделится европейский посадочный зонд "Гюйгенс" (Huygens), который совершит при помощи парашютной системы посадку на его поверхность. Научная аппаратура "Гюйгенса" изучит атмосферу и поверхность Титана, которые, как полагают ученые, по своим основным характеристикам соответствуют условиям на Земле до возникновения жизни.

Новости космонавтики 1995 №1:

США-ЕКА. Проект "Кассини"

По материалам "JPL Universe" Лаборатории реактивного движения. Успешно продолжается подготовка экспедиции АМС "Кассини" для изучения системы Сатурна - атмосферы и магнитосферы планеты, ее колец и нескольких лун. Эти исследования могут дать ключи к пониманию происхождения Солнечной системы в целом.

В частности, большой интерес вызывает крупнейший спутник Сатурна - Титан. Наземные наблюдения показали, что на Титане имеются "континенты" и "океаны" из жидкого этана. Атмосфера спутника богата органическими соединениями и считается сходной с первичной атмосферой Земли.

Проект "Кассини" разрабатывается совместно НАСА, ЕКА, Итальянским космическим агентством и несколькими европейскими исследовательскими и промышленными организациями. ЕКА разрабатывает посадочный зонд "Гюйгенс", который будет направлен в атмосферу Титана.

Выполненные в течение 1994 г. работы показали, что проект имеет достаточные запасы по графику работ, финансированию, массам, мощности системы электропитания станции, объему памяти и быстродействия бортового компьютера. Считается, что система будет обладать надежностью "мирового класса".

В результате проведенных работ подтверждено использование для запуска тяжелой РН "Титан-4/Центавр". Выполнены защиты технических проектов ("критические обзоры") по подсистеме команд и данных, твердотельному записывающему устройству, подсистеме контроля ориентации, двигательной установке. Проведена защита рабочего проекта по конструкции космического аппарата.

В течение 1994 ф.г. было закончено проектирование обоих каналов картографического спектрометра видимого и ИК-диапазона (Visible Infrared Mapping Spectrometer, VIMS) и в мае 1994 проведена защита технического проекта. Инфракрасный канал VIMS разработан США (часть электроники - Францией), а видимый канал - Италией. В самом конце 1994 г. должны были начаться испытания комплекса фокальной плоскости. Этот комплекс представляет собой плотно "упакованный" набор детекторов с оптическими фильтрами и электроникой. Он будет последней устанавливаемой на летный аппарат сборкой. Не один раз за время разработки переносился срок запуска и менялась баллистическая схема экспедиции. В настоящее время запуск станции запланирован на октябрь 1997 г. Выполнив два гравитационных маневра у Венеры, один у Земли и один у Юпитера, "Кассини" в июне 2004 г. прибудет в систему Сатурна. "Кассини" совершит пролет планеты на высоте около 1/6 его диаметра и будет выведен на орбиту спутника Сатурна. Планируется, что станция будет вести исследования на протяжении 60 оборотов (около 4 лет).

Новости космонавтики 1995 №15:

США-ЕКА-Италия. Работа по программе "Кассини"

24 июля. И.Лисов по сообщениям JPL и бюллетеня "Space Science". Европейское космическое агентство передало Лаборатории реактивного движения НАСА техническую модель зонда "Гюйгенс", который должен быть доставлен в систему Сатурна американской станцией "Кассини".

Техническая модель является точной копией летного аппарата, который будет установлен на "Кассини" во время его подготовки к запуску с мыса Канаверал. Техническая модель будет использоваться для совместных испытаний с "Кассини".

Еще один важный элемент - техническая модель итальянской антенны большого усиления для "Кассини" - был доставлен в JPL 21 июля. Многоканальная антенна диаметром 10 м предназначена, помимо приема команд и передачи на Землю научных данных в течение 11-летнего полета, для радиолокационных съемок и гравитационных экспериментов. Она разрабатывается Итальянским космическим агентством.

По словам менеджера проекта Ричарда Спехальски (Richard J. Spehalski), поставка этих критических изделий дает возможность развернуть квалификационные испытания орбитального аппарата "Кассини" и посадочного зонда "Гюйгенс". В течение нескольких месяцев пройдут испытания конструкций аппаратов и термобароиспытания.

14 мая 1995 г. на шведском полигоне Кируна было успешно проведено испытание парашютной системы "Гюйгенса". Модель была сброшена с аэростата; подъем, сброс зонда и спуск подтвердили надежность принятых технических решений.

Работа над летным экземпляром зонда находится в удовлетворительном состоянии. Проведенный недавно руководителем директората науки ЕКА смотр состояния научных приборов показал, что работа над ними идет успешно.

Проект "Кассини" выполняется под совместным руководством НАСА, ЕКА и Итальянского космического агентства силами подрядчиков, научных учреждений и правительственных организации 17 стран. График работ, предусматривающий запуск 6 октября 1997 г., выполняется успешно.

В 2004 г. оснащенный шестью научными приборами "Гюйгенс" должен в течение 2.5 часа совершить парашютный спуск в азотно-углеводородную атмосферу крупнейшего спутника Сатурна - Титана, ретранслируя данные через "Кассини". "Кассини", в свою очередь, за четыре года работы в системе Сатурна выполнит множество пролетов Титана, во время которых будет проводиться радиолокационная съемка его поверхности. Другими целями исследований "Кассини" станут Сатурн, его многочисленные спутники, структура и динамика колец, магнитосфера Сатурна и взаимодействие с ней заряженных частиц.

Новости космонавтики 1995 №26:

США-ЕКА-Италия. Первое включение "Кассини"

18 декабря. Сообщение JPL. На прошлой неделе в "чистой комнате" Лаборатории реактивного движения (JPL) впервые было подано питание на АМС "Кассини".

Аппарат был запитан от внешнего источника с напряжением 30 В, таким же, какое будет использоваться во время полета. Хотя суммарная длина электрических коммуникаций, соединяющих компьютеры, научные приборы, механические части и двигательные системы, достигает 11 км, никаких проблем не было отмечено при первом включении.

"Кассини" должен быть запущен с мыса Канаверал 6 октября 1997 г. АМС прибудет к Сатурну в июле 2004 г. для 4-летнего исследования спутников, колец, самого Сатурна и его магнитосферы, а зонд "Гюйгенс" выполнит посадку на поверхность Титана. Программа осуществляется НАСА (АМС "Кассини"), ЕКА (зонд "Гюйгенс") и Итальянским космическим агентством ASI (радиоантенна "Кассини"). Лаборатория реактивного движения ведет программу от имени НАСА (менеджер - Ричард Спехалски, Richard Spehalski).

Сборка и испытания аппарата будут продолжаться в JPL до середины 1997 г. Затем аппарат будет отправлен на мыс Канаверал.

Новости космонавтики 1996 №3:

США-ЕКА. Сборка "Кассини" продолжается

29 января. С. Головков по сообщениям НАСА и JPL. В "чистой комнате" корпуса сборки космических аппаратов SAF Лаборатории реактивного движения (JPL) в Пасадене продолжается сборка АМС "Кассини" для исследования системы Сатурна.

На прошлой неделе на станцию была установлена подсистема ориентации и управления AACS (Attitude and Articulation Control Subsystem). Подсистема энергопитания и пиротехники была установлена на станцию в декабре, а подсистема команд и данных CDS (Command and Data Subsystem) - ранее в этом месяце. Последняя является как бы "мозгом" аппарата, управляя всеми его функциями.

Пока работающие по проекту инженеры и техники собирают аппарат в "чистой комнате", новые подсистемы дистанционно контролируются и испытываются из соседних помещений. Сложная компьютеризованная наземная система испытаний в значительной степени напоминает ту, с помощью которой будет вестись управление аппаратом в полете, и ее использование позволяет заблаговременно обнаружить и исправить проблемы этапа управления.

На прошлой неделе также было успешно проведено критическое 200-минутное испытание одного из двух двигателей станции. Испытание было наиболее длительным тестом такого рода и для его проведения потребовалось внести изменения в испытательное оборудование на полигоне Уайт-Сэндз. Работа двигательной установки, включая привода качания двигателя, была успешно подтверждена.

"Кассини" имеет дублированную ДУ из двух двигателей, расположенных бок о бок в основании орбитального аппарата (ОА). Один из них должен обеспечить перевод "Кассини" на орбиту спутника Сатурна в июле 1994 г. путем 90-минутного торможения. Чтобы направление импульса проходило через центр тяжести станции, двигатель должен быть повернут соответствующим образом, и по мере опорожнения баков горючего вместимостью 3100 кг система качания двигателей по командам от AACS должна отслеживать положение центра масс. Эти же двигатели обеспечат и коррекции траектории полета. Привода качания двигателей "Кассини" созданы в JPL на основе уникальных приводов, использованных на орбитальных аппаратах "Викинг".

В течение января в JPL были успешно проведены испытания многочастотной радиосистемы "Кассини". Кроме того, с успехом прошли виброиспытания модели зонда "Гюйгенс", имитирующие условия выведения. Модель была поставлена EKA. Конический спускаемый аппарат "Гюйгенс" будет отделен от ОА и доставлен на парашюте на поверхность спутника Сатурна - Титана.

ЕКА, ведущее сборку зонда "Гюйгенс" для посадки на Титан в г.Оттербрун (ФРГ), получило "железо" для американских приборов "Гюйгенса" - квалификационный образец газового хроматографа и масс-спектрометра из Центра Годдарда, а также летный экземпляр десантного построителя изображения и спектрального радиометра из Университета Аризоны.

. Поставки подсистем для "Кассини" продлятся до июля, а сборка компонентов - до 1 октября 1996 г., после чего станция будет готова к динамическим и другим испытаниям в солнечно-термальной барокамере JPL. Эти испытания планируется закончить до конца февраля 1997 г. Аппарат должен быть отправлен на мыс Канаверал в конце апреля для запуска в октябре 1997 г.

Новости космонавтики 1996 №5:

Идет сборка "Кассини"

1 марта. Сообщение JPL. Первым научным инструментом, установленным на орбитальный аппарат АМС "Кассини", стала в феврале 1996 г. подсистема радио- и плазменных волн RPWS (Radio and Plasma Wave Science Subsystem) Университета Айовы. Этот прибор будет использоваться для определения скорости вращения Сатурна и поможет описать внутреннее строение планеты, магнитное поле, молнии и взаимодействие планеты с заряженными частицами от Солнца.

После установки RWPS был успешно проведен первый сеанс передачи данных с прибора через Наземную систему "Кассини" (Cassini Ground System) в лабораторию постановщика эксперимента в Университете Айовы. Передачу обеспечивал компьютер научных операций и планирования SOPC - элемент распределенного оперативного интерфейса DOI. Такая схема организации работы научной аппаратуры на "Кассини" позволит значительно сократить финансовые и временные затраты.

Еще несколько научных приборов доставлены в Лабораторию реактивного движения для установки на ОА "Кассини". Это составной инфракрасный спектрометр CIRS (Composite Infrared Spectrometer) из Центра космических полетов имени Годдарда, изображающая научная подсистема ISS (Imaging Science Subsystem) из JPL, ультрафиолетовый прибор UVIS Университета Колорадо в Боулдере, подсистема изображения магнитосферы MIMI (Magnetospheric Imaging Instrument Subsystem) Лаборатории прикладной физики Университета Джона Гопкинса и магнитометр MAG (Magnetic Field Investigation) Имперского колледжа науки и технологии в Лондоне, Британия.

В Гейдельберге (Германия) закончены термовакуумные испытания технической модели анализатора космической пыли CDA (Cosmic Dust Analyzer). Успешно завершены также "протополетные" вибрационные испытания цифрового комплекса радиолокационной подсистемы (RADAR) "Кассини".

В части технических систем закончена сборка двух комплектов подсистемы ориентации и управления AACS и ее летного компьютера AFC. Закончена и проверена на отсутствие утечек двигательная подсистема РМА (Propulsion Module Assembly). Успешно закончены сборка радиоподсистемы RFS (Radio Frequency Subsystem) и проверка ее совместимости со средствами Сети дальней связи DSN. Подсистема готовится к испытаниям на электромагнитную совместимость и интерференцию.

На технической модели аппарата проведена сборка двигательной подсистемы и электроники PMSEA с электроникой приводов клапанов канала А. Сборка канала В продолжается.

В Европе продолжается работа над зондом "Гюйгенс" для исследования Титана. На зонд установлены десантный изображающий спектрометр-радиометр DISR (Descent Imager Spectrometer Radiometer), аэрозольный прибор АСР (Aerosol Collector Pyrolyser), атмосферный инструмент HASI (Huygens Atmospheric Instrument), поверхностный научный комплект SSP (Surface Science Package), а также блок команд и управления данными CDMU (Command and Data Management Unit).

В феврале эксперты по планетным кольцам всего мира собрались для того, чтобы обсудить оценки распределения частиц колец для планирования траектории "Кассини" во время 4-летнего исследования системы Сатурна. Планировщики также утвердили минимальную высоту пролета Титана орбитальным аппаратом в 950 км, за исключением шести более низких пролетов на высотах до 850 км для съемок масс-спектрометром ионов и нейтральных частиц INMS (Ion and Neutral Mass Spectrometer).

Еще несколько приборов будут поставлены и/или установлены на аппарате в течение марта. Поставки приборов и служебных систем будут продолжаться до июля 1996 г. Испытания аппарата продлятся до февраля 1997 г., а конце апреля планируется отправить станцию на мыс Канаверал для подготовки к запуску.

Ваше имя на "Кассини"

Сообщение проекта "Кассини". Каждый желающий может обессмертить свое имя, отправив свой автограф в путешествие к Сатурну на борту "Кассини"!

Для этого надо всего лишь направить в США до 1 июня 1996 г. (если, правда, свободное место не исчерпается раньше) почтовую карточку, изобразив одну или несколько подписей на ее чистой стороне. Подпись будет сосканирована, введена в компьютер и перенесена на компакт-диск. Диск с вашим и тысячами других автографов отправится в путешествие к Сатурну в октябре 1997 г.

Карточку следует отправлять по приведенному ниже адресу:

Suzanne Barber

M.S. 264-441

Jet Propulsion Laboratory (JPL)

4800 Oak Grove Drive

Pasadena, CA 91109-8099

Новости космонавтики 1996 №7:

В течение марта 1996 г. сборка "Кассини" проходила успешно. Была закончена интеграция изображающего спектрометра видимого и инфракрасного диапазона VIMS (Visible Infrared Mapping Spectrometer). Ультрафиолетовый изображающий спектрограф UVIS (Ultraviolet Imaging Spectrograph) установлен на платформе дистанционного зондирования, успешно закончены электрические подключения. Завершены интеграция и функциональные испытания технической модели магнитосферного инструмента MIMI (Magnetospheric Imaging Instrument) Лаборатории прикладной физики Университета Джона Гонкинса. На станцию также установлен магнитометр MAG.

Проведен обзор требований к аппаратуре и ее сертификации по солнечным датчикам орбитального аппарата и их электронике. Закончена разработка и кодирование летного программного обеспечения подсистемы команд и данных CDS (версия 2.0), которое передано для приемочных испытаний.

В Европе началась фаза интеграции летного экземпляра зонда "Кассини". Выполнена электрическая интеграция подсистемы отделения зонда и обеспечивающей электроники зонда, блоков команд и управления данными CDMU, атмосферного инструмента HASI.

На заводе "Lockheed Martin Corp." в Денвере успешно проведены испытания баков компонентов топлива и топливопроводов двигательной установки PMS (Propulsion Module Subsystem) на избыточное давление. В Италии успешно завершены приемочные виброиспытания летного экземпляра радиосистемы RFES (Radio Frequency Electronic Subsystem).

На мысе Канаверал ведется отработка на полноразмерном макете станции операций по транспортировке "Кассини" и стыковке его с ракетой-носителем. Программный отдел "Кассини" в Лаборатории реактивного движения получил тысячи почтовых карточек и писем от граждан многих стран, желающих отправить свои подписи в путешествие к Сатурну на "Кассини".

Новости космонавтики 1996 №16:

США. Идет сборка "Кассини"

1 августа. Сообщение JPL. На прошлой неделе группа Кассини" приняла от "Lockheed Martin Aerospace" летный экземпляр двигательной подсистемы станции.

