"Huygensov" nevjerojatan svijet

Nedjelja, 19. ožujka 2006. u 22:10 sati

ESA - Nakon uspješnog spuštanja europske robotičke sonde "Huygens" na divovski Saturnov mjesec – Titan, jedini prirodni satelit u Sunčevom sustavu koji posjeduje atmosferu, znanstvenici su oduševljeni i iznenađeni pristiglim podacima.


Galileo Galilei (1564-1642)

Cijela priča oko ovog tajanstvenog mjeseca, za kojega znanstvenici smatraju kako se nalazi u stadiju razvoja poput našeg planeta prije nekoliko milijardi godina, započinje početkom XVII stoljeća kada talijanski znanstvenik Galileo Galilei (1564-1642) usmjerava prvi prototip teleskopa prema nebeskim prostranstvima i promatra Saturn, on tada uočava dva velika mjeseca oko njega.


Christiaan Huygens (1629-1695)

Desetak godina kasnije, njemački znanstvenik Christiaan Huygens (1629-1695) sa znatno boljim teleskopom shvaća da su Galileovi "mjeseci" oko Saturna zapravo prsten koji okružuje Saturn, njegov bolji teleskop od Galilejeva, omogućio mu je 1655. otkrivanje najvećeg Saturnova mjeseca – Titana.


Jean-Dominique Cassini (1625-1712)

Njegov suvremenik, ponovo talijanski znanstvenik, Jean-Dominique Cassini (1625-1712) otkriva još nekoliko Saturnovih mjeseci (Iapetus, Rhea, Dione i Thetys) i uočava kako se u strukturi prstena razaznaje "pukotina" koja kasnije dobiva naziv "Cassini division" (Kasinijeva pukotina).


Jeames Clerk Maxwell (1831-1879)

Nepuna dva stoljeća kasnije, škotski znanstvenik, Jeames Clerk Maxwell (1831-1879), shvatio je pravu narav Saturnova prstena, radi se o nekoliko "prstenova" od kojih je svaki od njih sastavljen od velikog broja malenih "kamenčića" zarobljenih u Saturnovoj orbiti.


Gerrard Kuiper (1905-1973)

Da Saturnov mjesec Titan ima atmosferu sastavljenu od metana otkrio je 1944. američki znanstvenik njemačkog porijekla Gerrard Kuiper (1905-1973), zaslužan i za kasnije otkriće postojanja tzv Kuiper-Belt-ova pojasa i objekata.

O kakvom se golemom svijetu radi možda najbolje ilustrira činjenica kako je Titan veći i od dva planeta, Merkura i Plutona i jedini je prirodni satelit koji ima atmosferu!

Zbog udaljenosti i neprozirne atmosfere, Titan je oduvijek plijenio pažnju znanstvenika. Stoljećima je to bio svijet "zaključan" za znatiželjne poglede sa Zemlje.


Pioneer 11

A, onda se svijet promijenio, čovječanstvo je usvojilo potrebite tehnologije i put Saturna i Titana poslalo svoje prve robotičke izaslanike. Krajem sedamdesetih godina (1979) pokraj Saturna je prošla američka letjelica "Pioneer 11", poslavši fantastične informacije, nakon čega smo shvatili kako primjerice "Cassini division" nije prazan prostor, već i da u njemu ima malih nebeskih tijela.

Njezin su put slijedile još dvije izuzetno uspješne američke letjelice tipa "Voyager 1 i 2", prva u studenom 1980. a druga u kolovozu 1981. koje su otkrile oblačne sustave na Saturnu, vjetrove koji na ovom planetu pušu brzinom od 1800 km/h, polarnu svjetlost na njegovim polovima, te kako Saturn isijava znatno više topline nego što ju prima sa Sunca!


Voyager 2

Ipak i pored istraživanja Titan je ostao jednako tajanstven, saznali smo kako je obavijen neprozirnom narančastom atmosferom sastavljenom od metana nitrogena i nekih organskih komponenata.

