Cassini-Huygens

Die Cassini-Huygens is ’n ruimtetuig wat gelanseer is na die Saturnus-stelsel om die planeet en sy mane te bestudeer. Die sending is deel van ’n samewerkingsooreenkoms tussen Nasa, die Europese Ruimtevaartorganisasie (ESA) en die Agenzia Spaziale Italiana (ASI).

Samestelling en instrumente 
Cassini-Huygens is gelanseer met behulp van ’n Titan IV-vuurpyl. Dit bestaan uit die wenteltuig Cassini en ’n klein hulptuig, Huygens, en is een van die grootste, swaarste en ingewikkeldste interplanetêre tuie wat nog gebou is. Cassini is meer as 6,8 meter hoog en 4 meter in deursnee. Dit weeg 2 150 kg, insluitende instrumente van 365 kg. Huygens weeg 350 kg. Die tuig het ’n termo-elektriese opwekker aan boord om die tuig van energie te voorsien. Cassini het Saturnus op 1 Julie 2004 bereik.

Daar is twaalf verskillende instrumente op die hooftuig gemonteer en ses op Huygens. Daarmee sou 27 verskillende wetenskaplike waarnemings gedoen word. Ondersoek sou ingestel word na die magnetosfeer en die atmosfeer van Saturnus, asook na die planeet se mane. Veral die grootste maan, Titan, trek wetenskaplikes se aandag omdat organiese molekules ’n groot deel van sy atmosfeer uitmaak; dit lyk baie soos die situasie vier miljard jaar gelede op die Aarde rondom die tyd dat lewe hier ontstaan het.

Naam 

Cassini is genoem na die Italiaanse sterrekundige Giovanni Domenico Cassini (1625–1712), wat die verdelings in Saturnus se ringe en vier nuwe mane ontdek het.

Huygens is genoem na die Nederlandse natuur- en sterrekundige Christiaan Huygens (1629–1695), wat die ware aard van die ringe en die maan Titan ontdek het.

Vlugplan 
In plaas van direk na Saturnus vlieg, het die tuig ’n aantal verbyvlugte van Venus, die Aarde en Jupiter onderneem om hul swaartekrag te gebruik om groter momentum te verkry.

Benewens Saturnus self ondersoek Cassini ook Saturnus se ringe, die magnetosfeer en die klein yssatelliete van die gasreus. Die presiese chemiese samestelling van die ringe is nog nooit voorheen bepaal nie. Ook van die samestelling van die ysmane (al die mane behalwe Titan) is min bekend.

Die skouspelagtigste deel van die sending was die afdaling van Huygens in Titan se atmosfeer en sy landing op die maan. Die tuig meet onder meer watter gasse in die atmosfeer voorkom, wat die samestelling van die oppervlak is, die temperature en die windsnelhede.

Vluggeskiedenis 

Die Cassini-Huygens is op 15 Oktober 1997 gelanseer.

Venus en Aarde
Op 26 April 1998 en 24 Junie 1999 het Cassini verby Venus gevlieg, wat hom genoeg momentum gegee het om tot by die Asteroïdegordel te vlieg. Op daardie stadium het die son se swaartekrag hom teruggetrek na die binneste sonnestelsel, waar hy verby die Aarde gevlieg het en tot 377 000 km van ons maan gekom het. In dié tyd het hy foto's van die maan geneem.

Op 23 Januarie 2000 het Cassini verby die asteroïde 2685 Masursky gevlieg en foto's daarvan geneem vanaf 1,6 miljoen km. Daaruit kon geraam word dat die asteroïde ’n deursnee van 15 tot 20 km het.

Jupiter
Cassini het op 30 Desember 2000 die naaste aan Jupiter verbygevlieg. Waarnemings is gedoen en sowat 26 000 foto's is van die planeet geneem tydens die maande lange verbyvlug. Dit het die mees gedetailleerde kleurfoto nog van Jupiter verskaf (sien foto regs), waarin die kleinste sigbare eienskappe sowat 60 km breed is.

Talle waarnemings is gemaak oor Jupiter se atmosfeer en ’n tollende, donker vlek omtrent so groot soos die Groot Rooi Vlek naby Jupiter se noordpool. Daar is ook gevind Jupiter se ringe bestaan uit onreëlmatige deeltjies wat waarskynlik ontstaan het vanweë botsings van meteore met Jupiter se mane, moontlik Metis en Adrastea.