В Лаборатории реактивного движения (JPL) приближается окончание сборки станции, а в сентябре там же начнутся термовакуумные испытания. Для их проведения на аппарат будут установлены летные экземпляры всех научных приборов.

В JPL изготавливаются "выкройки" для изготовления одеял тепловой изоляции, которые защитят станцию во время межпланетного путешествия. Технический макет аппарата служит "манекеном" для примерок теплоизоляции.

Группа сборки, испытаний, запуска и управления получила большие части программного обеспечения системы ориентации и управления AACS. Проведены испытания программ для управления коррекциями орбиты.

Зонд "Гюйгенс" Европейского космического агентства, близок к завершению и к заключительным испытаниям. "Гюйгенс" прошел важные тепловые, ударные и вибрационные испытания. В 1997 г. "Гюйгенс" будет передан НАСА для стыковки с "Кассини". Тем временем успешно проведены акустические испытания антенны высокого усиления Итальянского космического агентства.

В последнюю неделю июля в Калифорнийском технологическом институте проведена 14-я встреча научной группы "Кассини". Достигнуто соглашение о разработке орбитальной части полета "Кассини", во время которой будут проведены около 40 близких пролетов Титана и пяти других спутников, с возможностью сокращения или увеличения их количества через год после выхода на орбиту спутника Сатурна в зависимости от запаса топлива и других оперативных соображений.

США. Стратегия исследований Сатурна

16 июля. И.Лисов по сообщениям JPL и ЕКА. Недавние наблюдения Сатурна, его колец и спутников помогают международной группе исследователей уточнить стратегию исследования системы Сатурна с космических аппаратов "Кассини" и "Гюйгенс".

Программа "Кассини" выполняется совместно силами НАСА, ЕКА и Итальянского космического агентства (ASI). НАСА изготавливает орбитальный аппарат "Кассини", ЕКА - посадочный зонд "Гюйгенс", a ASI - телекоммуникационную систему "Кассини" с антенной высокого усиления, играющую одновременно роль радиолокатора с построением изображения для съемки закрытой облачной дымкой поверхности крупнейшего спутника Сатурна Титана.


Автоматические межпланетные станции на заводе "Dornier Satellitensisteme GmbH". Фото DASA.

"Кассини" имеет массу 2150 кг, "Гюйгенс" - 343 кг. Вместе с более чем 3000 кг топлива и переходником станция "тянет" примерно на 5800 кг. Это самый тяжелый автоматический межпланетный аппарат, который запустят США, и, возможно, последняя станция такого класса. На "Кассини" используется ряд новых технических решений. Это твердотельное записывающее устройство. Это новое семейство интегральных микросхем для главного бортового компьютера, включая высокоскоростные интегральные схемы VHSIC и специальные прикладные схемы ASIC. Это твердотельные переключатели в системе энергопитания, которые служат существенно дольше своих предшественников.

"Кассини" должен быть запущен с мыса Канаверал ракетой "Титан-4" с разгонным блоком "Центавр" 6 октября 1997 г. Станция прибудет к Сатурну 26 июня 2004 г. и выйдет на орбиту его спутника 1 июля. (В НК" №3, 1996, год прилета был указан с очевидной ошибкой.) 6 ноября при приближении к Титану с "Кассини" будет сброшен зонд "Гюйгенс", который совершит парашютный спуск в атмосфере спутника 27 ноября 2004 г. Данные с "Гюйгенса" будут записаны на "Кассини" и затем переданы на Землю. Орбитальный аппарат будет исследовать Сатурн, его кольца. спутники и магнитосферу в течение четырех следующих лет.

На "Кассини" будут установлены 12 научных приборов, а на "Гюйгенсе" - 6 (Табл.1). Tabl. 1. Научная аппаратура АМС "Кассини"/"Гюйгенс"

НаименованиеНазначение
"Кассини"
Imaging science subsystem (ISS)
Изображающая научная подсистема
Фотографирование в видимом, близком УФ и в ИК-диапазоне
Cassini radar (RADAR)\
Радар "Кассини"
Картографирование поверхности Титана и измерение высоты деталей поверхности
Ion and neutral mass spectrometer (INMS)
Ионный и нейтральный масс-спектрометр
Исследование нейтральных и заряженных частиц, входящих в атмосферы и ионосферы Сатурна, Титана и остальных спутников
Visible and infrared mapping spectrometer (VIMS)
Видимый и инфракрасный изображающий спектрометр
Определение химического состава поверхностей, атмосфер и колец
Radio science subsystem (RSS)
Радиосистема
Поиск гравитационных волн, изучение атмосферы, колец и гравитационных полей Сатурна и спутников
Composite infrared spectrometer (CIRS)
Композиционный инфракрасный спектрометр
Исследование температуры и состава поверхностей, атмосфер и колец по их ИK-излучению
Cosmic dust analyzer (CDA)
Анализатор космической пыли
Изучение ледяных и пылевых частиц в окрестностях системы Сатурна
Radio and plasma wave spectrometer (RPWS)
Спектрометр радио- и плазменных волн
Исследование плазменных волн, природных радиоизлучений и пыли
Cassini plasma spectrometer (CPS)
Плазменный спектрометр "Кассини"
Изучение плазмы внутри и вблизи магнитного поля Сатурна
Ultraviolet imaging spectrograph (UVIS)
Ультрафиолетовый изображающий спектрограф
Исследование структуры, химии и состава атмосфер и колец по их УФ-излучению
Magnetospheric imaging instrument (MIMI)
Прибор для картирования магнитосферы
Построение изображений магнитосферы Сатурна и исследование взаимодействия солнечного ветра с магнитопаузой
Dual technique magnetometer (MAG)
Двойной магнитометр
Изучение магнитного поля Сатурна и его взаимодействия с солнечным ветром, кольцами и спутниками
"Гюйгенс"
Descent imager and spectral radiometer (DISR)
Десантная камера и спектральный радиометр
Получение изображений и измерение температур частиц в атмосфере Титана и на поверхности
Huygens atmospheric structure instrument (HASI)
Прибор для исследования строения атмосферы "Гюйгенса"
Исследование строения и физических свойств атмосферы Титана
Gas chromatograph and mass spectrometer (CGMS)
Газовый хроматограф и масс-спектрометр
Измерение химического состава газов и взвешенных частиц в атмосфере Титана
Aerosol collector pyrolyzer (ACP)
Аэрозольный коллектор и пиролизер
Изучение облаков и взвешенных частиц в атмосфере Титана
Surface science package (SSP)
Поверхностный научный комплект
Исследование физических свойств поверхности Титана
Doppler wind experiment (DWE)
Допплеровский ветровой эксперимент
Изучение ветров Титана по движению зонда в атмосфере

Планирование научной программы 250 учеными из США и 16 стран Европы достигло "промежуточного уровня детальности", говорит научный руководитель проекта "Кассини" в Лаборатории реактивного движения д-р Деннис Мэтсон (Dennis Matson). Установлены в основном цели и задачи по Сатурну, его магнитосфере, кольцам, Титану и ледяным спутникам - Энцеладу, Мимасу и Япету. Сейчас идет работа над планированием орбитального тура" - траектории полета и серии встреч со спутниками Сатурна, обеспечивающих проведение ключевых наблюдений с правильных позиций и в правильные моменты времени. Этому посвящены серия совещаний в США и в Европе.

Приборы "Кассини" смогут заглянуть глубоко в водородно-гелиевую оболочку Сатурна. Ученые рассчитывают узнать об атмосферной активности на разных глубинах, пронаблюдать развитие и исчезновение ураганов, вскрыть силы, которые движут мощными ветрами и ураганами Сатурна.

Недавние наземные наблюдения колец Сатурна помогли убедиться в том, что на расчетной траектории "Кассини" отсутствуют области опасной концентрации частиц, связанных с внешними кольцами.

В научные задачи "Кассини" входит выполнить по крайней мере 4 пролета мимо наиболее интересных спутников. Среди них - Энцелад, состоящий почти исключительно из водяного льда и имеющий всего несколько метеоритных кратеров. "Кассини" должен определить, имеет ли этот спутник внутренний источник тепла, который расплавляет лед и уничтожает кратеры. Будет проведен поиск небольших гейзероподобных вулканов, которые как подозревают некоторые ученые, существуют на Энцеладе. Если это так, вулканы могут выбрасывать ледяные частицы, которые затем захватываются Сатурном и входят в систему его колец. Большой интерес представляет двуликий Япет, задняя половина которого бела как снег, а передняя черна как асфальт. "Кассини" должен определить поверхностный состав этого странного спутника и выяснить природу и источник (внутренний или внешний) темного вещества, представляющего собой, возможно, некую органику

На Титане, который немного больше Меркурия, имеется по крайней мере один континент. Недавняя съемка Титана Космическим телескопом имени Хаббла и с наземных телескопов показала четкие границы между двумя типами поверхности, которые могут образовываться соответственно скальными породами и озерами жидкого этана и метана.

"Мы направили зонд "Гюйгенс" на одну из этих границ между светлыми и темными областями, что должно дать нам хороший шанс исследовать оба типа поверхности, - говорит Д.Мэтсон. - Изображения "Хаббла" говорят нам, что мы хорошо сделали, выбрав эту точку."

Титан имеет атмосферу с буроватой облачной дымкой. Атмосфера Титана богата азотом и органическими соединениями и может по многим характеристикам соответствовать первичной атмосфере Земли.

Зонд "Гюйгенс" - автономная лаборатория для исследования облаков, атмосферы и поверхности Титана. Похожий по многим деталям на атмосферный зонд станции "Галилео", он "живет" всего несколько часов, питаясь от химических батарей. Аппарат входит в атмосферу спутника на скорости 5.5 км/с. От перегрева его спасает лобовой щит диаметром 2.7 м. Аппарат начинает измерения в слое дымки над облаками. "Гюйгенс" будет снижаться сначала на основном парашюте, а затем на вытяжном, для стабилизации, в течение двух часов. Инструменты будут измерять температуру, давление, плотность и энергетический баланс в атмосфере.

После прохождения через облака камера будет снимать панораму Титана, а другие инструменты - исследовать дистанционно свойства поверхности. Емкость батарей рассчитана на 2.5 часа работы аппаратуры. "Гюйгенс" сделан плавучим - на случай приводнения в углеводородное озеро. Если зонд перенесет посадку, аппаратура SSP продолжит измерения на поверхности и передачу данных на "Кассини" вплоть до захода последнего за горизонт и прекращения радиоконтакта.

"Гюйгенс" собран и испытывается под руководством Европейского центра космических технологий и исследований ESTEC. Батареи зонда (как и на зонде "Галилео", на паре литий/диоксид серы) и два научных прибора поставляются из США. И наоборот, на "Кассини" ЕКА ставит блок обеспечения зонда PSA (Probe Support Avionics), который принимает и обрабатывает сигналы с "Гюйгенса".

Новости космонавтики 1996 №20:

США. Сборка "Кассини" закончена

25 сентября. Сообщение JPL. В Лаборатории реактивного движения (JPL) закончена сборка АМС "Кассини", самой крупной и сложной американской межпланетной станции, которая предназначена для детального изучения системы Сатурна.

Примерно через две недели "Кассини" будет доставлен на испытательные стенды JPL, где будет подвергнут акустическим, вибрационным, тепловым и другим испытаниям. "Кассини" должен быть запущен с мыса Канаверал во Флориде 6 октября 1997 г. Эта программа осуществляется совместно NASA США, Европейским космическим агентством и Итальянским космическим агентством.

Новости космонавтики 1996 №21:

* 11 октября 1996 г. инженеры и техники Лаборатории реактивного движения установили европейский зонд "Гюйгенс" на станцию "Кассини". Тем самым сборка "Кассини" полностью закончена, и станция готова к испытаниям. Сначала будут выполнены акустические испытания с имитацией звуковых нагрузок при запуске, затем вибрационные испытания, и наконец, после установки теплоизоляции, термоиспытания.

Новости космонавтики 1997 №1:

США. "Cassini" одет в тепловую защиту

3 января. Сообщение NASA. Используя инструменты и технологию, которая чаще ассоциируется с ремеслом портного, чем с космической техникой, специалисты NASA провели часть праздников за швейными машинками, чтобы одеть межпланетную станцию "Cassini" в одежду, которая выдержит долгое путешествие к Сатурну.

Уникальная группа техников в Лаборатории реактивного движения (JPL) все еще продолжает резать, сшивать и подгонять сияющие золотистые и черные одеяла на стоящем в "чистой комнате" JPL космическом аппарате высотой с трехэтажный дом. Эта задача требует уникального сочетания навыков тщательной работы "старого мира" и высокотехнологичных материалов, из которых шьется сверхпрочная и очень легкая тепловая защита станции. Памела Хоффман руководит изготовлением тепловой защиты от JPL.

Внешне теплоизоляция "Cassini" блестит, как золотая фольга, но этот цвет в действительности принадлежит комбинации прозрачных слоев материала янтарного цвета, лежащих на отражающей алюминизирован-ной ткани. Одеяла теплозащиты "Cassini" состоят из 24 слоев различных тканей, включая алюминизированный каптон, майлар, дакрон и др.

"Наши одеяла шьются не так, как все остальные," - говорит супервизор необычного швейного цеха Марк Дьюран (Mark Duran). Группа Дьюрана, используя промышленные швейные машинки, коричневые выкройки и большие столы для разрезания материала, работает посменно и старается закончить теплоизоляцию до намеченной на следующую неделю отправки станции в термобарокамеру. Там полностью собранный космический аппарат будет испытан в условиях космического пространства.

Теплоизолирующие одеяла изготавливаются в расчете на длительную надежную работу и высокие тепловые нагрузки. Температура частей станции под тепловой изоляцией должна оставаться на уровне комнатной, при том что температура на незащищенных частях аппарата будет изменяться от -220 до +250°С. Все используемые ткани должны выдержать жесткую радиационную обстановку и защитить КА в течение его 11-летнего полета. А еще одеяла защищают от микрометеоритов, и часть из них нашивается слоями на бета-ткань, особенно эффективную для защиты от мелких частиц. Одеяла должны также соответствовать жестким электрическим стандартам, чтобы при прохождении магнитосфер Земли, Юпитера и Сатурна, полных заряженных частиц, не происходило электрического пробоя изоляции. Поэтому каждый, даже самый маленький кусочек изоляции, заземляется, а в каждое одеяло вшиваются сложенные гармошкой полосы алюминия.

Cassini самый сложный межпланетный аппарат в истории, должен быть запущен 6 октября 1997 г ракетой "Titan 4B" с разгонным блоком "Centaur" с мыса Канаверал. Его путешествие к Сатурну займет около семи лет. Станция достигнет Сатурна 1 июля 2004 г и выйдет на орбиту искусственного спутника планеты, на которой в течение 4 лет будет изучать Сатурн, его кольца и спутники "Cassini" сбросит европейский посадочный зонд "Huygens" на крупнейший спутник Сатурна Титан.

ЕКА. "Huygens" тоже понесет CD-ROM

9 января. И.Лисов по сообщениям ЕКА, Рейтер. "НК" уже сообщали о том, что Лаборатория реактивного движения NASA установит на AM С "Cassini" лазерный диск (CD-ROM), на который будут бесплатно записаны автографы всех желающих. Европейское космическое агентство объявило об аналогичном плане в отношении титановского посадочного аппарата "Huygens", правда, приписав первенство в этой идее себе.

Автографы принимаются для отправки на Титан на специальной странице сети WWW по адресу http://www.huygens.com. Подписи и послания будут приниматься до 1 марта 1997 г., но указанная страница будет работать и после этой даты. Информация по зонду "Huygens" будет обновляться по крайней мере до запуска его вместе с "Cassini" в октябре 1997 г.

Идея установки на космические аппараты, отправляемые в дальний космос, памятных знаков восходит ко времени запуска первых американских АМС к Юпитеру и Сатурну "Pioneer 10" и "Pioneer 11" в 1972-1973 гг. На этих аппаратах были установлены металлические пластины с выгравированной на них информацией о жизни на Земле. Современная технология позволяет записать на один лазерный диск большое количество подписей и посланий.