Prava slika i prilika pretpovijesne Zemlje u trenucima početka života na njoj.

Cassini - Huygens

Nakon "Voyagerovih" istraživanja, već u studenome 1982. znanstvenici europske i američke svemirske agencije (ESA i NASA) dogovorili su ambicioznu misiju istraživanja Saturna i Titana.

Tijekom godina planiranja i izrade letjelica u projekt je uključeno tristotinjak vrhunskih znanstvenika iz sedamnaest zemalja!

Naposljetku, dana 15. listopada 1997. sa raketodroma na Floridi, raketom "Titan IV/B Centaur" lansirana je najmasivnija (5.600 kg) ikada napravljena i najambicioznija misija za istraživanja vanjskog Sunčeva sustava nazvana "Cassini-Huygens" u čast dvoje europskih astronoma koji su zauvijek promijenili naše poimanje Saturnova svijeta i Sunčeva sustava u cjelini.


Put letjelica Cassini-Huygens

Niti jedna operativna raketa ne može tako masivnu letjelicu odbaciti na direktan put prema Saturnu, zato su znanstvenici kod "Cassini-Huygensa" primijenili taktiku korištenja "gravitacijske praćke" kojom se letjelicu lansira da prođe blizu jednog planeta kako bi iskoristila njegovu gravitaciju i dobila dodatno ubrzanje.

"Cassini-Huygens" je tako dva puta (1998. i 1999.) prošao kraj Venere, jednom kraj Zemlje (1999.), naposljetku i pokraj Jupitera 2000. godine, da bi uspio postići optimalnu putanju za let prema Saturnu kamo letjelica stiže u lipnju 2004. godine, sedam godina po lansiranju i nakon prijeđenih 3.5 milijardi kilometara.


Kod Saturna

Istraživanje termodinamike Saturna, sastava prstena, otkriće novih mjeseci, razumijevanje geoloških struktura na poznatim mjesecima, samo su neki od zadataka misije "Cassini-Huygens", kojima će se u naredne četiri godine pozabaviti američka letjelica "Cassini".

Europska letjelica "Huygens"

Europska letjelica "Huygens" (320 kg) mirovala je sve do Božića 2004. godine, kada ju je američka letjelica, nakon zajedničkog sedmogodišnjeg leta, postavila na put prema njenom odredištu – zagonetnom Titanu.

Nakon trotjednog puta po balističkoj putanji (Huygens" nema motore) 14. siječnja 2005. godine u jutarnjim satima, "timer" postavlja sondu u "stand by" mod. Minijaturizacija je na "Huygensu" projektirana tako da će sonda nejakim odašiljačem prikupljene podatke slati prema američkom "Cassiniju" koji će ih najprije memorirati, a potom proslijediti prema Zemlji.

Sonde su toliko udaljene od Zemlje, da iako radio-signali putuju brzinom od 300.000 km/sec, njima treba 67 minuta da dođu do osjetljivih radio-teleskopa iz "Deep space networka" smještenih diljem Zemlje, odakle se podaci internetom prebacuju u kontrolni centar misije (ESOC), smješten u Darmstadtu, u Njemačkoj.

Nešto iza 11 sati po našem vremenu "Huygens" je počeo slati podatke prema "Cassiniju", znanstvenici su bilo oduševljeni. Prije toga, godinama boravivši na svemirskoj temperaturi od -150°C, "Huygens" je morao izdržati temperaturu od gotovo 2000°C koju je apsorbirao njegov toplinski štit pri ulasku u Titanovu atmosferu, zbog trenja. Ubrzo potom, toplinski štit se uz pomoć malog padobrana odvaja.


Umjetnički prikaz prilaska Titanu

Nakon takvog kočenja, "Huygens" je sa 21.000 km/h usporio na 1.800 km/h, na visini 180 km od površine Titana otvara se veliki padobran, promjera 8,3 metara koji će usporiti spuštanje sonde na svega 320 km/h, tada se uspješno uključuju SVI instrumenti na sondi koji pored dvije kamere uključuju i instrumente za ispitivanje sastava atmosfere, temperature, pritiska, brzine vjetra i sastava atmosfere.


