DESCRIPCIÓN:
La
misión principal de la sonda Cassini es el estudio del planeta Saturno,
su sistema de anillos y sus satélites. Va acompañada de la sonda
de descenso europea Huygens que penetrará en Titán, el mayor
satélite del planeta y el más interesante desde el punto de
vista científico y biológico de todo el Sistema Solar.
Este proyecto es fruto de la cooperación entre la agencia espacial
norteamericana NASA y la agencia espacial europea ESA y es el mayor proyecto
jamás emprendido por ambas agencias. Las naves son las mejor equipadas
y preparadas de todas las lanzadas hasta la fecha y se han diseñado
y construido para disminuir al mínimo las posibilidades de fallos de
componentes. El número de piezas mecánicas es ínfimo
y la mayoría han sido sustituidas por elementos fijos y que no requieran
mecanismos, dado que son los que mayores fallos presentan.
PREPARACIÓN:
Todo comenzó en el año 1.982, cuando los comités científicos
de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos y la Fundación
Europea de Ciencia propusieron, como siguiente paso en la exploración
de nuestro Sistema Solar, el envío de una sonda a Titán y Saturno
para estudiarlos en profundidad. Otras sondas ya habían pasado por
allí o estaban a punto de hacerlo y ya estaba en desarrollo una misión
a Júpiter (la misión Galileo), por lo que el próximo
objetivo debía de ser Saturno y Titán. En 1.983, el Comité
de Exploración del Sistema Solar propone a la NASA el envío
de una misión a Saturno y una sonda de descenso a Titán y en
1.985 una reunión conjunta de la NASA y la ESA perfila los detalles
del proyecto. En 1.988 la NASA realiza el estudio completo del orbitador de
Saturno mientras la Agencia Europea desarrolla los planos del módulo
de descenso a Titán. Poco después comenzará la construcción
de ambas sondas.
EL LANZAMIENTO:
La sonda Cassini/Huygens fue lanzada desde Cabo Cañaveral
el 15 de octubre de 1.997 a las 08:43 GMT. usando para ello un cohete Titan
IV/B de dos etapas, con una 3ª etapa superior Centaur.
Para llegar a su destino, la nave ha usado la técnica de sobrevuelo
de planetas para aumentar su velocidad y tomar la dirección final hacia
Saturno. En total se realizaron cuatro sobrevuelos, dos a Venus, uno a la
Tierra y otro a Júpiter. En todo este tiempo, desde el lanzamiento
hasta varios meses después de sobrevolar nuestro planeta, la nave se
ha mantenido orientada con su antena principal hacia el Sol para proteger
a los instrumentos del calor, ya que la nave se acercará hasta los
90 millones de kilómetros de nuestra estrella. Los sobrevuelos de Venus
tuvieron lugar en abril de 1.998 y en junio de 1.999 a una velocidad de 13,6
km/s y en ambos se 'despertaron' algunos de los instrumentos para tomar datos
científicos que serían posteriormente enviados a la Tierra.
Cincuenta y cinco días después del segundo sobrevuelo de Venus,
el 18 de agosto, la nave llegó a la Tierra sobrevolándola a
unos 1.000 kilómetros de distancia con una velocidad de 19 km/s (68.000
km/h !!!) y en esta ocasión nueve de los instrumentos fueron activados
y realizaron observaciones del sistema Tierra-Luna. Fotografías
del sobrevuelo tomadas desde la Tierra.
Por último tuvo lugar el esperado encuentro con Júpiter a más
de 9,7 millones de kilómetros de distancia del planeta. A pesar de
tan lejana distancia, la nave obtuvo datos muy valiosos sobre la atmósfera
de Júpiter y otros datos de la magnetosfera que serán contrastados
con los obtenidos por la Galileo y que realizó observaciones simultaneamente.
Después del encuentro algunos de los instrumentos de la nave Cassini
permanecerán encendidos durante algunos meses para intentar detectar
las ondas de los campos gravitatorios y realizar otros experimentos de campos
magnéticos.
FECHAS PRINCIPALES DE LA MISIÓN:
-
Fecha de Lanzamiento: 15-octubre-1.997 (08:43 GMT)
- Sobrevuelo de Venus 1: 26-abril-1.998
- Sobrevuelo de Venus 2: 24-junio-1.999 (20:30 GMT a 598 km)
- Sobrevuelo de La Tierra: 18-agosto-99 (03:28 GMT a 1.166 km)
- Sobrevuelo Masursky: 23-enero-00 (09:35 GMT a 1.6 mill.km)
- Sobrevuelo de Jupiter: 30-dic-2.000 (03:00 GMT a 9.7 mill. km)
- Llegada a Saturno: 01-julio-2.004
- Sobrevuelo de Titán 1: 26-octubre-2.004
- Sobrevuelo de Titán 2: 13-diciembre-2004
- Suelta de la sonda Huygens: 25-diciembre-2.004
- Descenso de Huygens en Titán: 14-enero-2.005
ENCUENTRO CON EL ASTEROIDE 2685 MASURSKY - 23.01.00:
La
sonda Cassini pasó el día 23 de enero de 2.000 a una distancia
de 1,6 millones de km. del asteroide Masursky lo que aprovechó para
tomar dos imágenes, una de ellas con alta resolución. Dada la
lejanía de la sonda, las imágenes no revelan ningún detalle
pero permiten a los científicos calcular su diámetro y algunas
propiedades de los materiales que componen su superficie. Además ha
permitido probar el sistema de guiado automático de la cámara
y comprobar que funciona tal y como estaba previsto. Las 2 imágenes
fueron tomadas 7 y 5 horas antes del máximo acercamiento y nos darán
algunas pistas sobre que tipo de asteroide es y su periodo de rotación.