Новости космонавтики 1997 №4:

США. "Cassini" поступил на электроиспытания

14 февраля. Сообщение JPL. Успешно пройдя месячный цикл вибро- и термобароиспытаний, космический аппарат "Cassini" вернулся на сборочный комплекс Лаборатории реактивного движения для заключительного этапа испытаний систем.

Изготовлены и установлены на орбитальный блок станции золотистые одеяла теплоизоляции. 24-слойная ЭВТИ защитит "Cassini" от перепада температур, характерного для открытого космоса.

Весной станция будет отправлена в Космический центр имени Кеннеди для предстартовой подготовки. Там же в конце весны орбитальный аппарат будет состыкован с изготовленным в Европе посадочным аппаратом "Huygens".

Программа "Cassini" остается в графике и в пределах бюджета.

Новости космонавтики 1997 №9:

США. "Cassini" доставлен во Флориду

21 апреля. И.Лисов по сообщениям JPL и KSC. Межпланетная станция "Cassini" Национального агентства по аэронавтике и космосу США была доставлена сегодня из Лаборатории реактивного движения в Космический центр имени Кеннеди транспортным самолетом ВВС США С-17.

В течение нескольких месяцев "Cassini" будет проходить заключительную сборку и испытания. После того как будет выполнена приемная инспекция КА, состоится установка 12 научных инструментов, которые еще не были поставлены на борт. Затем к станции будут присоединены большая параболическая антенна высокого усиления и двигательный отсек. После этого состоятся интегрированные функциональные испытания, цель которых - подтвердить, что все эти системы работают вместе должным образом. Наконец, европейский зонд "Huygens", проходящий сейчас автономную сборку и испытания, будет состыкован с "Cassini", и на этом сборка завершится.

Затем станцию перевезут на стартовый комплекс LC-40 для стыковки с носителем ВВС США "Titan 4B". Старт назначен на 6 октября 1997 г. в 05:38 EST (10:38 GMT). Станция должна прибыть к Сатурну 1 июля 2004 г. и в течение четырех следующих лет выполнить 60 витков вокруг планеты, исследуя ее спутники и кольца.

Новости космонавтики 1997 №17:

Объявлен день старта "Cassini"

20 августа. Е.Девятьяров по сообщениям NASA, Франс Пресс и Рейтер. Сегодня РН "Titan 4B", предназначенная для запуска аппарата "Cassini", прошла успешные заключительные испытания. Они были повторными после проведенных 5 августа испытаний, когда на верхней ступени "Centaur" носителя были обнаружены утечки топлива.

Успешное завершение испытаний позволило точно определить время старта. Запуск "Cassini" запланирован на 6 октября в 05:38

EDT (09:38 GMT) с 40-й площадки космодрома на мысе Канаверал. Предельно правая дата запуска - 4 ноября, иначе следующего астрономического окна придется ждать более двух лет.

"Cassini" предстоит путешествие длительностью в 6.7 лет на расстояние 1.5 млрд км для исследования планеты Сатурн. Стоимость экспедиции оценивается в 3.4 млрд $.

Космический аппарат выйдет на орбиту Сатурна 1 июля 2004 г. Спустя пять месяцев от "Cassini" отделится исследовательский зонд "Huygens", который будет изучать поверхность и атмосферу Титана - спутника Сатурна. Свои названия межпланетная станция и зонд получили в честь астрономов, живших в XVII веке.

"Huygens" построен по заказу ЕКА европейским промышленным консорциумом, в который входят французская фирма "Aerospatiale" и немецкие "Daimler-Benz Aerospace" и "Dornier".

После передачи данных, собранных зондом, "Cassini" еще в течение четырех лет (а возможно и более) будет продолжать изучение Сатурна, сделав за это время более 74 оборотов вокруг планеты. После того как станция прекратит работу, она может оставаться на орбите еще не одно столетие, пока на пути ее не встанет какой-нибудь из спутников Сатурна.

22 августа прошла торжественная церемония закладки цифрового диска с посланиями с планеты Земля в космический аппарат. На 5-дюймовом диске (DVD) записаны автографы 616000 жителей 81 страны мира, а также отпечатки ступней нескольких малышей и отпечатки лап нескольких домашних кошек и собак. Самыми древними из подписей являются автографы астрономов XVII века - самого Кассини и Гюйгенса. Подписи великих ученых были сосканированы с их писем, хранящихся в Парижской обсерватории. К кольцам Сатурна уйдет также подпись "крутого Уокера" - Чака Норриса и нескольких членов Конгресса США

Среди посланий, записанных на диске, самое трогательное прислал какой-то малыш: "Я хочу стать астронавтом и, когда вырасту, то открою новую планету. Желаю удачи!"

"Новости космонавтики" уже писали в свое время об этом сборе подписей. За это время в NASA поступило 542 тысячи записок от жителей США, 16 тысяч из Канады и т.д. Из 6 стран, включая Сальвадор и Катар, пришло всего по одной подписи. Сколько посланий уйдет к Сатурну из России, мы, к сожалению, не знаем.

Диск установлен на внешней поверхности аппарата и закрыт тонкой алюминиевой пластинкой, которая защитит его от микрометеоритов на протяжении всего путешествия. Всего изготовлено 10 копий диска: одна отправится в космос и девять будут подарены различным музеям.

Новости космонавтики 1997 №20:

США-ЕКА. Неделя до старта "Cassini"

Последний месяц перед запуском американской АМС "Cassini" к Сатурну с европейским зондом "Huygens" на Титан был полон технических проблем и политических страстей.

И.Лисов по сообщениям NASA, KSC, ESA, Рейтер, Франс Пресс, ЮПИ.

Напомним, что "Cassini" и "Huygens" ("Кассини" и "Гюйгенс"; применяемое в некоторых изданиях написание "Хайдженс" говорит только о том, что имена Джованни Доминико Кассини и Христиана Гюйгенса их авторам неизвестны) стартуют на втором летном изделии новейшей американской тяжелой РН "Titan4B". С 30 мая 1997 г. началась ее сборка на стартовом комплексе LC-40 Станции ВВС "Мыс Канаверал".

30 мая базовый пакет носителя номер К-33 - центральный блок и твердотопливные ускорители - был вывезен из Здания интеграции носителя VIB на комплекс LC-40, а 20 июня на него был установлен разгонный блок "Centaur". Затем основные события развертывались в Корпусе обслуживания опасных ПН PHSF. 2 июля началась и 9 июля закончилась сборка АМС "Cassini", 19 июля были выполнены опытная установка и электрические испытания радиоизотопных термоэлектрических генераторов (RTG). 21 июля на основной аппарат был установлен зонд "Cassini".

5 августа на старте состоялся демонстрационный предстартовый отсчет носителя К-33 с заправкой баков центрального блока и разгонного блока. Утечки, выявленные во время этой операции, потребовали повторной пробной заправки РБ "Centaur" 20 августа. Утечки не повторились, и NASA объявило, что старт состоится 6 октября.

Тем временем 1 августа началась и 21 августа закончилась установка на КА "одеял" тепловой изоляции. 21 августа состоялась заключительная приемка станции, а 22 августа техник Дэн Мейнард установил на станцию компакт-диск с 616400 подписями, отпечатками ног нескольких детей и лап любимых собак и кошек из 81 стран. В тот же день "Cassini" был установлен на транспортер, 28 августа в период с 00:15 по 01:00 EDT (04:15 - 05:00 GMT) станция была доставлена на стартовый комплекс и к 09:00 EDT установлена на РБ "Centaur".

Инцидент 29 августа

На 3 сентября в штаб-квартире NASA в Вашингтоне было запланировано официальное представление проекта. Начиная с 2 сентября планировались контрольные интерфейсные испытания и функциональные испытания КА, подтверждающие, что станция перенесла транспортировку и правильно состыкована с носителем. Установка головного обтекателя планировалась на 12 сентября, заключительные комплексные электроиспытания - на 23 сентября, запуск - 6 октября в 05:39 EDT (09:39 GMT).

Однако 29 августа, во время механической и электрической стыковки с носителем, было обнаружено, что по ошибке мощность воздушного потока для охлаждения станции была установлена на уровне выше допустимого и струя со скоростью 133 м/с - втрое больше расчетной - обдувала аппарат в течение 20 часов. Интенсивное охлаждение было нужно для отвода тепла радиоизотопных нагревателей. Последствия были обнаружены только 2 сентября. Внутренний визуальный осмотр КА при помощи волоконно-оптического прибора - бороскопа - показал, что на зонде "Huygens" повреждено несколько квадратных дюймов теплоизолирующего покрытия. Инженеры обнаружили разрыв в покрытии длиной 5 см, через который струя растрепала пенообразный материал внутри зонда. В результате "Huygens" мог быть загрязнен.

На пресс-конференции 3 сентября информация об инциденте была предана гласности. Было принято решение снять КА с носителя и возвратить его в PHSF. 4 сентября руководители проекта объявили, что пуск "Cassini" откладывается до середины октября. Точную дату не назначили: нужно было установить размер повреждений и объем необходимых работ. На детальный осмотр, ремонт покрытия и очистку зонда было нужно не меньше полной рабочей недели.

Подготовка продолжается

20-25 инженеров ЕКА прибыли во Флориду для оказания помощи. 8 сентября станция была снята с носителя и возвращена в PHSF. Работа шла круглосуточно. Капсулу "Нuуgens" сняли с "Cassini", открыли, осмотрели, вычистили. К 11 сентября ремонт и повторные испытания зонда были закончены. 12 сентября зонд был собран вновь и 13 сентября установлен на "Cassini". 14 сентября полезную нагрузку вновь привезли на старт и 15 сентября установили на РБ "Centaur". 18 сентября проводились интерфейсные и функциональные испытания.

19 сентября руководители программы смогли объявить новую дату старта - 13 октября в 04:55 EDT (08:55 ДМВ).

20 сентября "Cassini" был подготовлен к пуску, а 23 сентября укрыт головным обтекателем. 25 сентября подготовили к пуску "Нuуgens". 30 сентября прошли комплексные испытания РН и ПН. 2 октября выполнялись проверки интерфейсов данных между LC-40 и наземной станцией "Cassini".

"Остановите Cassini!"

Подготовка к запуску "Cassini" сопровождается антиядерной истерией, связанной с опасностью радиоактивного загрязнения и отравления Земли во время запуска или полета станции.

"Cassini" и "Huygens" используют для питания систем, научной аппаратуры и подогрева радиоизотопные источники на плутонии-238, содержащие в общей сложности 81 фунт (37 кг) окиси плутония, или 72 фунта (33 кг) чистого плутония. На "Cassini" имеется три генератора RTG, дающих 744 Вт для питания станции, и 83 нагревательных элемента RHU. На зонде "Huygens" используются 34 нагревателя.

Плутоний является опаснейшим химическим элементом. Канцерогенная доза плутония, распыленного в атмосфере, составляет всего 0.000001 грамма.

Использовать другой источник питания для станции, полет которой рассчитан на 11 лет и которая будет работать в 1.5 млрд км от Солнца, очень трудно, если вообще возможно. Но в случае аварии при выведении на орбиту ИСЗ или в результате ошибки при возвращении станции к Земле для гравитационного маневра в августе 1999 г. капсулы с плутонием могут попасть в атмосферу.

3 октября 1997 г. NASA получило официальное разрешение Управления научной и технической политики (OSTP) Белого дома на завершение подготовки и запуск "Cassini". Документ подписал директор OSTP д-р Джон Гиббонс, заявив, что "важные преимущества этой научной миссии перевешивает потенциальный риск". Согласно президентской директиве, такое разрешение обязательно для запуска КА с радиоактивными источниками. К утверждению на государственном уровне NASA подготовило в июне 1995 г. документ о потенциальной опасности запуска для окружающей среды и в июне 1997 г. - дополнение к нему. Полноту анализа NASA подтвердили Минобороны, Агентство по охране окружающей среды и Комиссия по ядерному регулированию Министерства энергетики. Самостоятельные документы для принятия решения, помимо NASA, представили в OSTP Министерство энергетики США и Межведомственная комиссия по ядерной безопасности.

И хотя такая процедура подтверждения безопасности пуска проводится каждый раз (a NASA, начиная с 1971 г., выполнило 23 пуска КА с RTG), выступлениями протеста сопровождались все последние запуски американских КА с такими источниками. "Cassini" не стал исключением. Свою печальную роль в этом сыграл прошлогодний скандал, связанный со входом в атмосферу российской АМС "Марс-96" (НК №22-23, 1997) и взрыв "Дельты-2 над мысом Канаверал 17 января.

Как сообщила на пресс-конференции 3 сентября менеджер программы по радиоизотопным источникам в Министерстве энергетики Беверли Кук, источники, примененные на "Cassini", представляют собой 18 модулей, заключенных в оболочку из иридия. Капсулы испытывались в течение 37 лет сотни раз на воздействие взрывов, огня от твердотопливных двигателей, шрапнельного обстрела - явлений, сопровождающих разрушение аппарата и показали свою надежность. Они останутся целы даже при взрыве носителя или разгонного блока на старте, и могут раскрыться разве что если после взрыва упадут на скальную породу. Но, поскольку место старта окружают вода и песок, такого случиться просто не может. Вероятность выброса плутония в атмосферу в случае аварии составляет, поданным NASA, 1:476. Вероятность попадания в атмосферу при пролете 1999 г. оценивается в одну миллионную.

Тем не менее разношерстое движение протеста собрало 30000 подписей против запуска "Cassini". Все эти люди исходят из принципиальной недопустимости запуска в космос аппаратов с плутонием, какие бы блага не сулило их применение. Указывается, что никогда не проводились адекватные испытания, имитирующие все действующие на капсулы с плутонием факторы одновременно. Соответственно, все приводимые вероятности - "чистая догадка".

Некоторые заявляют, что отсрочка запуска на срок от года до пяти позволила бы разработать солнечные батареи, достаточные для питания "Cassini". Другая альтернатива - разделить задачи между несколькими малыми аппаратами, каждый из которых мог бы питаться от больших солнечных батарей. Между прочим, на проект уже израсходовано около двух миллиардов долларов.

4 октября около 1200 активистов движения пикетировали ворота Станции ВВС "Мыс Канаверал". Их лозунг был - отложить пуск и переделать станцию. 27 человек, в том числе 11 старушек из организации "Бабушки за мир", были арестованы за проникновение на территорию базы. Поскольку старушки не могли "форсировать" ограду, они попросили охрану открыть ворота, чтобы войти и быть арестованными. Первая из них и самая пожилая, 87-летняя Пегги МакИнтайр, заявила: "Мы протестуем против использования денег правительства на дьявольские, аморальные цели". Акции протеста будут продолжены.

Вряд ли человечество когда-нибудь сможет отказаться от всех технологий, несущих в себе потенциальную смертельную опасность. Радиоизотопные генераторы - лишь одна из них. Но не исключено, что в скором будущем движения такого рода станут достаточно сильны для того, чтобы с их требованиями стали считаться законодатели. Ведь в отличие от российских депутатов, американские конгрессмены очень внимательно следят за, казалось бы, мелкими вопросами, которые могут побудить хотя бы часть избирателей голосовать против них.

Новости космонавтики 1997 №21:

США-ЕКА-Италия. Запущена АМС "Cassini"

15 октября 1997 г. в 08:43 GMT (04:43 EDT) со стартового комплекса LC-40 Станции ВВС "Мыс Канаверал" был выполнен пуск РН "Titan 4B" с автоматической межпланетной станцией "Cassini". Эта международная программа имеет целью детальное исследование системы Сатурна и изучение его спутника Титана с помощью европейского зонда "Huygens".

И.Лисов по сообщениям NASA, KSC, EKA, "Lockheed Martin", DASA, ИТАР-ТАСС, Рейтер, Франс Пресс, ЮПИ.

История и задачи проекта

Сатурн привлекает к себе активный интерес ученых не одну сотню лет. Среди планет-гигантов он выделяется уникально низкой плотностью (0.7 кг/см3), мощным магнитным полем, великолепной и сложной системой колец и обширным семейством спутников различного размера и структуры. Система Сатурна в определенной степени может служить моделью первичного околосолнечного газопылевого диска, из которого сформировались планеты Солнечной системы.