Nuwe mane van Saturnus
Op foto's wat Cassini geneem het, is drie nuwe mane van Saturnus in 2004 ontdek. Hulle is baie klein en is voorlopig S/2004 S 1, S/2004 S 2 en S/2004 S 5 genoem voordat hulle aan die begin van 2005 hernoem is tot Methone, Pallene en Polydeuces.

Op 1 Mei 2005 is ’n nuwe maan deur Cassini ontdek in die Keeler-verdeling van Saturnus se ringe. Dit het die voorlopige naam S/2005 S 1 gekry voor dit later hernoem is tot Daphnis.

’n Vyfde nuwe maan, S/2007 S 4, is op 30 Mei 2007 ontdek. Dit staan nou bekend as Anthe. Op 3 Februarie 2009 is aangekondig dat ’n sesde nuwe maan deur Cassini ontdek is. Die klein maan is in die G-ring geleë en staan nou bekend as Aegaeon (voorheen S/2008 S 1).

Op 26 Julie 2009 is ’n sewende nuwe maan, S/2009 S 1, van sowat 300 m in deursnee in die B-ring ontdek.

Foibe
Op 11 Junie 2004 het Cassini verby die maan Foibe gevlieg. Dit was die eerste geleentheid om die maan van naby te bestudeer sedert die verbyvlug van Voyager 2. Die eerste nabyskote is op 12 Junie 2004 ontvang en wetenskaplikes het dadelik opgemerk dat die maan se oppervlak anders lyk as dié van asteroïdes wat die ruimtetuig besoek het. Dele van die oppervlak wat baie kraters bevat, lyk baie helder op dié foto's en daar word tans geglo dat baie waterys net onder die oppervlak voorkom.

Wenteling om Saturnus
Op 1 Julie 2004 het Cassini tussen Saturnus se F- en G-ring deurgevlieg en ná ’n reis van sewe jaar om die planeet begin wentel. In die proses het dit binne 20 000 km van Saturnus se boonste wolke af gevlieg. Dit is die eerste ruimtetuig nog wat om Saturnus wentel.

Titan
Cassini het op 2 Julie 2004 die eerste keer verby Saturnus se grootste maan, Titan, gevlieg en tot 339 000 km daarvan gekom. Dit het die beste blik nog op Titan se oppervlak gebied. Foto's wat met spesiale filters geneem is wat deur die dynserigheid kon dring, het gewys daar is wolke by die suidpool wat moontlik uit metaan bestaan, asook terreine met verskillende helderhede. Op 27 Oktober 2004 het die tuig die eerste van 45 beplande nabyvlugte verby die maan uitgevoer toe dit slegs 1 200 km bo die maan verbygevlieg het. Byna vier gigagrepe data is versamel en na die aarde teruggestuur, insluitende die eerste radarbeelde van die maan se oppervlak wat deur dynserigheid bedek word. Dit het gewys die oppervlak (of minstens die deel wat deur radar gedek is) is redelik gelyk met geen dele van hoër as 50 meter nie. Foto's met ’n resolusie van tot honderd maal beter as voorheen is geneem.

Huygens land op Titan
Op 25 Desember 2004 het Cassini die Huygens-tuig losgelaat. Dit het Titan se atmosfeer op 14 Januarie 2005 bereik en ná twee en ’n half uur op vaste grond geland. Hoewel Cassini 350 foto's van Huygens se afdaling en landing van die tuig af ontvang en na die aarde gestuur het, het nog 350 foto's verlore gegaan weens ’n sagtewarefout.

Enkelados-verbyvlug
Tydens die eerste twee verbyvlugte van die maan Enkelados in 2005 het Cassini ’n "afwyking" ontdek in die magnetiese veld wat tipies is van die bestaan van ’n dun, maar aansienlike atmosfeer. Volgens ander metings is geïoniseerde waterdamp waarskynlik die hoofkomponent. Cassini het ook waterys-geisers waargeneem wat van die suidpool van die maan uitbars, wat teorieë geloofwaardiger maak dat Enkelados die deeltjies van Saturnus se E-ring verskaf. Wetenskaplikes meen daar kan vloeibare water naby die oppervlak van die maan wees wat die uitbarstings veroorsaak. Dit maak Enkelados een van die min liggame in die sonnestelsel wat dalk vloeibare water bevat.

Op 12 Maart 2008 het Cassini 50 km van die maan se oppervlak af verbygevlieg. Die tuig het deur die pluime wat van die suidelike geisers af uitsteek gevlieg en water, koolstofdioksied en verskeie koolwaterstowwe waargeneem. Hy het ook terreine waargeneem wat baie warmer is as die omringende gebiede.