Grafički prikaz putanje i spuštanja na Titan

Na visini 120 km od površine, "Huygens" odbacuje veliki padobran i otvara novi, promjera 3 m. Propadajući kroz atmosferu, instrumenti na sondi bilježili su sve parametre, a onda, na visini od 40-tak kilometara iznad tla, kamere započinju bilježiti prve konkretne geografske oblike, radi se o iznenađujućim oblicima poput mora i otoka, išaranih mnogobrojnim kanjonima, dokazujući kako je Titan jedan nepoznat i dinamičan svijet, koji s pravom zaokuplja pažnju znanstvenika.


Umjetnički prikaz "Huygensova" spuštanja pomoću padobrana

Desetak minuta kasnije od predviđenog, oko 13:45 sati po našem "horizontu događanja", zbog gušće atmosfere, "Huygens" brzinom od 5 m/sec "tvrdo" slijeće na Titan, svi instrumenti i dalje rade, a kamere prenose gotovo nevjerojatne slike, okruglih geoloških struktura neposredno do letjelice, sa vidljivim tragovima erozije i Sonda javlja kako je njena unutarnja temperatura "podnošljivih" -25°C iako je vani na tvrdoj površini – 200°C!

Iako je radni vijek sonde projektiran na svega dva i pol sata rada, zbog ograničenja baterije i prilika koje vladaju na Titanu, tridesetak minuta na površini (pre)brzo prolazi, a na Titanovom nebu "Cassini" zalazi iza horizonta i ne može više primati podatke sa "malog brata" koji na sveopće iznenađenje i dalje radi. Nije nam poznato jesu li znanstvenici uspjeli "prilagoditi" zemaljske radioteleskope za prijem slabašnog "radio-daška" sa "Huygensa".

Naime, kada je sonda krenula na put takva mogućnost nije postojala, u svega tih nekoliko godina tehnologija prijema radio signala drastično je poboljšana.


Titanova panorama kako ju je vidio "Huygens" - kliknite na sliku za prikaz veće fotografije

"Huygens" je na visini od oko 8 km iznad površine napravio prvu 360° panoramu Titana, na kojoj se vide razni kanjoni i gorje, tamna materija vjerojatno predstavlja "tekuću materiju", nepoznata sastava. Fotografije snimljene nakon slijetanja pokazuju primjere poput krajolika na Marsu ili Mjesecu, što sve iznenađuje znanstvenike. 

Izvršena su i prva mjerenja

Sada znanstvenicima slijedi obrada i eksploatacija pristiglih podataka, a da se je i u tom segmentu igralo na sigurnu kartu pokazuje i podatak kako je "Huygens" podatke slao do "Cassinija" putem dva različita radio kanala, što se pokazalo kao pun pogodak, jer su podaci sa jednog od njih – izgubljeni.


Prva fotografija snimljena s visine od 13 kilometara

"Cassini" je u blizu Titana ponovo prošao tek za mjesec dana, u međuvremenu je šesnaest puta zaredom prema Zemlji poslao podatke koje mu je prenio "Huygens" kako bi se osiguralo da se ništa od vrijednih podataka ne zagubi ili previdi!


Još jedan dio panorame snimljen s visine

Gotovo četiri stoljeća nakon "pravih" Cassinija i Huygensa, njihovi robotički nasljednici odveli su naše monitore na lice mjesta, stigli smo u svijet mašte naših predaka, tko zna hoće li se u naredna četiri stoljeća naši potomci i osobno tamo pojaviti.

Potpuni uspjeh "Huygensa" i "Cassinija" ohrabrio je njihove tvorce, a Europskoj svemirskoj agenciji potvrdio status markantne svemirske agencije, sa nevelikim brojem izuzetno uspješnih, zahtjevnih misija.