Возможно, самым интересным в системе Сатурна является его гигантский спутник Титан. Этот спутник - размером больше Меркурия, но меньше Марса, имеет азотную атмосферу, богатую углеводородами, то есть, как считают ученые, сходную по составу с первичной атмосферой Земли. Считается, что его поверхность покрыта коричневой пленкой органических соединений, выпадающих вместо снега, и на нём могут быть найдены моря из этана и метана. Из-за большого удаления от Солнца Титан, возможно, сохранил те первичные химические соединения, из которых на Земле могла родиться жизнь. Парадоксально, но изучение далекого Титана может привести к разгадке происхождения жизни на Земле.

Первая разведка системы Сатурна была выполнена американскими КА "Pioneer 11" (пролет 1 сентября 1979 г.), "Voyager 1" (12 ноября 1980 г.) и "Voyager 2" (25 августа 1981 г.). Эти три станции передали огромное количество интереснейших снимков и измерений, но они провели в окрестностях планеты лишь краткое время и отсняли подробно только те объекты, вблизи которых пролегала траектория пролета.

История проекта "Cassini" от его зарождения до завершения (будем надеяться, успешного) насчитывает около 30 лет. В 1979 г. в Лаборатории реактивного движения было выполнено исследование, в котором изучались орбитальный аппарат и зонд для исследования Сатурна и Титана. Работой руководила Донна Ширли, ныне менеджер программы исследований Марса.

В первые годы правления администрации Рейгана изучение планет оставалась на уровне общих исследований. В 1982 г. космические комиссии Европейского научного фонда и Национальной академии наук США создали совместную рабочую группу для изучения возможных совместных проектов в области исследования планет. В результате европейские ученые предложили ЕКА осуществить совместно с NASA США проект, предусматривающий создание орбитального аппарата для исследования Сатурна и зонда для посадки на Титан. В 1983 г. американский Комитет по исследованию Солнечной системы рекомендовал NASA включить в свою программу создание КА для радиолокационной съемки и спуска на Титан, и, по желанию, орбитального аппарата по типу разрабатываемого в тот период КА "Galileo" для системы Юпитера.

В 1984-1985 гг. NASA и ЕКА провели оценку подобной совместной программы. Американские участники представили проработки по серии тяжелых межпланетных аппаратов "Mariner Mark II", предназначенных для изучения внешних планет Солнечной системы. Предполагалось, что использование единой базовой конструкции позволит сократить общую стоимость программ. Для первоочередной реализации были рекомендованы два проекта: КА CRAF (Comet Rendezvous/Asteroid Flyby - встреча с кометой и пролет астероида) и орбитальный аппарат для исследования системы Сатурна - "Cassini", названный в честь франко-итальянского астронома Жана-Доминика Кассини.

CRAF долгое время был лидером в этой паре - по-видимому, NASA пыталось этим проектом изжить память о позорном отказе от посылки станции к комете Галлея. Летом 1985 г. британский журнал "Spaceflight" опубликовал подробную информацию о проекте CRAF. Аппарат массой 2400 кг должны были запустить 10 марта 1991 г. с шаттла с разгонным блоком "Centaur G". 23 сентября 1991 г. CRAF должен был пройти в 6-10 тыс. км от астероида Хедвиг, а с 8 января 1995 по 30 сентября 1997 г. выполнять совместный полет с кометой Вильда-2. 17 июля 1985 г. NASA предложило исследователям подавать заявки на размещение научной аппаратуры на КА CRAF. Однако попытка протолкнуть заявку на CRAF в бюджет 1987 ф.г. не удалась, и реальное финансирование началось только через три года, естественно, уже под другие цели и другую траекторию.

Но вернемся к "Cassini". В 1986 г. Комитет по научным программам ЕКА утвердил программу первой фазы работ по зонду на Титан, и в течение 1987-1988 гг. ЕКА и группа европейских фирм во главе с "Marconi Space Systems" выполнила эту часть работы. Зонд, получивший имя "Huygens" в честь голландского астронома Христиана Гюйгенса (Хёйгенса), был включен в долгосрочную программу ЕКА "Horizon 2000" как одна из "средних" по уровню затрат программ.

(Отметим в скобках, что Гюйгенс в 1655 г. открыл Титан, а в 1659 г., наконец, убедился, что таинственные детали Сатурна, обнаруженные Галилеем, представляют собой кольца. Кассини в 1675 г. обнаружил первую деталь структуры колец Сатурна, деление Кассини, а также открыл менее крупные спутники - Япет, Рею, Тефию и Диону.)

В 1987-1988 гг. NASA продолжило проработку серии исследовательских аппаратов "Mariner Mark II". Менеджером этой программы в Лаборатории реактивного движения был Реймонд Хикок. В 1989 г. Конгресс США, наконец, утвердил финансирование проектов CRAF и "Cassini" начиная с 1 октября 1989 г., выделив на 1990 ф.г. 30 млн $, после чего NASA и ЕКА провели конкурс для выбора научной аппаратуры для этих АМС. Список приборов был одобрен в предварительном порядке в 1990 г. и окончательно утвержден в конце 1992 г.

ЕКА официально начало полномасштабную работу по проекту "Huygens" в апреле 1990 г. Сотрудничество NASA и ЕКА в проекте "Cassini", включающем орбитальный аппарат NASA и зонд "Huygens" ЕКА, было закреплено соглашением, о котором было объявлено 3 января 1991 г. Запуск на РН "Titan 4" намечался тогда на апрель 1996 г. На трассе перелета планировались наблюдения по крайней мере одного астероида и системы Юпитера.

Финансирование проектов CRAF и "Cassini" сохранялось в 1990-1992 ф.г. Однако в начале 1992 г. стало ясно, что финансирование работ по КА серии "Mariner Mark II" будет сокращено до такого уровня, что становится невозможным не только создание задуманной серии, но и реализация обоих утвержденных проектов. В январе 1992 г. проект CRAF был закрыт, а проект "Cassini" переработан с целью уменьшения стоимости (на 250 млн $), облегчения и упрощения КА и управления им. В мае 1992 г. проект был утвержден повторно.

Многие технические решения были приняты с расчетом на то, что станции предстояло проработать более 10 лет. Чтобы избежать опасности механических поломок, во всех возможных случаях разработчики отказались от движущихся частей. Так, были исключены рассматривавшиеся в ранних вариантах проекта подвижные платформы для автономного наведения научных инструментов. Все приборы было решено смонтировать на корпусе, и только три из них сохранили возможность разворачиваться вокруг своей оси. Вместо ленточных запоминающих устройств (которые в 1995-1996 гг. попортят много крови операторам "Galileo") были использованы твердотельные ЗУ. Механические гироскопы были заменены на вибрирующие полусферические гироскопы-резонаторы. Отказались от подвижной антенны для передачи с зонда - было решено ретранслировать сигнал через орбитальный аппарат с использованием антенны высокого усиления. Наконец, разработчики отказались от использования на "Cassini" развертываемой антенны высокого усиления HGA типа установленной (и к этому времени отказавшей) на "Galileo". Вместо нее было решено использовать специальную антенну Итальянского космического агентства, которое стало третьим партнером в проекте.

11 декабря 1992 г. в JPL закончился критический смотр переработанного проекта. Запуск был назначен на октябрь 1997 г. на РН "Titan 4" с РБ "Centaur". Была принята баллистическая схема с двумя пролетами у Венеры, одним у Земли и одним у Юпитера. Как ни странно, в декабре 1992 г. были официально названы две разные даты прибытия к Сатурну и сброса зонда на Титан - в одном варианте ноябрь 2004 г. и июнь 2005 г., в другом - июль и ноябрь 2004 г. В настоящее время реализуется второй вариант.

В программе участвуют три основных партнера (США, ЕКА и Италия) и 17 стран. В работах по орбитальному аппарату и зонду было занято в общей сложности более 5000 человек.

Стоимость программы, определенная на момент запуска, составляет около 3.3 млрд $. Из них на разработку было израсходовано: NASA - 1.422 млрд $ (включая два прибора на зонде), ЕКА - 500 млн $, Италия - 160 млн $. Заказ радиоизотопных генераторов у Министерства энергетики США обошелся в 144 млн $. Стоимость ракеты-носителя - 422 млн $. Предстоящие расходы составят 54 млн $ на слежение за аппаратом и 755 млн $ на управление и обработку информации. Удивительно, но с 1992 г. программа "Cassini" не превышала пределов отведенного ей бюджета. Щедра американская космическая программа, ничего не скажешь.

Конструкция КА

"Cassini" - наиболее тяжелый межпланетный КА, когда-либо созданный в США. Заправленный аппарат вместе с зондом "Huygens", адаптером и т.п. имеет стартовую массу 5712 кг, без адаптера - 5577 кг, то есть примерно такую же, какую имели советские АМС, запускаемые ракетами "Протон". Незаправленный "Cassini" имеет массу 2125 кг. Диаметр станции 4 м, длина (скорее, высота) 6.8 м, (с антенной HGA - 10.7 м).


Общая компоновка "Cassini": 1 - Штанга магнитометра; 2 - Антенна высокого усиления; 3 - Антенна низкого усиления; 4 - Отсек радиолокатора; 5 - Платформа с приборами для исследования полей и частиц; 6 - Зонд "Huygens"; 7 - радиоизотопный термоэлектрический генератор; 8 - корректирующая двигательная установка PMS; 9 - Платформа со съемочной аппаратурой; 10 - Антенна эксперимента RPWS.

"Cassini" состоит из 12 технических подсистем, и сама конструкция корпуса является первой из них. Корпус близкой к цилиндрической формы состоит из нижнего и верхнего модулей аппаратуры и двигательного отсека в середине. В верхнем модуле аппаратуры находятся 12 отсеков с электроникой станции и приборов, образующих подсистему электроники EPS. Сверху на корпусе установлена антенна высокого усиления HGA диаметром 4 м. В средней части закреплены две платформы - одна с камерами и спектрометрами (всего 4 инструмента), вторая с приборами для исследования электромагнитных полей и пылевых частиц (3 инструмента). В состав конструкции входит адаптер для крепления станции на разгонном блоке и средства крепления зонда "Huygens".

Конструкция служит также электрической "землей" и защитой от радиопомех для всей электроаппаратуры станции, а также противометеоритной и радиационной защитой.

Дублированная подсистема команд и данных CDS отвечает за прием команд, их обработку и распределение, формирование и передачу данных на Землю. CDS имеет дублированный бортовой компьютер GVSC 1750А, построенный на новых высокоскоростных микросхемах VHSIC и специальных микросхемах для конкретных приложений ASIC, которые связывают компьютер с внешними устройствами. Последние увеличили эффективность системы CDS в 10 раз по сравнению с предшествующими КА, причем масса и объем подсистемы уменьшились более чем на 2/3. Компьютер изготовлен в расчете на работу в условиях космической радиации, уровень которой может возрастать в 1000 раз во время мощных солнечных вспышек. Оперативная память подсистемы CDS состоит из 512 килослов (длина слова в килобайтах неизвестна, - Ред.), постоянная программируемая - из 8 килослов. Программы написаны на языке Ада.

Для временного хранения данных подсистема CDS использует два твердотельных запоминающих устройства SSR компании TRW емкостью по 2 Гбит (1.8 Гбит к концу полета). До окончания работы зонда будет использоваться только один SSR, а после этого - оба. Научная информация, телеметрия и программная информация для различных подсистем будут храниться в различных файлах на SSR.

Типичная программа работы станции, состоящая из наборов команд, позволяют аппарату примерно месяц работать автономно, без вмешательства Земли. ПО подсистемы CDS имеет тщательно проработанные алгоритмы контроля состояния станции и защиты аппарата в случае отказов.

Подсистема ориентации и управления AACS предназначена для автономного определения «и поддержания аппаратом своей

ориентации и положения в пространстве по отношению к Земле, Солнцу, Сатурну и другим телам и наведения научных приборов на исследуемые объекты. AACS имеет дублированные звездные и солнечные датчики, акселерометр оси Z и два трехосных гироскопических блока. Каждый блок имеет четыре гироскопа HRG компании "Litton" - три ориентированных во взаимно перпендикулярных направлениях и один равно наклоненный к ним. AACS также включает привода для качания каждого из основных двигателей и привода резервированного комплекта маховиков.

Как и CDS, AACS включает два компьютера (с таким же объемом памяти), которые обрабатывают команды от CDS и превращают их в исполнительные команды для различных устройств.

Штатной для "Cassini" является постоянная трехосная ориентация. При проведении наблюдений AACS может обеспечивать режим сканирования.

Для коррекций траектории и выхода на орбиту спутника Сатурна "Cassini" имеет двигательную подсистему PMS, в состав которой входят основной и дублирующий двигатели R-4D фирмы "Marquardt" тягой по 445 Н (100 фунтов), работающие на топливной паре монометилгидразин/тетраксид азота с вытеснительной подачей. Подсистема AACS обеспечивает регулирование направления вектора тяги, чтобы он постоянно проходил через смещающийся по мере, выработки топлива центр тяжести. Для защиты от микрометеоритов двигатели защищены крышкой, которая в случае отказа привода может быть отстрелена. Малые коррекции и ориентация станции выполняется с помощью подсистемы реактивного управления RCS - 16 малых двигателей на гидразине, объединенных в четыре блока. Всего в баки "Cassini" заправлено 3132 кг компонентов топлива, из них почти 3000 кг - для основных двигателей.

Радиосистема станции RFS обеспечивает связь с Землей. Радиосистема включает передатчик диапазона X (8.4 ГГц) мощностью 20 Вт (19 Вт к концу полета) на усилителе с лампой бегущей волны, и приемник (7.2 ГГц). В блок-схеме станции на уровне подсистем радиосистема находится между подсистемой команд и данных CDS и антенной подсистемой. Радиосистема используется в эксперименте по радиопросвечиванию атмосфер небесных тел. Передача данных от Сатурна должна идти на скорости 190 кбит/с.

Антенная подсистема включает основную антенну высокого усиления HGA и две антенны низкого усиления. Антенна HGA может вести прием и передачу в микроволновых диапазонах X, Ка, S и Ku. Она предназначена не только для связи с Землей, но и для радиолокации Титана, для приема сигналов с зонда и для экранирования станции от Солнца. На "тарелке" HGA находится антенна низкого усиления LGA-1. Обе они изготовлены Итальянским космическим агентством. Американская антенна LGA-2 расположена на корпусе ниже места крепления зонда. Антенны LGA являются штатным средством связи во внутренней части Солнечной системы и резервным - в период работы у Сатурна.

В первые два года полета, пока станция находится близко к Солнцу, она должна быть ориентирована к нему антенной HGA для затенения и охлаждения. HGA имеет специальную окраску, которая позволяет ей отражать или рассеивать большую часть тепла. Соответственно, до конца января 2000 г., когда "Cassini" войдет в пояс астероидов, для связи с Землей будет использоваться антенна низкого усиления (та из двух, которая обращена к Земле). После этого станция развернется антенной HGA к Земле и будет вести передачу и прием через нее.

Подсистема терморегулирования TCS поддерживает в приемлемых пределах температуру в различных частях станции. Для подогрева блоков электроники служат 82 радиоизотопных нагревателя RHU мощностью по 1 Вт каждый, содержащие двуокись плутония-238, а в некоторых случаях также электрические нагреватели. Данные температурных датчиков позволяют подсистеме CDS управлять нагревом. На верхнем модуле оборудования размещены автоматические отражающие жалюзи. Большая часть корпуса и корпуса приборов покрыты одеялами теплоизоляции, которая местами состоит из 26 слоев. Внешний слой состоит из каптона, алюминизированного с внутренней стороны и металлизированного с наружной, и имеет характерный янтарный цвет. Теплоизоляция также включает "пуленепробиваемый" слой - защиту от микрометеоритов.


Радиоизотопный термоэлектрический генератор RTG. 1 - Трубки охлаждения; 2 - Внешний алюминиевый корпус; 3 - Диоксид плутония; 4 - Термопара; 5 - Многослойная изоляция.