Saturnus se ringe
In Mei 2005 het Cassini ’n reeks eksperimente begin om die grootte-verspreiding van deeltjies in Saturnus se ringe en die planeet se atmosfeer te meet. Wentelings vir dié doel het vier maande geduur. In dié tyd het die tuig agter die ringvlak van Saturnus inbeweeg, soos van die Aarde af gesien, en radiogolwe deur die deeltjies gestuur. Die radiogolwe is op die Aarde opgevang, waar die frekwensie en krag van die seine ontleed is om die struktuur van die ringe te help bepaal.

Titan se mere
Op radarbeelde wat op 21 Julie 2006 geneem is, lyk dit of daar mere van vloeibare koolwaterstof (soos metaan en etaan) voorkom in Titan se noordelike streke. Dit is die eerste ontdekking van bestaande mere op enige plek behalwe die Aarde. Die mere wissel in grootte tussen 1 km en 100 km breed.

Op 13 Maart 2007 het die Jet Propulsion Laboratory van Amerika aangekondig dat hy sterk bewyse gevind het van seë van metaan en etaan in Titan se noordelike halfrond. Minstens een van hulle is groter as enige van die Groot Mere van Noord-Amerika.

Saturnus-orkaan
In November 2006 het wetenskaplikes ’n storm by Saturnus se suidpool ontdek met ’n besonderse oogmuur. Dit is tipes van ’n orkaan op die Aarde en is nog nooit op ’n ander plek in die ruimte gesien nie. Dit lyk egter nie of die orkaan van die suidpool af wegbeweeg nie. Dit is 8 000 km in deursnee en 70 km hoog, met winde van tot 560 km/h.

Verlenging van die sending 

Op 15 April 2008 is geld ontvang om Cassini se sending met twee jaar te verleng en daarna is dit weer verleng tot in 2017.
2007
Op 10 September 2007 het Cassini sy verbyvlug van die vreemde tweekleurige, okkerneutvormige maan Iapetus voltooi. Hoëresolusie-foto's is 1 600 km van die oppervlak af geneem. Van besondere belang was die 20 km hoë gebergte wat ’n groot deel van die maan se ewenaar insluit. Dit het waarskynlik ontstaan in die tyd toe die maan gevorm het en nog blitsig in die rondte getol het; gesteente by die ewenaar het vaneë die vinnige tolbeweging na buite geskuif. Die vinnige daling van die temperatuur daarna het die gesteente laat stol. Danksy die gebrek aan erosie en ander geologiese prosesse lyk die gebergte feitlik nog net soos toe dit verskeie miljarde jare gelede ontstaan het.

Op 10 Oktober is aangekondig dat die ysdeeltjies wat van Enceladeus uitskiet, soos voorheen vermoed is van geisers op warm stroke van sy oppervlak kom. Hierdie stroke is teen 90 K die warmste deel van Enkelados (die oppervlaktemperatuur is sowat 75-80 K), en ys en gas word genoeg verhit om deur die atmosfeer na die ruimte te ontsnap.

Die aanname dat daar ’n groot aantal klein maantjies in die omgewing van Saturnus se ringe is, is op 24 Oktober bevestig. Die eerste is in die A-ring ontdek. Die maantjies het vermoedelik ontstaan uit botsings tussen hemelliggame en opbreking deur Saturnus se groot swaartekrag.

Op 12 Desember is aangekondig Saturnus se ringe is waarskynlik baie ouer as wat aanvanklik vermoed is. Uit vorige waarnemings deur die Hubble-ruimteteleskoop en die Voyager-ruimtetuie is die ouderdom daarvan op sowat 100 miljoen jaar geraam, maar Cassini se instrumente het aangedui dat dit sowat 4,5 miljard jaar oud is.

2008

Op 6 Maart is aangekondig dat Rhea die eerste maan van sy soort is wat minstens een ring het. Die ring bestaan uit talle klein deeltjies en is verskeie duisende kilometers breed. Nog ’n ring van stof kan tot 5 900 km van die kern van die maan af bestaan. Ná Augustus 2010 is die ringteorie laat vaar omdat geen teken daarvan op foto's gevind kon word nie.

Daar is ook gevind dat maantjies in Saturnus se F-ring voortdurend met die ringkern bots. Dit is die enigste plek in die sonnestelsel waar botsings op ’n daaglikse basis voorkom.

