Húsz éve indult az egyik legsikeresebb űrmisszió

1997. október 15-én indult el küldetésére a Cassini-Huygens-űrszonda, melynek feladata a Naprendszer hatodik bolygójának, a Szaturnusznak és egyik holdjának, a Titánnak vizsgálata, illetve egy leszállóegységnek a Titánra eljuttatása volt.

Az űrkutatás történetének egyik legnagyobb szabású programja (a költségvetés 3,2 milliárd dollárra rúgott) a NASA irányításával zajlott, de az Európai Űrügynökség (ESA) és az Olasz Űrügynökség (ASI) is részt vett benne.

Megvalósulásához 17 ország, köztük Magyarország tudósai járultak hozzá, a Huygens műszerei közül a fedélzeti magnetométert (MAG), a plazmaspektrométer (CAPS) földi ellenőrző berendezéseit és a kalibráló rendszereket az MTA Wigner Fizikai Kutatóközpontban (korábban MTA Részecske- és Magfizikai Kutató Intézet) tervezték.

A kitűzött tudományos cél a gyűrűk háromdimenziós szerkezetének és dinamikus viselkedésének, a holdak felszíni összetételének és geológiai múltjának meghatározása, a magnetoszféra viselkedésének és háromdimenziós szerkezetének mérése, a Szaturnusz légkörének vizsgálata volt.

A szonda Jean Dominique Cassini francia-olasz, a Titánra leszálló egység Christian Huygens holland csillagászról kapta a nevét. Előbbi fedezte fel a 17. században a legnagyobb rést a Szaturnusz gyűrűjében (Cassini-rés), valamint a Japetusz, a Rhea, a Dioné és a Tethisz holdakat. Utóbbi a Titán felfedezése mellett 1659-ben elsőként jött rá, hogy a Galilei által mellékbolygóknak hitt alakzatok valójában a bolygó gyűrűi.

Az 5712 kilogrammos űrszonda 366 kilogramm tömegű tudományos műszert, valamint a 320 kilogrammos Huygenst vitte magával. Céljához hét évi és 3,4 milliárd kilométernyi “kerülő úton”, úgynevezett hintamanőverekkel, a Vénusz, a Föld és a Jupiter gravitációs lendítését kihasználva jutott el. A szondapáros 2004. július 1-jén állt pályára a Szaturnusz körül, és megkezdte a Naprendszer második legnagyobb planétájának vizsgálatát. A 120 ezer 600 kilométeres átmérőjű égitestről (összehasonlításul a Föld átmérője 12 ezer 756 kilométer) fényképfelvételeket is készített.

A program következő szakasza 2004. december 25-én kezdődött, amikor a Huygens levált az anyaszondáról, majd 2005. január 14-én sima leszállást végzett a Titán addig teljesen ismeretlen felszínén, ezzel az eddig legtávolabbi helyen hajtott végre sima leszállást. (A Titán az egyetlen olyan hold a Naprendszerben, amelynek légköre még a földiénél is sűrűbb, ráadásul atmoszférája nitrogénban dús, de felszínén az átlaghőmérséklet mínusz 180 Celsius-fok.)

Az űrszonda a Titánon a földihez hasonló felszíni képződményeket talált: folyómedreket, erózió pusztításának nyomait, habár ott víz helyett metántartalmú csapadék esik, folyókat, tavakat és tengereket is létrehozva. Fontos felfedezés volt az élet lehetősége is a Szaturnusz rendszerében. A Huygens kiválóan teljesített, az adatátviteli hiba ellenére annyi információt juttatott a Cassinin keresztül a Földre, amelynek kielemzése a tudósok szerint három nemzedéknek is feladatot ad.

A rendkívüli jelentőségű tudományos adatok mellett arra is fény derült, hogy a Szaturnusz felett is kék az ég, noha földi teleszkópokkal figyelve mindig sárgának látszott. A Cassini a bolygó újabb holdjait fedezte fel, és eddig soha nem tapasztalt közelségben suhant el egy-egy hold mellett, az Enkeladuszon például folyékony vizet talált, amiből arra következtettek, hogy a felszín alatt nagy kiterjedésű vízóceán lehet.

A szonda tudósított az első Földön kívüli ciklonról (vagy ahhoz hasonló jelenségről), és megfejtette a Japetusz kétarcúságának titkát. Ez ugyanis egy világos és egy jóval sötétebb félgömbből áll, aminek az az oka, hogy a pályája mentén elszórtan elhelyezkedő, rossz fényvisszaverő port besöpri, és ez az egyik féltekéjén gyűlik össze.

A Cassini küldetését eredetileg négy évre tervezték, de kiemelkedő értékű “tudományos szolgálatai” miatt kétszer is meghosszabbították. Ezután évekig viszonylag nagy távolságból, a gyűrűrendszeren kívülről végezte a megfigyeléseket, majd “közelképeket” készített a gyűrűkről.

A küldetés utolsó szakasza 2016 decemberében kezdődött, amikor pályát változtatva “lebukott” a legbelső gyűrű valamint a Szaturnusz légköre közötti, igen keskeny résbe. (A Szaturnusz gyűrűi 6630 és 120 ezer 700 kilométer magasságban találhatók a bolygó egyenlítője fölött. Vastagságuk mintegy 10 méter, helyenként azonban 4 kilométeres magasságot elérő “hullámok” találhatók bennük.)

A Cassini minden hetedik napon merült alá az ismeretlen térségbe, hogy megfigyelje a miniholdakat, mintát vegyen a gyűrűk részecskéiből és gázaiból, felmérje a Szaturnusz gravitációs terét, mágneses mezejét, és nagy felbontású képeket is készített.

Idén fogyott ki az üzemanyagból. Szeptember 15-én az óriásbolygó légterébe irányították, ahol oxigén hiányában nem elégett, hanem megolvadt, majd összezúzódott a hatalmas légköri nyomás hatására. (Ezt a megoldást azért választották, mert el akarták kerülni, hogy a Szaturnusz valamelyik holdján, a földönkívüli élet szempontjából érdekes Enkeladuszon vagy a Titánon landoljon, és földi mikroorganizmusokkal szennyezze be őket.)

Működése alatt az űrszonda összesen több mint 453 ezer képet küldött a Földre a Naprendszer második legnagyobb bolygójáról, gyűrűiről és holdjairól. Jelenleg a Szaturnusznak 62 holdja ismert, közülük egyelőre 53 kapott végleges elnevezést. A holdak számához a Cassini hét felfedezéssel járult hozzá, ezek mindegyike a gyűrűk közötti résekben kering.