Источником электропитания КА служат три радиоизотопных термоэлектрических генератора RTG, которые несут 32.9 кг плутония-238 в виде керамических таблеток двуокиси плутония, заключенных в 18 модулей. Каждый модуль имеет иридиевую и графитную защиту против теплового и ударного воздействия. Термопары преобразуют тепло распадающегося плутония в электрический ток. Генераторы дают 885 Вт в начале полета и 663 Вт в конце.

Подсистема PPS отвечает за распределение электрической мощности и работу пиротехнических устройств, предназначенных для отделения зонда. Напряжение бортовой электрической сети станции - 30 В. Подсистема PPS может сбрасывать излишнюю мощность через шунт-радиатор.

Кабельная подсистема включает все электрические кабели, кроме коаксиальных кабелей и волноводов. Электрическая схема станции насчитывает около 22000 соединений и более 12 км кабелей.

Подсистема механических устройств MDS срабатывает в первый раз, отделяя КА от РБ. Она имеет пиротехническое устройство и пружины для отделения. Кроме того, в состав MDS входят саморазворачивающаяся штанга магнитометра, привод запасного комплекта маховиков, механизм вытягивания чеки для стержневых антенн эксперимента RPWS, и жалюзи для удержания или сброса тепла от RHU.

Зонд "Huygens" имеет общую форму толстого диска диаметром 2,7 м. В его состав входят лобовой экран, хвостовая крышка и устройство отделения от "Cassini", которое остается на орбитальном аппарате. Масса зонда вместе с устройством отделения - 320 кг.

Лобовой экран покрыт слоем специального теплозащитного материала AQ60, представляющего собой кремниевые волокна низкой плотности. Лобовой экран защищает зонд во время торможения в атмосфере Титана. Температура в ударной волне достигнет 12000°С. Разогреваясь до 1500°С, экран сохранит температуру внутри на уровне не превышающем 50°С.

Между экраном и хвостовой (верхней) крышкой находится собственно зонд. Его конструкция состоит из двух алюминиевых сотовых панелей и алюминиевой оболочки, которые соединены фибергласовыми стержнями и пиротехническими устройствами разделения с экраном и крышкой. Центральная панель несет на верхней и нижней поверхностях блоки подсистемы электропитания, управления и научную аппаратуру. На верхней панели находится сложенный парашют и два передатчика для связи с орбитальным аппаратом в диапазоне S.


Устройство зонда "Huygens".
1 - Хвостовая крышка; 2 - Верхний конус; 3 - Верхняя панель; 4 - Средняя панель с приборами; 5 - Нижнее днище; 6 - Лобовой экран.

Во время перелета "Huygens" питается от электросети "Cassini", и только во время трехнедельного автономного полета и спуска на Титан использует набор из пяти аккумуляторных батарей на паре литий-диоксид серы, каждая из которых состоит из 23 элементов. Сходные батареи обеспечили работу атмосферного зонда "Galileo" в атмосфере Юпитера.

Снаружи зонд упакован в многослойную теплоизоляцию, которая сгорит в атмосфере Титана. Для подогрева зонда в течение семи лет полета используются 35 (по другим данным, 25) 1-ваттных радиоизотопных нагревателей. Слой пеноизолирующего материала толщиной 5 см и специальные уплотнения в местах установки инструментов защищают зонд при работе в атмосфере Титана при температуре -190°С.

Разработка и изготовление "Cassini" были выполнены Лабораторией реактивного движения в Пасадене (Калифорния), являющейся подразделением Калифорнийского технологического института, но финансируемой NASA. Менеджер программы - Ричард Спехалски (Richard J. Spehalski), научный руководитель - д-р Деннис Мэтсон (Dennis L. Matson). Заметную роль сыграла американская компания "Lockheed Martin", которая разработала двигательную установку станции, а также изготовила прибор DISR для зонда.

Разработкой зонда "Huygens" руководил Европейский центр космической технологии и исследований (ESTEC) в Ноордвейке (Нидерланды), головным подрядчиком которого была французская компания "Aerospatiale". Сборку и испытания летного аппарата, а также аналогов для термо- и электроиспытаний выполнила германская "Dornier Satellitensysteme GmbH", которая также разработала подсистему терморегулирования "Huygens'a" и ультрастабильные осцилляторы радиосистемы. Аккумуляторные батареи зонда поставлены американской фирмой "AIliant Techsystems".

Менеджер проекта от ЕКА - д-р Хамид Хассан (Hamid Hassan), научный руководитель - д-р Жан-Пьер Лебретон. Менеджер проекта от Итальянского космического агентства - Энрико Фламени. Всего на запуске присутствовало около 500 представителей научных, технических и промышленных организаций и компаний Европы.

Многие технологии, примененные впервые на "Cassini", были затем перенесены на другие аппараты NASA - обсерваторию AXAF-I (твердотельные ЗУ), малые AMС NEAR и "Mars Pathfinder" (микросхемы ACIS, легкий приемопередатчик диапазона X, гироскопы HRG) и даже на миниатюрные аппараты семейства "New Millenium".

Научная аппаратура

"Cassini" - последняя в обозримом будущем программа, в которой ставка была сделана на комплексное изучение объекта с использованием большого количества взаимодополняющих, одновременно функционирующих приборов. После гибели российской АМС "Марс-96" и запуска "Cassini", и США, и Россия ориентируются на малые АМС с ограниченным кругом задач. Они намного дешевле, но по определению не могут охватить весь спектр условий, в которых выполняются те или иные измерения.

Научные задачи программы "Cassini" включают:

1. По Сатурну:

• Определить температурное поле, свойства облачности и состав атмосферы;

• Измерить глобальное поле ветров, включая волны и вихри; проследить долгосрочную эволюцию облачных структур;

• Определить внутреннюю структуру и вращение глубинных слоев атмосферы;

• Исследовать ежедневные вариации и связь между ионосферой и магнитным полем Сатурна;

• Определить состав, тепловой поток и радиационную обстановку во время образования и эволюции планеты;

• Изучить источники и природу молний на Сатурне.

2. По Титану:

• Определить относительное содержание различных компонентов в атмосфере, а также наиболее вероятные сценарии образования и эволюции Титана и его атмосферы;

• Проследить вертикальное и горизонтальное распределение малых примесей, выполнить поиск сложных органических молекул, изучить энергетические источники атмосферной химии, определить влияние солнечного освещения на химические вещества в стратосфере, изучить образование и состав аэрозолей;

• Замерить ветры и глобальные температуры, исследовать физику облаков, общую циркуляцию и сезонные эффекты в атмосфере Титана, выполнить поиск молний;

• Определить физическое состояние, топографию и состав поверхности Титана, получить данные по его внутренней структуре;

• Изучить верхнюю атмосферу Титана, ее ионизацию и ее роль как источника нейтрального и ионизированного материала в магнитосфере Сатурна.

3. По магнитосфере Сатурна:

• Определить конфигурацию магнитного поля Сатурна, исследовать модуляцию километрового радиоизлучения;

• Определить современные системы, состав, источники и концентрации электронов и протонов;

• Охарактеризовать структуру магнитосферы и ее взаимодействие с солнечным ветром, спутниками и кольцами;

• Изучить, как Титан взаимодействует с солнечным ветром и ионизированными газами магнитосферы Сатурна.

4. По кольцам:

• Изучить конфигурацию колец и динамические процессы, отвечающие за их структуру;

• Картировать состав и распределение по размеру материала колец;

• Исследовать взаимосвязь колец и спутников, включая спутники, находящиеся в кольцах;

• Определить распределение пыли и метеороидов в окрестности колец; - Изучить взаимодействие между кольцами, магнитосферой, ионосферой и атмосферой планеты.

5. По малым спутникам:

• Определить общие характеристики и геологические истории спутников Сатурна;

• Выяснить физические процессы, которые создали поверхность, кору и подповерхностные части спутников;

• Исследовать состав и распределение материалов поверхности, особенно темных, богатых органикой материалов и льдов с низкой точкой плавления;

• Определить общий состав и внутреннее строение спутников;

• Изучить взаимодействие спутников с магнитосферой и кольцами, возможные газовые выбросы в магнитосферу;

6. Выполнить поиск гравитационных волн во время межпланетного полета.

Научная аппаратура АМС "Cassini"/"Huygens"

НаименованиеНазначение
"Cassini"
Imaging Science Subsystem (ISS)
Изображающая научная подсистема
Широкоугольная и узкоугольная камеры для фотографирования Сатурна и спутников в видимом, близком УФ и в ИК-диапазоне
Cassini Radar (RADAR)
Радар "Кассини"
Картографирование поверхности Титана и измерение высоты деталей поверхности
Radio Science Subsystem (RSS)
Радиосистема
Поиск гравитационных волн, изучение атмосферы, колец и гравитационных полей Сатурна и спутников
Ion and Neutral Mass Spectrometer (INMS)
Ионный и нейтральный масс-спектрометр
Исследование нейтральных частиц и положительных ионов, входящих в атмосферы ионосферы Сатурна, Титана и остальных спутников
Visible and Infrared Mapping Spectrometer (VIMS)
Видимый и инфракрасный изображающий спектрометр
Картирование химического состава поверхностей, атмосфер и колец (352 канала в диапазоне 0.35-5.1 мкм)
Composite Infrared Spectrometer (CIRS)
Композиционный инфракрасный спектрометр
Исследование температуры и состава поверхностей, атмосфер и колец по их ИК-излучению (3 интерферометра, диапазон 7-1000 мкм)
Cosmic Dust Analyzer (CDA)
Анализатор космической пыли
Изучение ледяных и пылевых частиц в окрестностях системы Сатурна и в кольцах
Radio and Plasma Wave Spectrometer (RPWS)
Спектрометр радио- и плазменных волн
Исследование плазменных волн, природных радиоизлучений и пыли
Cassini Plasma Spectrometer (CPS)
Плазменный спектрометр "Кассини"
Изучение состава, плотности, скорости и температуры плазмы внутри и вблизи магнитного поля Сатурна
Ultraviolet Imaging Spectrograph (IMS)
Ультрафиолетовый изображающий спектрограф
Исследование структуры, химии и состава атмосфер и колец по их УФ-излучению (двухканальный спектрометр, диапазон 55.8-190 нм, водород-дейтериевый детектор, высокоскоростной фотометр)
Magnetospheric Imaging Mass Spectrometer (MIMI)
Прибор для картирования магнитосферы
Построение изображений магнитосферы Сатурна и исследование взаимодействия солнечного ветра с магнитопаузой
Dual Technique Magnetometer (MAG)
Двойной магнитометр
Изучение магнитного поля Сатурна и его взаимодействия с солнечным ветром, кольцами и спутниками
"Huygens"
Descent Imager/Spectral Radiometer (DISR)
Десантная камера и спектральный радиометр
Получение изображений поверхности Титана (13 полей зрения, развертка за счет вращения зонда, диапазон 350-1700 нм), измерение концентраций аргона и метана и определение размера и плотности твердых частиц в атмосфере
Huygens Atmospheric Structure Instrument (HASI)
Прибор для исследования строения атмосферы "Гюйгенса"
Исследование строения и физических свойств атмосферы Титана, а также движений на жидкой поверхности или электропроводности твердой
Gas Chromatograph/Mass Spectrometer (CGMS)
Газовый хроматограф и масс-спектрометр
Измерение химического состава газов и взвешенных частиц в атмосфере Титана и материала поверхности
Aerosol Collector and Pyrolyzer (ACP)
Аэрозольный коллектор и пиpoлизер
Изучение облаков и взвешенных частиц в атмосфере Титана на высотах до 30 и около 20 км
Surface Science Package (SSP)
Поверхностный научный комплект
Исследование физических свойств поверхности Титана
Doppler Wind Experiment (DWE)
Допплеровский ветровой эксперимент
Изучение ветров Титана по движению зонда а атмосфере

На "Кассини" будут установлены 12 научных приборов, а на "Гюйгенсе" - 6. Хотя перечни приборов были приведены в НК №16, 1996, мы сочли необходимым воспроизвести ее здесь, не описывая, однако, научную аппаратуру детально.

Два эксперимента "Cassini" потребовали установки на аппарате выдвижных штанг. Датчики магнитометра MAG размещаются на подпружиненной штанге длиной 11 м из тонких неметаллических прутьев - один в середине, второй на конце. Штанга состоит из тонких неметаллических стержней. Она выдвигается из контейнера в верхнем модуле аппаратуры после двух лет полета.

Датчик электрического поля эксперимента RPWS состоит из трех антенных элементов - раздвижных бериллиево-медных трубок длиной 10 м, которые также выдвигаются из верхнего модуля аппаратуры под действием специального двигателя и образуют Y-образную фигуру. Далее, магнитные поисковые катушки RPWS размещаются на маленькой платформе на ферме, несущей антенну HGA. Наконец, зонд Лэнгмюра - металлическая сфера диаметром 50 мм - выдвигается с этой платформы на метровой штанге.

Каждый из научных инструментов "Cassini" работает и выдает данные под управлением микропроцессора, и в общей сложности на станции и зонде имеется 44 процессора. Информация сохраняется на ЗУ SSR либо передается на Землю немедленно.

Руководители экспериментов "Cassini" представляют Университет Аризоны в Таксоне (2), Университет Колорадо в Боулдере, Юго-западный исследовательский институт в Сан-Антонио (3), Университет Джона Гопкинса в Балтиморе, Университет Айовы в Айова-Сити, Центр космических полетов имени Годдарда, Лабораторию реактивного движения (2), Институт ядерной физики имени Макса Планка (ФРГ) и Имперский колледж науки и техники (Великобритания).

Эксперименты на зонде поставлены учеными Университета Аризоны, Центра космических полетов имени Годдарда, Парижской обсерватории (Мёдон, Франция), Агрономической службы Национального центра научных исследований (Веррьер-ле-Бюиссон, Франция), Боннского университета (ФРГ), Кентского университета (Великобритания).

В обработке данных 18 экспериментов, проводимых на "Cassini" и "Huygens'e", будут участвовать около 300 исследователей.

Мощности системы энергопитания станции не хватает для питания всей "науки" одновременно. Поскольку инструменты жестко закреплены на корпусе, для нацеливания их на объект требуется разворот всего аппарата за счет работы маховиков или двигателей RCS. Не все приборы, однако, могут быть наведены на свои цели одновременно. В частности, не могут одновременно работать по Титану радиолокатор и оптические приборы.

Чтобы справиться с этими ограничениями и сократить расходы, разработчики подготовили стандартные сценарии работы научной аппаратуры. 98% времени будет перекрыто малым количеством программ и шаблонов научных наблюдений. И лишь 2%, или семь суток в год, будут задействованы специально разработанные сценарии работы.

Большая часть измерений будет выполняться вне связи с Землей. В среднем 2/3 времени станция будет вести измерения и 1/3 - передавать информацию.

Носитель

"Cassini" был запущен на втором экземпляре самой мощной одноразовой РН ВВС США "Titan 4В" (НК №5, №6, 1997} стартовой массой около 1000 тонн. "Titan 4B" использовался до этого только один раз. В испытательном пуске 23 февраля 1997 г. он успешно вывел на орбиту КА раннего предупреждения типа DSP. "Cassini" мог быть запущен и обычной РН "Titan 4А", но в этом случае он мог нести только 2278 кг топлива для основной ДУ, и программу работ у Сатурна пришлось бы значительно сократить.

Для запуска "Cassini" использовался носитель с серийным номером К-33, изготовленный "Lockheed Martin Astronautics" на заводе в районе Денвера. Станция находилась под обтекателем диаметром 5.09 м и длиной 20 м, изготовленным "Boeing Co.".

21-й пуск носителя типа "Titan 4" выполнял боевой расчет 5-й эскадрильи космических запусков 45-го космического крыла ВВС США бригадного генерала Рэнди Старбака. Пуском руководил полковник Эверетт Томас.

Ракеты типа "Titan 4" имеют, помимо умопомрачительной стоимости, одну скверную привычку - не улетать в назначенный срок. Неудивительно, что баллистикам пришлось просчитать траекторию полета "Cassini" на каждый день в штатный, второй и резервный периоды пуска. В 1997 г. штатный, наиболее благоприятный период пуска - с 6 октября по 4 ноября - обеспечивал прибытие к цели в июле 2004 г. Запуск 5-9 ноября позволял аппарату, затратив больше топлива на маневры, добраться до Сатурна в декабре 2004 г. Запуск 10-13 ноября отодвигал момент прилета до июля 2005 г., а 14-15 ноября - до декабря 2005 г.
Они не смогли остановить "Cassini"

Разношерстая коалиция противников запуска "Cassini" предприняла попытки в судебном порядке заставить NASA отказаться от запуска.

