تقاعد كاسيني

(تم التحويل من Cassini retirement)
تصوير فني لدخول المسبار كاسيني في غلاف زحل الجوي.
كان أحد الاحتمالات هو إعادة إرسال كاسيني إلى المشتري.[1] يظهر هنا تصوير كاسيني للمشتري وآيو في 1 يناير 2001.

كاسيني Cassini، هو مسبار فضائي تم التخلص منه عمداً عن طريق السقوط المتحكم به داخل الغلاف الجوي لكوكب زحل في 15 سبتمبر 2017، منهياً مهمة امتدت لما يقارب عقدين من الزمان.[2][3][1][4]


تم اختيار هذه الطريقة لأنه من الضروري ضمان الحماية ومنع التلوث البيولوجي لأي من أقمار زحل التي يُعتقد الآن أنها يمكن أن تكون صالحة للسكن.[5] العوامل التي يمكن أن تؤثر على طريقة إنهاء المهمة هي مقدار وقود الصواريخ الذي تبقى، وصحة المسبار الفضائي، وتمويل العمليات على الأرض.[6]

بعض الاحتمالات لمراحل كاسيني اللاحقة كانت كبح هوائي في المدار حول تيتان،[6] وترك نظام زحل،[6] أو طيران قريب/أو تغيير مداره.[6] على سبيل المثال، كان يمكن أن يجمع بيانات الريح الشمسية في مدار شمسي المركز.[1]


. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

خيارات إنهاء المهمة

اللون المعنى[1]
أحمر فقير
برتقالي كافي
أصفر جيد
أخضر ممتاز
خيارات إنهاء مهمة كاسيني وتقييم علمي ح. 2008[1]
النوع الخيار تحضيرات التقاعد زمن الدخول Operability +
assurance of EOL
Velocity change
(Δv) required
التقييم العلمي ح. 2008
Impact
with ...
Saturn's surface:
short-period orbits
High inclination achievable via
any XXM design
2–10 months total Short time between last encounter and impact 005–30 m/s D-ring option satisfies unachieved AO goals;
cheap and easily achievable
Saturn's surface:
long-period orbits
Specific orientation and inclination required 4–22 months to set up long period orbit +
3 years for final orbit
3 years between last encounter and impact 005–35 m/s Operations costs required for 3 years
with no science could be applied elsewhere
icy satellite Can be implemented from any geometry 0.5–3 months total Short time between last encounter and impact 005–15 m/s Cheap and achievable anywhere/time
main rings Can be implemented from any geometry 0.5–3 months total Short time between last encounter and impact
but difficult to prove spacecraft destruction
005–15 m/s Cheap and achievable anywhere/time;
close-in science before impact
Escape
to ...
giant planet Specific orbit period, orientation and
inclination required + specific departure dates
1.4–2.4 years to escape + long transfer time:
Jupiter 12, Uranus 20, Neptune 40 years
Planetary impact can only be guaranteed
shortly after escape for Jupiter
005–35 m/s Giant-planet science unlikely
heliocentric orbit Can be implemented from any geometry 9–18 months to escape, open-ended Solar orbit Last encounter goes to escape 005–30 m/s Solar wind data only
Centaur Large target set offers wide range
of departures
1–2 years to escape + 3+ year transfer Last encounter goes to escape; must maintain
teams for 3+ years for centaur science
005–30 m/s Multi-year lifetime and funding seems better spent in target-rich Saturnian environment
Stable
orbit
around ...
Titan Specific orientation and orbit period required 13–24 months + open-ended time in stable orbit 200 days between last encounter and final orbit 050 m/s Limited Saturn / magnetospheric science, but for long period of time
Phoebe Specific orientation and orbit period required 8+ years + open-ended time in stable orbit Many months between last encounter and final orbit 120 m/s Solar wind data; very rare passages through magnetotail


أثناء التخطيط لمهمته الموسَّعة تم تقييم مختلف الخطط المستقبلية لكاسيني على أساس القيمة العلمية والتكلفة والوقت.[1][7] وشملت بعض الخيارات التي تمت دراستها التصادم مع غلاف زحل الجوي أو قمر جليدي أو الحلقات، وأيضًا مغادرة مدار زحل إلى المشتري أو أورانوس أو نپتون أو قنطور.[1][8] وشملت الخيارات الأخرى تركه في مدارات مستقرة محددة حول زحل، أو المغادرة إلى مدار شمسي المركز.[1] وكل خطة كانت تتطلب كميات محددة من الوقت وتغييرات في السرعة.[1] وكان هناك احتمال آخر هو كبح هوائي إلى داخل مدار حول تيتان.[6]


دخول الغلاف الجوي وتدميره

آخر صورة التقطت لكاسيني، في الساعة 19:59 (14 سبتمبر 2017).

