Kaip „Cassini“ sugebėjo gyventi tokį ilgą ir naudingą gyvenimą Saturno mieste

Cassini prie Saturno meno

Menininko iliustracija „Cassini“ erdvėlaiviui prie Saturno. (Vaizdo kreditas: NASA/JPL-Caltech)



PASADENA, Kalifornija „Cassini“ erdvėlaivis tyrinėjo Saturno sistemą 13 metų - aštuoneriais metais ilgiau, nei buvo planuota. Kokia yra misijos ilgo gyvenimo paslaptis? „Cassini“ komandos nariai sakė „demokratija.eu“, kad reikia turėti atsidavusią darbo jėgą ir ilgalaikį planavimą.



Praėjusią savaitę „Cassini“ erdvėlaivis sutiko savo ugningą pražūtį, kai misijų planuotojai nusiuntė jį į Saturno atmosferą. Mažasis zondas siuntė atgal duomenis apie tą svetimą aplinką tiek laiko, kiek tik galėjo - šaudydamas savo varikliais visu pajėgumu kovoti su atmosferos pasipriešinimu ir laikyti antenas nukreiptas į Žemę.

Rugsėjo 15 d. NASA reaktyvinio varymo laboratorijoje (JPL) misijos mokslininkai susirinko atsisveikinti su zondu ir stebėti paskutinį jo šuolį. JPL buvo pagrindinis „Cassini“ projektavimo ir statybos institutas, o zondas buvo valdomas iš JPL, naudojant objekto giliųjų erdvių tinklą. [ Atsisveikinimas, „Cassini“: nuostabios paskutinės nuotraukos yra tinkamas išsiuntimas ]



Erikas Sturmas, „Cassini“ misijų planuotojas, paskutinėmis „Cassini“ valandomis buvo JPL misijos valdymo centre ir stebėjo, kaip duomenys iš zondo pasipildo iki paskutinės sekundės. Per ateinančius kelis mėnesius jis kartu su kolegomis nustatys, kiek zondas nukrito į Saturno atmosferą ir kur jis galutinai suiro.

Jis taip pat parašys ataskaitą apie pamokas, kurias jis ir jo komanda išmoko iš „Cassini“ misijos, kurią galima pritaikyti būsimoms misijoms. Du pagrindiniai jo patarimai - pasiruoškite netikėtumams ir manykite, kad erdvėlaivis truks ilgiau nei tikėtasi.

3,26 milijardo dolerių vertės „Cassini-Huygens“ misija-bendros NASA, Europos kosmoso agentūros ir Italijos kosmoso agentūros pastangos-atvyko į Saturno sistemą 2004 m. . Iš pradžių „Cassini“ planavo ištirti Saturno sistemą iki 2008 m., Tačiau jai buvo du pratęsimai, dėl kurių ji veikė iki 2017 m. Ji iš viso nuvažiavo 4,9 mlrd. Titanas). Misija baigėsi tik todėl, kad erdvėlaiviui baigėsi kuras.



Diagrama, kurioje pavaizduoti Cassini erdvėlaivio prietaisai.

Diagrama, kurioje pavaizduoti Cassini erdvėlaivio prietaisai.(Vaizdo kreditas: NASA/JPL-Caltech/Kosmoso mokslo institutas)

„Mes projektuojame daiktus taip, kad jie įvykdytų savo pagrindinę misiją su tikimybe [sėkme] pasiekti 90 procentų, o tai reiškia, kad greičiausiai turėsite [operatyvų] erdvėlaivį“, - sakė Sturmas. . „Taigi būkite pasirengę tam, ką norite padaryti su [erdvėlaiviu]. Pagalvokite, kaip geriausiai galite tuo pasinaudoti “.



Kim Steadman, 14 metų „Cassini“ misijos veteranas, sutiko, kad mokslininkai turėtų planuoti erdvėlaivį ilgą gyvenimą, tačiau tai taip pat reiškia, kad darant prielaidą, kad daug kas sulaužys.