7 октября флоридская "Коалиция за мир и справедливость" и "Зеленая партия округа Гавайи" подали в окружной суд штата Гавайи иск о запрещении пуска, как представляющего опасность для здоровья человека и окружающей среды, и второй с требованием отложить пуск до окончания судебного разбирательства. 11 октября федеральный судья Дэвид Эзра вынес решение в пользу пуска на том основании, что научный и экономический ущерб в случае запрета превышает потенциальный вред, а отсрочка на неопределенное время пуска заправленной ракеты может сама по себе закончиться катастрофой.

14 октября в 9-й апелляционный суд в Сан-Франциско была подана апелляция на это решение, однако Федеральная комиссия из трех судей отклонила и ее.

Противники пуска обратились к Президенту ЮАР Нелсону Манделе, над страной которого проходит трасса полета РН "Titan 4B", за поддержкой их петиции в Международный суд в Гааге, но не нашли поддержки.

11 октября в демонстрации протеста перед воротами Станции ВВС "Мыс Канаверал" участвовало несколько сот человек. 25 из них были арестованы. 12 октября около 70 человек устроили шествие со свечами перед Белым домом в Вашингтоне.

13 и 15 октября группы радиационной разведки были направлены в различные пункты округа Бревард, на территории которого находится космодром, чтобы замерить уровни радиации в случае аварии. На Станции ВВС "Мыс Канаверал" и в Космическом центре имени Кеннеди были предприняты дополнительные меры безопасности в связи с протестами.

В антиядерной демонстрации 14 октября участвовало только 30 человек, которые разошлись вечером, "чтобы не оказаться под радиоактивным дождем". Количество зрителей, поддерживающих запуск, было намного выше, - несмотря на ночной час.

Далее пуск был возможен во второй период, с 28 ноября 1997 г. по 11 января 1998 г. В этом случае из траектории перелета исключалась встреча с Юпитером, и вместо двух пролетов у Венеры и одного у Земли, как в основном плане, станция пролетела бы у Венеры один раз, а у Земли два. Прибытие к Сатурну в этой схеме планировалось на 13 октября 2006 г. Наконец, пуск в период с 19 марта по 5 апреля 1999 г. позволял добраться до Сатурна 22 декабря 2008 г. Второй и запасной варианты отличались худшими условиями освещенности колец Сатурна и меньшей доступной мощностью радиоизотопных источников. Ведь плутоний распадается вне зависимости от того, лежит ли станция в ангаре на мысе Канаверал, или пересекает пояс астероидов.

Предстартовая подготовка и пуск

Как мы помним, пуск "Cassini" был назначен на 13 октября в 04:55 EDT (08:55 GMT; EDT - восточное летнее время флоридского космодрома). Продолжительность стартового окна составляла 140 мин.

Предстартовый отсчет был начат 10 октября. Вечером этого дня на старте на "Cassini" установили три радиоизотопных генератора.

Из-за неисправности, задержавшей поздно вечером 12 октября отвод от носителя башни обслуживания, пуск был отложен на 60 мин. В ночь на 13 октября возникли проблемы с оборудованием стартового комплекса, предназначенным для проверки аккумуляторных батарей на ракете-носителе, а за час до пуска появилось подозрение, что неисправен бортовой компьютер "Cassini". Наконец, ветер на высоте 12 км был сильнее допустимого и мог, в случае аварийного пуска, вынести обломки из отведенной зоны падения. В конечном итоге именно ветер не позволил выполнить пуск. После устранения технических проблем старт был перенесен на 15 октября в 04:43 EDT.

Предстартовый отсчет возобновился 14 октября в 02:43 EDT. График подготовки на 14-15 октября был следующим.

Октябрь 1421:38Отвод башни обслуживания
Октябрь 1501:30Начало заправки разгонного блока Centaur
Октябрь 1504:43Старт

Пуск был выполнен точно по графику, в начале стартового окна. Все ступени носителя отработали нормально Расчетная циклограмма пуска до момента отделения РБ от 2-й ступени приведена в таблице. Фактические времена отделения РБ "Centaur", моменты двух включений ДУ РБ и их продолжительности, а также момент отделения КА определялись системой управления носителя.
ВремяВысота,
км
Событие
Т=00.0Включение ускорителей SRMU. Старт
Т+2мин 12 сек58.0Включение первой ступени
Т+2 мин 22 сек66.0Прекращение горения и сброс SRMU
Т+3 мин 31 сек110.6Сброс головного обтекателя
Т+5 мин 21 сек162.5Включение второй ступени
Т+9мин 13 сек203.6Отделение РБ "Centaur" с КА

Первый этап работы ДУ РБ "Centaur" должен был продлиться 131 сек. В результате его работы разгонный блок с КА выходили на опорную орбиту высотой 170x445 км со сроком существования около 20 суток - на случай, если второе включение не пройдет по плану. Продолжительность баллистической паузы до второго включения составляла для различных дат основного периода от 8 до 32 мин. Длительность второго периода работы, до команды МЕСO2 (отсечка основного двигателя-2), должна была составить 7-8 мин. Через 30 сек после второго отключения ДУ РБ система управления РБ выдавала на КА команду подготовиться к разделению. В течение 5 мин после МЕСO2 ступень ориентировалась так, чтобы основная антенна КА была направлена на Солнце, а к концу 6-й минуты КА закручивался для стабилизации. Через 6 мин после МЕСO2 КА получал команду на подрыв пирозарядов и через 6.5 мин должен был отделиться.

Фактически опорная орбита имела наклонение 28.67° и высоту 168.5x446.9 км. Во второй раз "Centaur" работал с 05:13 до 05:19 EDT. Отделение АМС "Cassini" от РБ "Centaur" прошло через 42 мин 40 сек после старта. Управление перешло к аппарату, который был переведен в защитный режим, обеспечивающий 10-суточную автономную работу на случай проблем со связью. Эта предосторожность не потребовалась: через 52 мин после старта "Cassini" вышел на связь со станцией Сети дальней связи NASA близ Канберры, Австралия, через одну из двух антенн низкого усиления. Станция ожидала команд из Пасадены.

"Centaur" через 20 мин после отделения "Cassini" выполнил маневр увода (предотвращающий столкновение со станцией или попадание ступени в Венеру). Еще через 8 мин прошел слив остатков топлива из баков ступени, а через час после разделения - слив гидразина из системы ориентации. Работа ступени закончилась через 87 мин после разделения.

Слив топлива из "Centaur'a" наблюдался австралийцами Тони Бересфордом и Гордоном Гаррардом начиная с 10:10 GMT (06:10 EDT) как медленно движущееся пятно размером 10-30'. В первые минуты пятно имело 4-ю звездную величину и было видно простым глазом.

План полета

Как уже говорилось выше, к Сатурну "Cassini" пойдет по траектории длиной 3.5 млрд км с гравитационными маневрами у Венеры, Земли и Юпитера. Даты основных событий приведены в таблице.
ДатаСобытие
26.04.1998Пролет Венеры на высоте 300 км
23.06.1999Пролет Венеры на высоте 1530 км
17.08.1999Пролет Земли на высоте 800 км
30.12.2000Пролет Юпитера на высоте
9.65 млн км
01.07.2004Прибытие к Сатурну
06.11.2004Сброс зонда
27.11.2004Посадка зонда на Титан
01.07.2008Окончание штатной программы

Результатом запуска 15 октября должна стать отсрочка первого пролета Венеры до 26 апреля. Неясно, как в связи с задержкой пуска в общей сложности на 9 суток изменится дата большого маневра DSM для обеспечения второй встречи с Венерой, который планировался на 20 января 1999 г. Возможно, она также сместится на 1-2 дня.

Почти семь лет до Сатурна "Cassini" будет лететь в перманентной спячке, "просыпаясь" только иногда - для решения технических или навигационных задач, в основном коррекций. Предполагается, что научная аппаратура будет включаться только раз в квартал для проверки, обслуживания и прокрутки вращающихся частей. Первый такой цикл будет выполнен в первые недели после старта. При пролете у Земли в августе 1999 г. будет выполнена калибровка магнитометра. В силу резкого сокращения затрат на управление полетом (с 1500 до 750 млн) какие-либо исследования при пролете Венеры, Земли или Юпитера не планируются! Правда, в течение всего полета в штатных сеансах связи со станцией будет проводиться эксперимент по поиску гравитационных волн.

Аппаратура "Cassini" будет включена за два года до прибытия к Сатурну, проверена и откалибрована в течение полутора лет и будет собирать научную информацию только с начала 2004 г. Проверка состояния зонда "Huygens" будет делаться раз в полгода. На проверку его систем и приборов нужно всего три часа.

1 июля 2004 г. станция выполнит торможение длительностью 94 мин, в ходе которого будет израсходована большая часть запасов топлива, и выйдет на орбиту спутника Сатурна. Пройдя сквозь внешнее пылевое кольцо Е, станция пролетит на расстоянии всего 1/6 радиуса над облаками планеты. Это будет первое и единственное тесное сближение с Сатурном, когда "Cassini" сможет исследовать кольца и собственно планету. В сентябре 2004 г. будет выполнен маневр подъема перицентра с одновременным уменьшением наклонения орбиты, обеспечивающий условия для сброса зонда на Титан.

6 ноября, после перерезания кабелей и подрыва пироболтов, пружины оттолкнут "Huygens" от "Cassini" со скоростью 0.3-0.4 м/с, одновременно раскручивая его для стабилизации до 7 об/мин. Системы "Huygens'a" будут включены 27 ноября по сигналу таймера непосредственно перед входом в атмосферу Титана со скоростью 5.55 км/с. Интересно, что большая часть заряда батарей уйдет именно на питание таймера!

После того, как баллистическое торможение замедлит скорость спуска до 400 м/с, сработает и унесет заднюю крышку вытяжной парашют. Затем, на высоте около 170 км, выйдет основной парашют диаметром 8.3 м и будут сброшены лобовой экран и тепловая защита. Зонд начнет измерения химии, температуры, давления, плотности и энергетического баланса в атмосфере. Когда аппарат пройдет через облака, камера прибора DISR снимет панораму Титана. Будут сделаны более 500 снимков облачного покрова и поверхности и измерены свойства поверхности.

Передача с зонда на "Cassini" будет идти через два передатчика диапазона S и две антенны, причем один сигнал будет задержан на 6 секунд относительно другого. Это - страховка на случай кратковременной потери сигнала. Для приема сигнала используется аппаратура PSE, оставленная на "Cassini" - ультрастабильный осциллятор USO и малошумящий усилитель. Пара осцилляторов - второй на зонде - позволяет провести допплеровский эксперимент DWE. Чтобы ограничить продолжительность спуска примерно двумя часами, через 900 сек после входа в атмосферу основной парашют отстреливается и выходит вытяжной диаметром 3 м. Он обеспечивает спуск до поверхности. Большую часть спуска инструменты зонда управляются от таймера, а с высоты 10-20 км - от радиолокационного высотомера. На высоте 300 м, в последние секунды перед касанием, поверхность Титана будет освещена прожектором, чтобы DISR смог выполнить спектроскопические измерения ее состава.

Посадка произойдет на скорости около 7 м/с, и зонд вполне может перенести ее. Оценки говорят, что давление на поверхности Титана составляет 1.6 атм, а температура -179°С. Зонд может сесть на твердую поверхность или приводниться. На борту есть аппаратура, которая сможет "понять", на что сели. Если это будет углеводородное озеро, приборы зонда смогут установить его состав и даже измерить глубину локатором. Но, если "Huygens" свалится в озеро жидкого этана, его чрезвычайно низкая температура не даст батареям работать - либо, если жидкость зальется в отсек научной аппаратуры, может отказать передатчик.

Данные с зонда будут ретранслироваться в европейский центр управления в Дармштадте. Батареи и другие расходуемые ресурсы "Hyugens'a" рассчитаны на 153 минуты работы. Наших знаний об атмосфере Титана недостаточно, чтобы с уверенностью утверждать, что зонд успеет опуститься на поверхность. При спуске длительностью 2.5 часа на работу на поверхности остается всего три минуты. Если спуск пройдет за два часа, зонд сможет проработать на Титане около получаса. "Cassini" зайдет за горизонт и прием данных прекратится сразу по окончании расчетного периода работы зонда.

Сбросив зонд 6 ноября, два дня спустя "Cassini" выполнит маневр ухода с траектории попадания, который также обеспечит необходимые условия для радиосвязи во время спуска зонда на Титан и задаст начальные условия для работы в системе Сатурна.

За четыре года орбитального полета "Cassini" выполнит 74 витка, из них 45 будут включать пролеты Титана на высотах до 950 км. Это позволит выполнить радиолокационную съемку поверхности спутника. Антенна HGA может использоваться в 4 режимах: построения РЛ-изображения (карта с разрешением 0.3-1.7 км), альтиметрии (с погрешностью 90-150 м по вертикали), измерения отраженной энергии (что позволяет определить степень шероховатости и состав поверхности) и радиометрии (которая дает количество влажности - паров метана - в атмосфере). Радиометрические измерения могут проводиться с любой высоты. Границы остальных режимов таковы: измерение отраженной энергии (скаттерометрия) - от 22500 до 9000 км, альтиметрия - от 9000 до 4000 км, построение изображения - ниже 4000 км.

Орбита "Cassini" на каждый новый виток будет формироваться либо в результате гравитационного маневра у Титана, либо коррекциями с помощью бортовой ДУ. Помимо Титана, "Cassini" выполнит по крайней мере шесть близких пролетов других наиболее интересных спутников - Япета, Энцелада, Дионы и Реи - и порядка 25 более далеких пролетов на расстоянии порядка 100000 км. За счет изменения наклонения орбиты станция сможет исследовать не только экваториальные, но и полярные области Сатурна.

28 мая 2008 г. "Cassini" выполнит последний пролет Титана в рамках основной миссии, которая заканчивается 1 июля 2008 г. Однако станция вновь вернется к Титану 31 июля и продолжит исследования, если будет принято решение о продолжении программы. Дело в том, что за один пролет возможна радиолокационная съемка примерно 1% поверхности Титана. Таким образом, 45 пролетов едва хватит на половину задачи - фактически нужно пройти у Титана 80-90 раз. Это возможно только в случае продления миссии примерно на полтора года после июля 2008 г.

В течение полета контроль траектории "Cassini", управление и прием информации будут осуществляться с помощью средств Сети дальней связи NASA. Как правило, связь с аппаратом будет проводиться один раз в день с одной станции DSN. Операторы, технический персонал и исследователи будут проверять телеметрию на отсутствие сбоев и отказов, группа управления - определять состояние аппарата, навигационная группа - определять положение и прогнозировать траекторию полета. Дополнительные сеансы будут проводиться в особых случаях. В период работы в системе Сатурна время прохождения сигнала в одну сторону составит от 68 до 85 мин.

Первые дни полета

Контроль траектории "Cassini" показал, что станция была выведена с высокой точностью. 16 октября через 33 часа после запуска "Cassini" имел скорость 4.2 км/с относительно Земли. Руководитель полета Крис Джоунз и заместитель менеджера программы Роналд Дрейпер сообщили, что аппарат находится в отличном состоянии.

Инженеры группы управления начали анализ данных от момента отделения станции, чтобы сравнить поведение систем "Cassini" с расчетным. Вечером 16 октября на борт была передана программа на первую неделю полета. Выполняя команды, станция перешла в режим перелета, управление ориентацией было передано бортовой системе ориентации ACS. Был задействован звездный датчик, что позволило аппарату определять свое положение в пространстве. По команде с Земли были выключены два (из 50) нагревателя звездного датчика.