Ook in dié jaar is bevestig dat minstens een van Titan se mere vloeibare koolwaterstof bevat – die eerste plek in die ruimte benewens die Aarde. Tydens nog 40 verbyvlugte is vasgestel dat daar nie een groot oseaan op die maan is nie, maar talle mere wat oor die hele oppervlak versprei is.

In November is ’n besonderse noorderlig op Saturnus se noordpool ontdek.  Dit beslaan ’n groot gebied en die lig is in die infrarooi-spektrum. Anders as Saturnus se hoof-aurora, wat lig in die ultraviolet-spektrum uitstraal, verander dié lig vinnig en kan dit met tye selfs verdwyn. Volgens vorige modelle behoort die lig nie te bestaan nie. Dit het wetenskaplikes weer eens laat besef dat hulle eintlik min van Saturnus se magneetveld verstaan.

Op foto's van Enkelados is gesien dat die ys beweeg, veral by die suidpool waar die geisers is wat ’n groot deel van Saturnus se ringe van materiaal voorsien. Die ysplate op die maan werk baie soos die Aarde se tektoniese plate: hulle word van die suidpool af in alle rigtings gedruk.

2009
Op 22 Julie is aangekondig teorieë is bevestig dat daar vloeibare water onder die oppervlak van Enkelados is. Op ’n verbyvlug in Oktober 2008 is ammonium in die ys-/waterstrale van die maan gevind. Ammonium dien as ’n sterk teenvriesmiddel sodat water teen baie lae temperatuur van tot 176 K vloeibaar bly.

Op 21 September is aangekondig dat Saturnus se ringe nie plat is soos voorheen geglo is nie, maar dat dele tot so hoog as 4 km bo die ringe uitsteek.

2010
In April 2010 is die eerste foto geneem van weerlig op ’n ander planeet. Dit was nie voorheen moontlik nie omdat Saturnus selfs snags te helder is vanweë die lig wat die ringe weerkaats. Danksy die posisie van die planete in daardie stadium het die weerkaatsing genoeg afgeneem dat die weerlig sigbaar was. Die strale is minstens so sterk soos die grootste weerligstrale op die Aarde.

Aan die einde van dié jaar het Nasa aangekondig hulle het verskeie potensiële ysvulkane op Titan ontdek. Op die berg "Sotra Facula" is duidelike parallelle gevind met vulkane op die Aarde. Dit is egter nie direk waargeneem nie en die berg word dopgehou vir die bevestiging van die verskynsel.

2011

Oor die hele jaar is ’n storm dopgehou wat in 2010 in Saturnus se noordelike halfrond waargeneem is. Intussen het die storm oor die hele planeet versprei. Dit is 15 000 km lank van noord tot suid en beslaan ’n gebied van sowat 5 miljoen km2.

In Maart is metaanreën vir die eerste keer in die laelande van Titan waargeneem. ’n Groot wolkformasie is dopgehou en die grond was aansienlik donkerder nadat dit verbygetrek het. Dié verandering, wat oor 500 000 km2 gestrek het, kan die beste verduidelik word as ’n metaanneerval oor dié gebied.

Op 22 Junie het die JPL aangekondig dat duidelike bewyse gekry is van ’n diep soutmeer of oseaan op Enkelados.  Op ’n verbyvlug is verbasend hoë konsentrasies natrium en kalium gevind. Aangesien dié elemente deur die proses van ysvorming en die daaropvolgende verdamping uit die water onttrek is, moes hulle in vloeinde vorm met rotse en gesteente in kontak gekom het. Dit dui op ’n groter waterreserwe onder die maan se oppervlak. Dit kan tot 80 km diep wees. Langtermyn-waarnemings ondersteun dié bevindings. Met die moontlikheid van ’n soutwater-oseaan verhoog die kans dat daar ook in yswêrelde lewe kan wees.

In April het die JPL bewyse bekendgemaak van ’n elektromagnetiese verbinding tussen Saturnus en Enkelados. Dit is gevind ná die intensiewe bestudering van Cassini se data uit 2008 en verklaar Saturnus se jaarlikse ultraviolet-noorderlig. Dit word veroorsaak deur die impak van elektrone wat uit die waterplasma bo Enkelados stam en deur die verbinde magneetveld van daar na die noordpool gelei word.

Verwysings

Eksterne skakels 
 saturn.jpl.nasa.gov Nasa 
 Huygens op www.esa.int
 Cassini op www.nasa.gov

  Hierdie artikel is vertaal uit die Engelse, die Duitse en die Nederlandse Wikipedia</small>

Ruimteverkenning
Saturnus