Būdamas skrydžių sistemų inžinierius Steadmanas padėjo „Cassini“ mokslininkams gauti norimus duomenis iš misijos, išsiaiškindamas tokius dalykus, kaip pakeisti erdvėlaivio skrydžio trajektoriją ir kaip įsitikinti, kad tinkami prietaisai sugebėjo surinkti reikiamus duomenis. Tikslus laikas. („Steadman“ dabar dirba su „Mars 2020“ roveriu).

Paklaustas, kaip Cassini sugebėjo taip ilgai gyventi, Steadmanas sakė, kad tai atleido iš darbo. Ji išvardijo pusšimtį „Cassini“ sistemų ar komponentų, kurie per visą savo gyvenimą nustojo veikti, įskaitant kai kuriuos zondo stūmoklius ir reakcijos ratą, kurie abu yra reikalingi erdvėlaiviui valdyti. Be šių komponentų misija nebūtų galėjusi nukreipti savo instrumentų tinkama duomenų rinkimo kryptimi arba nukreipti antenas atgal į Žemę, kad gautų duomenis. Tačiau „Cassini“ buvo sukurtas naudojant visų šių svarbių komponentų atsargines kopijas.

Ledinis Saturno paviršius

Ledinis Saturno mėnulio Enceladus paviršius, kurį vaizduoja erdvėlaivis „Cassini“.(Vaizdo kreditas: NASA/JPL-Caltech/Kosmoso mokslo institutas)

Dujos bake

Todas Barberis, pagrindinis „Cassini“ variklių inžinierius, sakė „demokratija.eu“, kad yra dar vienas komponentas, kurį jis norėtų, kad „Cassini“ komanda pridėtų: dujų matuoklis.

Barberis daugelį metų tarnavo kaip „Cassini“ dujų matuoklis, sakė jis, o tai reiškia, kad jo darbas buvo (įvairiomis netiesioginėmis priemonėmis) apskaičiuoti, kiek degalų liko erdvėlaivyje. Nors zondas buvo aprūpintas daugiau nei pakankamai degalų, kad galėtų atlikti savo pagrindinę misiją, dvi išplėstinės misijos sumažino degalų kiekį beveik iki nulio.

Kol zondas atsitrenkė į Saturną, jame liko apie 1 proc. Tačiau Barberis sakė, kad tame matavime buvo pakankamai klaidos, kad komandos nariai nuolat jaudinosi dėl to, kad zondas negalės atlikti visų paskutinių manevrų.

Degalų matuokliai, naudojami Žemėje, veikia esant Žemės traukos jėgai (skystas kuras turi būti konteinerio apačioje), todėl erdvėlaiviuose (kurie veikia mikrogravitacijoje) inžinieriai turėjo sugalvoti kitą sistemą.

„Dėl būsimos misijos - kad nereikėtų prarasti tiek daug miego - norėčiau turėti srauto matuoklį ar kokį nors būdą, kaip tiksliai išmatuoti, kiek sunaudojame raketinių medžiagų“, - sakė Barberis.

Saturno trys

Trys Saturno palydovai - Tethys, Enceladus ir Mimas - pasirodo šioje grupinėje NASA „Cassini“ erdvėlaivio nuotraukoje, padarytoje 2015 m.(Vaizdo kreditas: NASA/JPL-Caltech/Kosmoso mokslo institutas)

Žmogaus elementas

Mokslininkai nekantriai ieško informacijos, kurią zondas atsiuntė paskutinio nusileidimo metu. (Tai buvo pirmasis erdvėlaivis, kada nors mėginęs Saturno atmosferą „in situ“.) Per savo gyvavimo laikotarpį zondas atsiuntė tiek duomenų, kad jau buvo paskelbta 3 984 mokslinių straipsnių, naudojant „Cassini“ duomenis, anot NASA .