17 октября к 09:00 PDT (16:00 GMT; PDT - тихоокеанское летнее время, по которому работает Лаборатория реактивного движения в Пасадене) станция по-прежнему имела скорость около 4.2 км/с, а к концу дня - 4.1 км/с относительно Земли. В течение выходных 18-19 октября был запланирован сброс телеметрической информации, записанной в твердотельном запоминающем устройстве "Cassini" во время выведения.

В течение первых 10 дней полета будут развернуты штанги плазменно-волнового эксперимента RPWS.

Новости космонавтики 1997 №22:

20 октября. Станция продолжает "наматывать" свои первые километры в полете к планете Сатурн. Инженеры проводят проверки различных систем и подсистем аппарата, начатые еще во время старта. Включен и работает должным образом сверхустойчивый излучатель (USO), обеспечивающий стабильный источник частоты для научных радиоисследований. Радиопередатчик (DST) также работает правильно и получает команды операторов с Земли. С твердотельного запоминающего устройства продолжают передаваться и анализироваться данные о запуске. Вскоре, с нескольких приборов - плазменного спектрометра (CPS), инфракрасного спектрометра (CIS) и прибора для наблюдения магнитосферы (МП) - будут сняты "пусковые замки". Кроме того, в планах этой недели проверка зонда "Huygens".

Скорость аппарата относительно Земли составляет около 4.1 км/с. Ожидается, что в последующие два-три месяца скорость медленно уменьшится. Связь со станцией обеспечивается через антенны с диаметром в 34 метра, расположенные в Калифорнии, Испании и Австралии.

23 октября. Сегодня была проведена первая проверка европейского зонда "Huygens", предназначенного для исследования Титана, самого большого спутника Сатурна. Пока еще продолжается оценка результатов проверки, но первые сообщения из центра управления зондом в Германии выглядят оптимистично.

С нескольких приборов были успешно сняты "пусковые замки". На этой неделе запланировано развертывание трех антенн. Эти антенны имеют 10-метровую длину и используются как датчики электрического поля для плазменных и радиоприборов, которые измеряют электрические и магнитные поля в плазме межпланетного пространства и магнитосферы Сатурна.

Скорость станции относительно Земли составляет около 4.1 км/с. За время, прошедшее после старта 15 октября, "Cassini" удалилась уже более чем на 3 млн км от Земли.

24 октября. Проверка зонда показала, что "Huygens" в отличном состоянии. Так что, необходимость в запланированной на 26 октября повторной проверке отпала. Специалисты группы управления и представители изготовителей зонда заявили, что все технические системы работают штатно.

29 октября. Операторы продолжают проводить проверки различных систем аппарата. Все три антенны были развернуты успешно. Кроме того, операторы подтвердили, что развертывание зонда Лэнгмюра во время фазы запуска аппарата прошло успешно. Зонд, являющийся частью научных плазменных и радиоприборов, предназначен для измерения плотности электронов и температуры. Затем операторы успешно "перешли" от антенны низкого усиления номер один к антенне номер два. Эти изменения были запланированными, и они связаны с геометрическими требованиями, определяемыми относительным движением Земли и станции. В течение полета запланировано несколько таких переходов. И наконец, на Землю переданы данные первой проверки приборов, хранившиеся до этого на борту аппарата. Их первоначальный анализ положителен.

Скорость станции относительно Солнца около 26.5 км/с. КА "Cassini" сейчас находится более чем в 4.7 млн км от Земли.

Новости космонавтики 1997 №23:

3 ноября. С.Тимаков. НК. Группа управления АМС "Кассини" продолжает тестировать различные системы аппарата, готовясь к запланированным на 9 ноября траекторным маневрам. Успех маневров во многом определит дальнейшую судьбу АМС. К счастью, необходимая коррекция скорости составит всего 2.7 метров в секунду. Столь малое отклонение достигнуто благодаря удачному пуску РН "Titan" и точности, с какой КА был выведен на траекторию 15 октября. Контроль за действиями аппарата будет вестись по данным телеметрии в реальном масштабе времени. Все системы КА работают нормально.

31 октября успешно завершена распаковка анализатора космической пыли, который даст возможность прямых наблюдений за малыми частицами льда или пыли в районе Сатурна.

Скорость КА относительно Солнца составляет около 26 км/с.

Расстояние между "Кассини" и Землей - около 7 млн км.

9 ноября группой управления успешно проведена первая коррекция траектории КА. Чтобы точно выйти на расчетную трассу, потребовалось изменение скорости на 2.7 м/с.

Время работы основного двигателя составило 34.6 сек. Контроль за отработкой команд КА проводился по данным телеметрии в масштабе реального времени.

В процессе маневра, аппарат сначала развернулся в сторону от Солнца, чтобы провести необходимый 63-минутный термический тест. После проведения теста и отработки коррекции скорости аппарат вновь сориентировался на Солнце.

На этой неделе на КА запланирована расконсервация прибора съемки магнитосферы. Помимо получения и пересылки на Землю изображений магнитосферы Сатурна, прибор может определять состав, заряд и распределение по энергиям заряженных частиц, а также детектировать быстрые нейтральные частицы.

Все системы "Cassini" работают отлично. Не за горами первый гравитационный маневр КА около Венеры, запланированный на 26 апреля 1998 года. Он придаст аппарату скорость, требуемую для встречи с Сатурном в 2004 году.

Скорость "Cassini" относительно Солнца составляет около 26 км/с, расстояние до Земли - более чем 9 млн км.

Новости космонавтики 1997 №25:

3 декабря. За время, прошедшее с момента старта 15 октября, КА успел преодолеть расстояние более чем в 113 млн км. Все системы находятся в отличном состоянии. С большинства чувствительных оптических приборов и датчиков уже сняты крышки, которыми они были защищены во время старта. Произведенное успешное развертывание антенн.

Особой активности аппарата в декабре не планируется, лишь будут проведены несколько периодических проверок состояния систем и работы по техническому обслуживанию.

На настоящий момент скорость КА составляет около 97900 км/ч. Он удалился от Земли на расстояние более чем в 16 млн км.

Новости космонавтики 1998 №1/2:

8 января. После почти трех месяцев полета станция находится в отличном состоянии и продолжает приближаться к Сатурну. К бортовому программному обеспечению подсистемы команд и данных CDS замечаний не было. Специалисты группы управления завершили все запланированные для начальной фазы полета мероприятия.

В январе будут преобладать периодические проверки технического состояния аппарата и другие рутинные работы, направленные на поддержание функционирования КА. Ученые продолжат разрабатывать командные последовательности для станции на период проведения научных наблюдений.

Кроме того, в первые два года, пока интенсивность солнечного света, действующего на КА, будет оставаться большой, для защиты от нагрева инженеры решили использовать антенну высокого усиления HGA (НК №21, 1997). Ориентированная на Солнце антенна HGA способна отражать большую часть тепла. Поэтому необходимое в связи с этим положение аппарата в течение 14 месяцев будет поддерживаться блоками микродвигателей, работающих на гидразине.

На 8 января КА находился в 22.5 млн. км от Земли и скорость его движения составляла 109.2 тыс. км/ч. До планеты Венера, где станция должна будет выполнить 26 апреля 1998 г. свой первый гравитационный маневр, осталось 27.5 млн. км.

Новости космонавтики 1998 №4/5:

3 февраля.

Сообщение Группы управления аппаратом.

Состояние аппарата остается отличным. Гелиоцентрическая скорость составляет 33.3 км/с, пройденное расстояние - 271 млн км.

4-метровая антенна высокого усиления направлена на Солнце и затеняет аппарат. Ее ориентация не изменится в течение 14 месяцев, пока КА будет находиться во внутренней части Солнечной системы.

Связь с КА осуществляется через ту из двух антенн низкого усиления (LGA-2), имеющихся на КА, которая расположена с противоположной стороны относительно антенны высокого усиления. LGA будет использоваться, пока это будет позволять относительное положение Земли, КА и Солнца.

Скорость передачи данных по радиолинии составляет 40 бит/с.

Новости космонавтики 1998 №6:

3 марта.

На прошлой неделе (21 - 27 февраля) выполнена вторая запланированная коррекция траектории Cassini, целью которой является подготовка к встрече КА с Венерой 26 апреля этого года. Коррекция требовалась столь малая, что ее удалось провести малыми гидразиновыми двигателями маневрирования, не используя основной ДУ. Телеметрическая информация, полученная в ходе маневра, показала, что коррекция выполнена удачно.

Следующая коррекция намечена на начало апреля.

Скорость аппарата относительно Солнца составляет 38.1 км/с и медленно увеличивается за счет воздействия гравитационного поля Венеры. Полный пройденный КА путь с момента старта составляет 362 млн км.

Новости космонавтики 1998 №7:

13 марта. Скорость аппарата составляет 39.2 км/с относительно Солнца. Пройденное им со дня запуска расстояние составляет 392 млн км. Проверка систем во время сеанса с Канберрой 12 марта показала, что аппарат находится в хорошем состоянии. Скорость передачи телеметрической информации с КА составляет 40 бит/сек. Бортовой аппаратурой выполняется командная последовательность С6.

КА продолжает полет с направленной на Солнце антенной высокого усиления (HGA). Ее ориентация сохранится неизменной в течение 14 месяцев полета, вплоть до запланированных после этого маневров. Связь с Землей на первых порах будет осуществляться через одну из двух антенн низкого усиления, в зависимости от взаимного расположения КА, Земли и Солнца.

6 марта была проведена переинициализация счетчиков перезагрузки каналов системы команд и данных CDS. В этот же день проведена профилактика твердотельного запоминающего устройства SSR. Два из трех сбойных бита в памяти SSR удалось снять, третий остался. Сбойный бит находится в неиспользуемой части SSR и поэтому не является проблемой. Возможность появления сбойных битов была предусмотрена во время разработки наземного и бортового ПО. Если они появятся в части SSR, занятой программами, соответствующие участки будут помечены как сбойные и не будут использоваться в дальнейшем.

С 7 по 9 марта никаких операций с КА не проводилось.

10 марта было проведено обновление указателей записи и воспроизведения в SSR-памяти. Цель этой операции - обеспечить запись в ЗУ и последующий сброс на Землю максимального количества технической информации, которая в случае сбоя помогает выяснить его причины.

11 марта программа C6 выполнила свои последние команды. 12 марта на борт была загружена программа C7, которая начнет выполняться 15 марта.

С 13 по 19 марта будут проведены следующие действия с КА.

- 15 марта: выключение дегазирующих нагревателей инфракрасной оптики прибора VIMS;

- 17-18 марта: подготовка и выполнение командной последовательности SRU-B;

- 18 марта: профилактика бортового ЗУ.

С 6 по 12 марта Cassini проведено восемь сеансов связи со станциями Сети дальней космической связи (DNS). На этой неделе запланированы 9 сеансов.

Новости космонавтики 1998 №8:

3 апреля. Станция Cassini прошла 26 марта перигелий на расстоянии 0.67 а.е. от Солнца и находилась в 17 млн км от Венеры. В настоящее время ее скорость относительно Солнца составляет 39.7 км/c; со дня пуска пройдено 464 млн км. Аппарат находится в отличном состоянии и выполняет последовательность команд С7.

Полет продолжается с направленной на Солнце антенной высокого усиления. Ориентацию аппарата обеспечивают гидразиновые двигатели системы реактивного управления RCS. Скорость передачи телеметрии с аппарата на Землю составляет 40 бит/c, за исключением сброса информации после проверки зонда Huygens, который осуществляется со скоростью 948 бит/c во время специально планируемых сеансов на 70-метровые антенны.

15 марта закончилось выполнение программы C6 и начала работу программа C7. Она охватывает период до 10 мая, включая пролет Венеры 26 апреля на высоте 300 км. Во время пролета с помощью спектрометра радио- и плазменных волн RPWS будет проводиться поиск молний в атмосфере Венеры.

15 марта были отключены два 44-ваттных нагревателя спектрометра VIMS, работавшие в течение 150 сут. Их работа препятствовала осаждению на холодных оптических и отражающих поверхностях прибора продуктов дегазации КА. По этой причине в работе оставлены два нагревателя малой мощности.

План полета Cassini в 1998 году

Дата начала

19.01.1998
16.03.1998
08.04.1998
10.04.1998
16.04.1998
26.04.1998
11.05.1998
14.05.1998
03.06.1998
13.07.1998
16.07.1998
24.07.1998
14.09.1998
16.10.1998
07.11.1998
16.11.1998
27.11.1998
01.12.1998
03.12.1998
07.12.1998
08.12.1998
23.12.1998
28.12.1998
28.12.1998
09.01.1999
22.01.1999
25.01.1999
28.01.1999
25.02.1999
15.03.1999
22.03.1999
08.04.1999
01.05.1999
10.05.1999
26.05.1999
03.06.1999
18.06.1999
24.06.1999
29.06.1999
04.07.1999
12.07.1999
19.07.1999
03.08.1999
11.08.1999
17.08.1999
18.08.1999
18.08.1999
22.08.1999
26.08.1999
26.08.1999
09.09.1999
13.09.1999
13.09.1999
15.09.1999
04.11.1999
08.11.1999
24.11.1999
09.12.1999
   Работа

Программа C6
Программа C7
Коррекция TCM-3 (отменена)
Профилактика КА
Профилактика научной аппаратуры
1-й пролет Венеры
Программа C8
Коррекция TCM-4
Использование LGA-1
Программа C9
Профилактика КА
Профилактика научной аппаратуры
Программа
Профилактика научной аппаратуры
Калибровка звездного датчика
Программа C11
Профилактика КА
Наддув двухкомпонентной ДУ
Большая коррекция DSM (TCM-5)
Афелий (1.58 а.е.)
Профилактика научной аппаратуры
Проверка зонда №3
Использование HGA
Проверка научной аппаратуры
Противостояние (КА за Солнцем)
Использование LGA-1
Программа C12
Коррекция TCM-6
Профилактика КА
Программа C13
Профилактика научной аппаратуры
Коррекция TCM-7
Использование LGA-2
Программа C14
Профилактика КА
Коррекция TCM-8
Профилактика научной аппаратуры
2-й пролет Венеры
Перигелий (0.72 а.е.)
Коррекция TCM-9
Программа C15
Коррекция TCM-10
Коррекция TCM-11
Коррекция TCM-12
Нижнее соединение (КА перед Солнцем)
Пролет Земли
Использование LGA-1
Проверка зонда №4
Открытие крышки VIMS
Профилактика КА
Коррекция TCM-13
Программа C16
Противостояние (Земля между Солнцем и КА)
Профилактика научной аппаратуры
Калибровка звездного датчика
Программа C17
Профилактика КА
Профилактика научной аппаратуры
Длительность

56 сут
56 сут
2 ч
9 ч
1 сут
-
63 сут
2 ч
207 сут
63 сут
9 ч
1 сут
63 сут
1 сут
4 ч
70 сут
9 ч
10 мин
2 ч
-
1 сут
4.5 ч
25 сут
25 сут
-
111 сут
49 сут
2 ч
9 ч
56 сут
1 сут
2 ч
109 сут
63 сут
9 ч
2 ч
1 сут
-
-
2 ч
63 сут
2 ч
2 ч
2 ч
-
-
169 сут
4.5 ч
2 мин
9 ч
2 ч
56 сут
-
1 сут
4 ч
70 сут
9 ч
1 сут

17-18 марта была передана на борт и исполнена программа прогрева радиатора второго звездного датчика SRU-B. Эта операция имела целью удаление загрязнений, которые могли накопиться на начальном этапе полета. Заданная температура радиатора не была достигнута; замечание анализируется. 18 марта были проведены контрольные измерения, чтобы убедиться в нормальной работе датчика после нагрева.

24 марта систему ориентации КА переключили с первого звездного датчика SRU-A на второй SRU-B - для того чтобы в течение этих и следующих суток выполнить аналогичный прогрев первого датчика. Когда начал работать второй датчик, ПО системы ориентации AACS обнаружило, что определенная с его помощью ориентация немного отличается от известной по измерениям SRU-A. Это расхождение оказалось в проектных пределах, но выше порогового значения, заложенного в ПО AACS и оказавшегося заниженным. В соответствии с запрограммированной логикой работы это повлекло автоматический переход станции в защитный режим - специальный режим низкой активности, включаемый в случаях сбоев.