نهت كاسيني جولتها التي استمرت 13 عاماً في نظام زحل الكوكبي بغوصٍ متعمد في الغلاف الجوي للكوكب لضمان عدم اصطدامها، وبالتالي تلويثها لأقمار زحل لحمايتها وعلى وجه الخصوص إنسيلادوس مع محيطه تحت السطحي وعلامات النشاط الحراري المائي الخاصة به، حيث سيُترَك هذا للاكتشافات المستقبلية. وقد شكلت هذه الغطسة المصيرية آخر خطوةٍ من مرحلة الختام الكبير (Grand Finale) التي بدأت في أواخر شهر نيسان/أبريل والتي تضمنت 22 عملية غوصٍ بين زحل وحلقاته بمعدل عمليةٍ واحدةٍ كل أسبوع، حيث لم تغامر أي مركبةٍ فضائية بالاقتراب من زحل بهذا القدر من قبل. تنبأت الحسابات النهائية للمهمة بأنّ فقدان الاتصال بكاسيني سيجري يوم 15 أيلول/سبتمبر في الساعة 07:55 صباحاً بتوقيت شرق الولايات المتحدة (01:55 مساءً بتوقيت القاهرة). حيث دخلت كاسيني الغلاف الجوي لزحل قبل دقيقة واحدة تقريباً من ذلك على ارتفاع 1190 ميلاً (1915 كيلومتراً) تقريباً فوق قمم السحب المقدرة لزحل (الارتفاع الذي يساوي عنده الضغط الجوي 1 بار، أي ما يعادل الضغط الجوي عند مستوى سطح البحر على الأرض)، وخلال غوصها في الغلاف الجوي لزحل، وصلت سرعة المركبة الفضائية إلى نحو 70000 ميلٍ (113000 كيلومتر) في الساعة، وجرت عملية الغوص النهائية على الجانب النهاري لزحل بالقرب من الظهر المحلي، ودخلت المركبة الغلاف الجوي على خط عرض 10 درجاتٍ شمالاً.


Cassini impact site on Saturn (visual/IR mapping spectrometer; September 15, 2017)

عندما واجهت كاسيني الغلاف الجوي لأول مرة، بدأت محركات الدفع الخاصة بالتحكم باتجاه المركبة بالعمل لفتراتٍ قصيرةٍ للحفاظ على الهوائي الخاص بالمركبة موجهاً باتجاه الأرض وذلك من أجل إرسال البيانات الثمينة النهائية للمهمة، ومع زيادة كثافة الغلاف الجوي، اضطرت محركات الدفع إلى زيادة نشاطها من 10% إلى 100% لمدة دقيقةٍ تقريباً، وبمجرد إنطلاقها بكامل طاقتها، فإن محركات الدفع لم تتمكن من فعل المزيد للمحافظة على توازن كاسيني، وبالتالي فد بدأت المركبة الفضائية بالتقلب. وعندما بدأ الهوائي بالميلان بضعة أجزاء من الدرجة فقط بعيداً عن الأرض، توقفت الاتصالات بشكلٍ نهائي، وقد بلغ الارتفاع المتوقع عند فقدان الإشارة نحو 930 ميلاً (1500 كيلومتر) فوق قمم سحب زحل. وبعد ذلك، بدأت المركبة الفضائية بالتوهج محترقة مثل الشهب. وبعد نحو 30 ثانية من فقدان الإشارة، بدأت كاسيني بالتفكك، ومن المتوقع أن بقايا المركبة قد احترقت بشكلٍ كاملٍ في الغلاف الجوي لزحل في غضون دقيقتين.

لأحداث الرئيسية لغطسة كاسيني الأخيرة باتجاه زحل.