Steadmanas sakė, kad viena iš priežasčių, kodėl išplėstinė misija buvo tokia sėkminga, buvo ta, kad „Cassini“ komanda sugebėjo prisitaikyti prie naujų iškilusių iššūkių. Vienas iš iššūkių buvo priartinti „Enceladus“ lėktuvus, kad būtų galima ištirti iš jo paviršiaus išsiveržiančius geizerius. Kitas buvo susijęs su papildomų „Titan“ skraidyklių kūrimu, kad būtų galima ne tik išsamiau ištirti šio mėnulio keistą kraštovaizdį, bet ir panaudoti Titano gravitaciją pakeisti Cassini kursą ir skristi aplink planetą skirtingomis orbitomis, naudojant mažiau degalų.

Kiekvieną kartą, kai „Cassini“ zondas nuskrido vieną iš Saturno palydovų, arba kai mokslininkai norėjo pažvelgti į tam tikrą planetos dalį tam tikru laiku, inžinierių komanda turėjo suplanuoti ir atlikti manevrus, kuriais erdvėlaivis patektų į tinkamoje vietoje tinkamu laiku ir nurodė teisinga kryptimi, sakė Steadmanas.

„Komanda, valdžiusi„ Cassini “, yra tokia atsidavusi“, - sakė Steadmanas. „Mes skyrėme daug valandų, kad įsitikintume, jog [erdvėlaivis] padarys tai, ko norime, kad ji darytų, ir nesusižeistų. Tai daug sunkaus darbo “.

Steadmanas sakė, kad vienas iš dalykų, paskatinusių ją taip sunkiai dirbti, buvo sužinoti apie mokslą, kurį atskleidė erdvėlaivis. Ji sakė, kad „Cassini“ projekto mokslininkė Linda Spilker padarys „nepasiekiamą“ (priešingai nei „informavimą“) ir kalbės su misijos inžinieriais apie misijos mokslo rezultatus.

„Tie [manevrai] buvo daug vidurnakčio, savaitgalio, atostogų valandų“,-sakė ji. „Mes vieną kartą Kalėdų dieną liepėme erdvėlaiviui, nes turėjome problemą. Sulaukiate skambučių vidury nakties, prabundate, kad įeitumėte į erdvėlaivį. O kad turėtum jėgų tai padaryti ir tikrai tau rūpėtų, reikia pamatyti sugrįžtantį mokslą “.

Barberis, dirbęs „Cassini“ šiek tiek daugiau nei 20 metų, sakė, kad mokslo grąža taip pat paskatino jį motyvuoti.

„Aš čia, nes esu absoliutus planetos mokslo narkomanas ir geikas. Vaikystėje tai mane paskatino “, - sakė jis. „Būdamas variklio inžinierius aš galiu dirbti čia, bet širdyje esu planetos mokslininkas. Taigi man asmeniškai labai daug reiškė sekti mokslą ir daryti viską, ką galėjau misijoje, kad mokslas būtų sėkmingas “.

„Cassini“ misijos mokslininkai turi finansavimą dar vieneriems metams, kad galėtų ištirti duomenis, kuriuos erdvėlaivis paskutinėmis savaitėmis išsiuntė atgal į Žemę, ir ypač tas paskutines minutes, kai jis pateko į Saturno atmosferą, sakė Spilkeris per spaudos konferenciją rugpjūtį.

Tačiau daugeliui misijos komandos narių darbas su „Cassini“ yra atliktas. Jie jau rado darbą kituose projektuose. Kai kurie komandos nariai artimiausius kelis mėnesius skirs įvairias galutines ataskaitas, kol suras ir kitas užduotis. Kai jie eis toliau, jie pasiims su savimi Cassini išmoktas pamokas.

Sekite Calla Cofield @callacofield . Sekite mus @Spacedotcom , Facebook ir „Google+“ . Originalus straipsnis apie demokratija.eu .