24-25 марта группа управления приняла с борта телеметрию, разобралась в ситуации, подготовила необходимые изменения в ПО. 26 марта они были переданы на борт, и после полудня нормальный режим работы аппарата по программе C7 был восстановлен. Сбой не повлияет на дальнейший план полета и пролет Венеры. В программу AACS будут внесены изменения - увеличено пороговое значение рассогласования ориентации.

Уже вечером 26 марта была проведена вторая в течение полета профилактическая проверка зонда Huygens. Такие проверки должны проходить раз в 6 месяцев. На время проверки (4.5 часа) была включена в работу антенна LGA-1, а после нее вновь - на ближайшие 78 суток - LGA-2. 31 марта состоялась передача первого из семи блоков данных с зонда Huygens, записанных в это время, а 2 апреля - второго. В этот же день обеспечивающая авионика зонда PSA переключена с блока B обратно на блок A. Временное переключение на блок B выполняется по окончании каждой проверки зонда.

Специалисты ЕКА в целом удовлетворены первыми результатами проверки. Однако они обеспокоены тем, что, по данным телеметрии, в аппаратуре автоматической регулировки усиления AGC произошло дальнейшее падение уровня на 3-4 дБ по сравнению с результатом, полученным при первой проверке. Создана комиссия по выяснению ситуации. Окончательные результаты проверки состояния зонда станут известны после считывания с SSR оставшихся 5 блоков данных 3-7 апреля.

17 и 21 марта и 2 апреля выполнялась регулярная процедура задания указателей записи на твердотельное ЗУ (SSR). 18 марта и 2 апреля выполнена профилактическая проверка состояния раздела SSR с летным ПО аппарата.

С 13 по 19 марта состоялись 10 сеансов связи с КА через сеть DSN, с 20 по 26 марта - 8 запланированных плюс дополнительные, а с 27 марта по 2 апреля - 10. На будущей неделе планируется 9 сеансов.

27 марта принято решение не проводить планировавшуюся на 8 апреля коррекцию траектории TCM-3 для обеспечения необходимых условий встречи с Венерой. Отклонение траектории Cassini от оптимальной слишком мало.

Продолжается планирование проверки научных инструментов КА, которая должна состояться в декабре.

В таблице приведены основные пункты предварительного плана работы Cassini в 1998-1999 гг.


Сиддики:
Научные инструменты:
Кассини:
1. космический анализатор пыли (CDA)
2. видимый и инфракрасный картографический спектрометр (VIMS)
3. Система визуализации (ISS)
4. радар
5. ионный и нейтральный масс-спектрометр (INMS)
6. Радио и плазменный волновой спектрометр (RPWS)
7. плазменный спектрометр (CAPS)
8. спектрограф ультрафиолетового изображения (UVIS)
9. магнитосферный томограф (MIMI)
10. двойной метод магнитометра (МАГ)
11. композитный инфракрасный спектрометр (CIRS)
12. подсистема радио науки (RSS)


Инженеры комплектуют космический аппарат НАСА Cassini в Космическом центре им. Кеннеди во Флориде перед его запуском в Сатурн 15 октября 1997 года.
Результаты: Проект Кассини-Гюйгенс был результатом планов НАСА, созданных в начале 1980-х годов и официально утвержденных в 1989 году как совместная миссия НАСА-ЕКА. Пережив несколько попыток Конгресса отменить миссию, миссия была совместным проектом с ЕКА (а также Итальянским космическим агентством, ASI) с участием космического аппарата, поставляемого НАСА, Кассини, который вращается вокруг Сатурна, и поставляемого ЕКА лендера, Гюйгенс, который опустился в атмосферу Титана, самой большой луны Сатурна, в 2005 году. ASI предоставила сборку антенны с высоким и низким усилением и большую часть радиосистемы. Основные научные цели миссии включали разнообразные исследования Сатурна, его спутников и окружающей его среды. Орбитальный аппарат весом 3132 кг с первоначальным расчетным сроком службы 11 лет был оснащён тремя радиоизотопными термоэлектрическими генераторами (РИТЭГами) той же конструкции, что и РИТЭГ, установленные на борту "Улисса", "Галилея" и New Horizons. Полёт "Кассини" на Сатурн включала четыре гравитационных маневра. Через семь месяцев после запуска космический аппарат прошел Венеру 26 апреля 1988 (!) года на дальности 284 километра, набрав 26 280 километров в час. "Кассини" совершил второй облет Венеры 24 июня 1999 г. на дальности 623 км и один облёт Земли в 03:28 18 августа 1999 г. на дальности 1171 км перед тем, как направиться к Юпитеру. Во время этой части пути Кассини прошел мимо астероида 2685 Мазурского, 23 января 2000 года, пролетев всего 1,5 миллиона километров в 09:58. Во время встречи Кассини использовал свои инструменты дистанционного зондирования, чтобы исследовать размеры и форму астероида и альбедо. Почти год спустя, 30 декабря 2000 года, космический аппарат прошел мимо Юпитера на расстоянии около 9,7 миллиона километров. Среди данных, которые он прислал, было детальное глобальное цветное изображение Юпитера, вероятно, наиболее полное из всех когда-либо сделанных этой планеты. В 2001–2002 годах диспетчеры заметили «дымку» на изображениях, присланных узкоугольной камерой, но они были устранены после сеансов нагрева космического аппарата. Его исследования на пути к Сатурну включали эксперимент в октябре 2003 года, в котором ученые наблюдали сдвиг частоты радиоволн к зонду и от него при прохождении этих сигналов близко к Солнцу. Эти результаты подтвердили теоретические предсказания, основанные на общей теории относительности Эйнштейна. В мае 2004 года "Кассини" вошёл в систему Сатурна, то есть гравитационное притяжение Сатурна стало выше, чем притяжение Солнца. После пяти лет бездействия главный двигатель "Кассини" был запущен 27 мая в качестве испытания перед выведением на орбиту. После пролета Луны Феба 11 июня (на расстоянии всего 2068 километров) Кассини выполнил еще одну коррекцию пять дней спустя. Наконец, 1 июля 2004 года двигатель космического аппарата включился на 96 минут, в результате чего "Кассини" вышел на орбиту 0,02 х 9 миллионов километров вокруг Сатурна. Это был первый искусственный объект, вышедший на орбиту вокруг Сатурна. В первые месяцы Кассини предоставил подробные данные о Титане во время трёх пролётов (2 июля, 27 октября и 13 декабря) и обнаружил две маленькие новые луны (Метон и Паллен). ...
Тем временем орбитальный аппарат Кассини продолжил свою основную орбитальную миссию, исследуя систему Сатурн, его рейс прерывался повторяющимися «целевыми» пролётами, активно осуществляемыми коррекциями траектории - различных лун, в частности, Титана, Энцелада, Тетиса, Гипериона, Дионы, Реи и Япета. Кассини завершил свою основную миссию 27 мая 2008 года своим 43-м пролетом Титана. В течение этого периода космический аппарат обнаружил две новые луны (Дафнис и Анте), прислал много ценных данных о Титане, в том числе первые радиолокационные изображения поверхности луны, сделанные во время его пролета 27 октября 2004 года, и явное свидетельство существования крупных озер с жидкими углеводородами в северных широтах Титана, и провел ряд экспериментов по радиопокрытию для изучения распределения частиц по размерам в кольцах Сатурна и в атмосфере. Возможно, самым захватывающим облетом был пролет 12 марта 2008 года, когда Кассини пролетел в пределах 50 километров от поверхности Энцелада, минуя фонтаны от его южных гейзеров. Космический аппарат обнаружил воду и углекислый газ, а также нанёс на карту особенности поверхности. В апреле 2008 года НАСА утвердило двухлетнее продление этой миссии (т.е. еще 60 витков у Сатурна), которая официально началась 1 июля 2008 года и называлась Миссией равноденствия Кассини, названной так, потому что миссия совпала с равноденствием Сатурна. Были определены дальнейшие спутники Сатурна (Aegaeon и S/2009 S1, последний «лунный винт пропеллера», возможно, размером всего 400 метров), в то время как дополнительные сближения с Энцеладом позволили Кассини получить изображения его поверхности с очень высоким разрешением и непосредственно отобрать его криовулканические шлейфы, которые содержат сложные органические химические вещества. Во время двухлетней миссии «Равноденствие», которая завершилась в сентябре 2010 года, Кассини выполнил 26 целевых облетов Титана, 7 Энцелада и по 1 Дионы, Реи и Элен. 3 февраля 2010 года НАСА объявило, что миссия Кассини будет продолжаться после первоначального двухлетнего продления до новой миссии солнцестояния Кассини, которая продлится до сентября 2017 года, через несколько месяцев после летнего солнцестояния Сатурна. Новая миссия была названа в честь летнего солнцестояния Сатурна, которое произошло в мае 2017 года, что ознаменовало начало лета в северном полушарии и зиму в южном полушарии. (Космический аппарат прибыл к Сатурн сразу после северного зимнего солнцестояния планеты. Таким образом, расширение позволило ученым изучить полный сезонный период планеты.) Миссия Солнцестояния Кассини руководствовалась главным образом своей способностью продолжать близкие исследования Титана (особенно сезонного изменение климата), такое как штормы, наводнения, и изменения в озерах) и Энцеладе (в частности, его «астробиологический потенциал»), а также некоторых других ледяных лун (таких как Диона и Рея), саму планету (и ее магнитосфера) и её кольца. Расширение позволило сделать ещё 155 оборотов вокруг Сатурна, плюс 54 облета Титана, 11 Энцелада, 2 Реи и 3 Дионы. В начале Миссии Солнцестояния, 2 ноября 2010 года, Кассини столкнулся с проблемой, когда сбой в работе компьютера космического аппарата отключил все второстепенные системы. Постепенно, в течение примерно трех недель, операторы смогли восстановить работоспособность всех инструментов "Кассини". Только один целевой пролет Титана был затронут во время промежуточного периода. 6 марта 2014 года космический аппарат совершил свой 100-й облет Титана (на расстоянии 1500 километров), выполнив гравитационные измерения, чтобы доказать существование глобального подземного океана. К июлю 2014 года Кассини обнаружил не менее 101 отдельного гейзера, извергающегося в южной полярной области Энцелада. Исследователи пришли к выводу, что жидкая вода может достичь всей поверхности из подземного моря луны (о существовании которого было объявлено в апреле 2014 года). Присутствие этого соленого подземного океана толщиной около 30–40 км под 10-километровой ледяной оболочкой повышает вероятность существования там микробной жизни. Значительные события в 2015–2016 гг. включали в себя близкий пролёт Реи (на 47 000 км) в феврале 2015 г., позволивший снимки естественного спутника с очень высоким разрешением, пролёт (на 34 000 км) Гипериона неправильной формы в мае 2015 г., демонстрирующий поверхность с глубокими шрамами и два последних пролёта Дионы в июне и августе 2015 года на расстоянии всего 516 и 474 км соответственно. Пожалуй, самым впечатляющим событием миссии в этом году было «глубокое погружение» Кассини на 49 километров над южно-полярным регионом геологически активного Энцелада в октябре 2015 года. Во время сближения газоанализатор и приборы обнаружения пыли космического аппарата взяли пробы ледяных частиц размером с газ и пыль из шлейфа луны. Последний облет Энцелада был осуществлен в декабре на дальности 4999 километров, завершив главу встречи "Кассини" с спутниками Сатурна. В декабре 2015 года Кассини инициировал ряд орбитальных маневров, предназначенных для изменения наклона орбиты космического аппарата из плоскости колец Сатурна. За каждым маневром следовала гравитационная помощь от Титана («Титан выполняет всю тяжелую работу», отметил Эрл Маиз, руководитель проекта «Кассини» в JPL), тем самым отправляя аппарат на все более высокий наклон (относительно экватора Сатурна). Эти маневры подготовили Титан к его последнему драматическому году в 2016–2017 годах, включающему два различных этапа миссии. 30 ноября 2016 года Кассини отправился по тропе, которая несла его высоко над и под полюсами Сатурна, погружаясь каждые семь дней через неизведанную до сих пор область на внешнем краю главных колец. Эта фаза миссии, называемая «Кольцевые орбиты Кассини», включала в себя 20 «погружений» через этот регион, которая завершилась 22 апреля 2017 года. Во время некоторых из этих проходов космический аппарат непосредственно отбирал кольцевые частицы и молекулы газов вблизи кольца. В марте и апреле 2017 года на кольцевых переходах космический аппарат пролетал через пыльные внешние области кольца F. После того, как последняя кольцевая орбита, завершившаяся 22 апреля 2017 года, облет Титана изменил траекторию движения Кассини, направив его на новый этап миссии - «Большой финал», включающий 22 погружения, первый из которых 26 апреля прошел через 2400-километровую щель между Сатурном и его самым внутренним кольцом. Миссия завершилась 15 сентября 2017 года на своей 293-й орбите Сатурна, когда Кассини погрузился в атмосферу Сатурна, завершив одну из самых амбициозных и впечатляющих миссий в истории исследования планет. По большинству оценок, космический аппарат сгорел в атмосфере и был разрушен примерно через 45 секунд после последней передачи. В последние моменты спуска данные восьми научных приборов Кассини вернули на Землю важные данные, дающими представление об образовании и эволюции планеты. Кассини был назван в честь итальянского астронома Джованни Кассини (1625–1712).



На этом графике показано, как ученые из миссии НАСА в Кассини считают, что вода взаимодействует со скалой на дне океана ледяной луны Сатурна Энцелад, производя газообразный водород (H2).



"Гюйгенс"

15 октября 1997 - старт в составе АМС "Кассини"
25 декабря 2004 года - отделён от "Кассини"
14 января 2005 года - зондировал атмосферу Титана и совершил посадку на поверхность, передача с поверхности - 3 часа и 10 минут

Сиддики:
Научные инструменты:
Гюйгенс:
1. инструмент структуры атмосферы (HASI)
2. газовый хроматограф с нейтральным масс-спектрометром (GC/MS)
3. аэрозольный коллектор и пиролизер (АСР)
4. спусковой тепловизор/спектральный радиометр (DISR)
5. поверхностный научный пакет (SSP)
6. Эксперимент с доплеровским ветром (DWE)
335-килограммовый Гюйгенс, названный в честь голландского физика Кристиана Гюйгенса (1629-1695), был разработан для исследования химических свойств атмосферы Титана и измерения профилей ветра, температуры и давления от 170 километров до поверхности луны. Зонд не был предназначен для выживания после приземления, хотя ученые не исключали полностью возможность.



Представление художника основано на изображениях, сделанных зондом Гюйгенса ЕКА, который приземлился на поверхность спутника Сатурна Титана. На заднем плане виден парашют, который замедлял вход Гюйгенса, все еще прикрепленный к посадочному аппарату.
В Рождество 2004 года в 02:00 посадочный аппарат "Гюйгенс", который оставался бездействующим в течение более шести лет, отделился от Кассини и начал 22-дневное движение до Титана. Он вошел в атмосферу Титана в 09:05:56 14 января 2005 года и в течение 4 минут развернул основной парашют диаметром 8,5 метра. Минуту спустя Гюйгенс начал передавать в Кассини огромное количество информации и передавал в течение более 2 часов, а затем в 11:38:11 приземлился на поверхность Титана со скоростью 4,54 метра в секунду. Координаты посадки были 192,32°W/10,25°S, примерно в 7 километрах от его цели. Проблема в коммуникационной программе ограничила число изображений, передаваемых Гюйгенсом Кассини, примерно с 700 до 376. Тем не менее, к восторгу ученых-планетологов на Земле, она продолжала свои передачи в течение еще 3 часа и 10 минут, в течение которых она передавала вид на его окрестности (224 изображения того же вида). Гюйгенс, кажется, приземлился на поверхность, напоминающую «песок» из ледяных зерен; фотографии поверхности показали плоскую равнину, усыпанную галькой, а также свидетельство жидкости, действующей на местность в недавнем прошлом. Последующие данные подтвердили существование жидких углеводородных озер в полярных районах Титана. В апреле 2016 года ЕКА объявила, что одно из трех больших морей Титана, близких к северному полюсу, известное как Лигела Маре, заполнено чистым жидким метаном, а морское дно покрыто «осадком» богатым органическими веществами.