ونظراً للوقت اللازم لوصول الإشارة من زحل إلى الأرض، والذي يتغير مع دوران الكوكبين حول الشمس، فإن الأحداث الحقيقة تحدث قبل 83 دقيقة من رصدها هنا على الأرض، مما يعني أنه على الرغم من أنّ المركبة بدأت بالتقلب وفقدت الاتصال بالأرض في الساعة 06:31 صباحاً بتوقيت شرق الولايات المتحدة (12:31 بتوقيت القاهرة)، فإن الإشارة من هذا الحدث لن تصل الأرض إلا بعد 83 دقيقة من ذلك أي في الساعة 07:55 صباحاً بتوقيت شرق الولايات المتحدة (01:55 مساءً بتوقيت القاهرة.)<ref>[https://nasainarabic.net/main/articles/view/cassini-spacecraft-makes-its-final-approach-to-saturn تفاصيل الغوص النهائي لكاسيني عبر غلاف زحل الجوي

وقد قال إيرل ميز Earl Maize، مدير مشروع كاسيني من مختبر الدفع النفاث (JPL) التابع لوكالة ناسا في باسادينا-كاليفورنيا وذلك قبل انتهاء المهمة: "ستكون إشارة المركبة الفضائية النهائية بمثابة صدى، وستشع عبر النظام الشمسي لما يقارب الساعة والنصف بعد نهاية كاسيني، وعلى الرغم من أننا سنعرف أنّ كاسيني قد لاقت حتفها بالفعل، فإنّ مهمتها لن تنتهي بالنسبة لنا على الأرض طالما ما زلنا نتلقى إشارة منها". سيتم استقبال آخر إشارةٍ من كاسيني بواسطة هوائيات في مجمع شبكة الفضاء العميق التابع لوكالة ناسا في كانبيرا-أستراليا، ومن المقرر أن تُقدِّم كاسيني عمليات رصدٍ علميةٍ رائدة لكوكب زحل، وذلك باستخدام ثمانية من أدواتها العلمية الـ 12، حيث جمعت أداة الغلاف المغناطيسي، وأداة علوم البلازما، بالإضافة إلى نظام العلوم الراديوية، ومطياف الأشعة تحت الحمراء والأشعة فوق البنفسجية بيانات قيّمةٍ أثناء الغوص النهائي.

صورة تظهر الارتفاعات النسبية لكاسيني خلال آخر خمس عمليات مرور لها عبر الغلاف الجوي العلوي لزحل مقارنةً مع الارتفاع الذي ستفقد عنده الإشارة خلال الغوص النهائي.

ومن بين عمليات الرصد العلمية التي أجرتها كاسيني أثناء غوصها باتجاه زحل هي تلك الخاصة بمطياف الأيونات والكتل المحايدة (INMS)، إذ أخذت هذه الأداة عيناتٍ بشكلٍ مباشرٍ لدراسة تكوين وهيكلية الغلاف الجوي لزحل حيث لا يمكن القيام بذلك من المدار، حيث تم توجيه المركبة الفضائية بحيث يشير مطياف (INMS) باتجاه حركة المركبة للسماح لها بأفضل إمكانية لأخذ عيناتٍ من الغازات الجوية.


. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

انظر أيضاً

المصادر

  1. ^ أ ب ت ث ج ح خ د ذ Spilker, Linda (April 1, 2008). "Cassini Extended Missions" (PDF). Lunar and Planetary Institute. Archived from the original (PDF) on April 23, 2008. Unknown parameter |deadurl= ignored (help)
  2. ^ Brown, Dwayne; Cantillo, Laurie; Dyches, Preston (September 15, 2017). "NASA's Cassini Spacecraft Ends Its Historic Exploration of Saturn". NASA. Retrieved September 15, 2017.
  3. ^ Chang, Kenneth (September 14, 2017). "Cassini Vanishes Into Saturn, Its Mission Celebrated and Mourned". The New York Times. Retrieved September 15, 2017.
  4. ^ Mason, Betsy (February 3, 2010). "Cassini Gets Life Extension to Explore Saturn Until 2017". Wired. Archived from the original on February 9, 2010. Unknown parameter |deadurl= ignored (help)
  5. ^ . 
  6. ^ أ ب ت ث ج Empty citation (help)
  7. ^ Empty citation (help)
  8. ^ Okutsu, Masataka, et al. "Cassini End-of-Life Escape Trajectories to the Outer Planets (AAS 07-258)." ADVANCES IN THE ASTRONAUTICAL SCIENCES 129.1 (2008): 117.

قراءات إضافية

  • Ralph Lorenz (2018). NASA/ESA/ASI Cassini-Huygens: 1997 onwards (Cassini orbiter, Huygens probe and future exploration concepts) (Owners' Workshop Manual). Haynes Manuals, UK. ISBN 978-1785211119.

وصلات خارجية