Las estimaciones indican que su tamaño oscila entre los 15 y 20 km.
ENCUENTRO CON JÚPITER - 30.12.00 - WEBS: JUPITER
MILLENNIUM FLYBY y CASSINI
JUPITER FLYBY SCIENCE PAGE:
En su camino hacia Saturno, la sonda Cassini/Huygens pasó por las
cercanías de Júpiter a finales del año 2.000. Además
de la importancia del acercamiento al planeta, este encuentro tuvo especial
significado no sólo por el hecho de servir como tests a los instrumentos
de la Cassini, sino que permitió comparar los datos obtenidos con los
de la sonda Galileo que se encontraba en órbita de Júpiter en
aquel momento. Era la primera vez que dos sondas obtenían datos simultáneamente
de un planeta que no fuese la Tierra. El equipo científico de Cassini
programó toda una serie de experimentos y puso a funcionar los equipos
de la nave desde octubre de 2.000 hasta marzo de 2.001 para tomar los máximos
datos posibles. En total 12 instrumentos tomaron datos durante estos días,
entre los cuales destacan las cámaras de la Cassini que tomaron miles
de fotografías, componiendo mosaicos y animaciones de la atmósfera
y los satélites del planeta. Además se estudió el comportamiento
dinámico de la atmósfera, su composición, los campos
magnéticos y su interacción con los satélites y los volcanes
de Io.
La sombra de Io.
Las bandas de Júpiter.
Júpiter en color verdadero y falso color.
Volcanes en Io.
- Más
imágenes
LA MISIÓN HUYGENS REVISADA. JUNIO 2.001.
La
alarma saltó en el otoño del año 2.000. Un fallo en el
diseño del sistema de comunicaciones de la sonda Huygens hacía
imposible la comunicación con la nave Cassini y por tanto el envío
de los datos que pudiera tomar durante el descenso y el aterrizaje. Al alejarse
la sonda Huygens de la nave Cassini y aumentar las distancias entre ellas,
se producía un efecto Doppler en las señales de radio que la
sonda de descenso era incapaz de compensar. Un 'grupo de recuperación'
de la sonda Huygens se puso a trabajar durante seis meses y rediseñó
por completo la fase inicial de la misión orbital incluyendo las fechas
de descenso y el recorrido de ambas sondas. El descenso original planeado
para noviembre de 2.004 tuvo que ser aplazado siete semanas hasta el 14 de
enero de 2.005. Desde la llegada a Saturno en julio de 2.004 hasta febrero
de 2.005, la sonda Cassini realizará tres sobrevuelos de Titán
en vez de los dos previstos antes de soltar la sonda, de manera que las dos
primeras órbitas serán acortadas para dar lugar a una tercera
órbita antes de febrero, que permite una nueva geometría en
el descenso de forma que Cassini sobrevolará Titán a 65.000
kilómetros de altura en vez de los 1.300 km. previstos. Estos cambios
suponen consumir entre un cuarta y una tercera parte del combustible de reserva
de la nave para la extensión de la misión más allá
del año 2.008. De esta forma el primer sobrevuelo de Titán será
el 26 de octubre y el segundo el 13 de diciembre. La sonda será soltada
el 25 de diciembre para su entrada 22 días después. A partir
de febrero continuará la misión tal y como estaba prevista.
LA NAVE CASSINI:
Su
peso en el lanzamiento era de 5.600 kg. de los cuales 2.500 kg. corresponden
a la nave en sí y el resto es combustible. Sus dimensiones son 6,8
metros de altura y 4 metros de ancho. Para la propulsión posee dos
motores de 450 Newtons de empuje cada uno. La energía es proporcionada
por tres generadores termoeléctricos de radioisótopos.
Sus múltiples instrumentos se clasifican en dos grandes grupos: ópticos
de sensores remotos, formados por las cámaras y espectrómetros
y el grupo de instrumentos de campos y partículas que medirán
la magnetosfera, las radiaciones y las partículas del entorno.
INSTRUMENTOS CASSINI:
Sensores de óptica remotos:
- Composite
Infrared Spectrometer (CIRS): es un espectrómetro doble evolucionado
del instrumento IRIS de la nave Voyager pero con una resolución 10
veces mayor. Su objetivo es medir la radiación infrarroja de las atmósferas,
los anillos y las superficies de los satélites en el rango de longitudes
de onda del milímetro a los 7 micrones, es decir, el infrarrojo lejano
y medio. Con ello se obtendrán mapas de temperaturas de Titán
y Saturno, las composiciones de sus atmósferas, nubes, procesos energéticos,
composición de los anillos de Saturno y temperaturas de la superficie
de Titán.
- Imaging
Science Subsystems (ISS): Es un conjunto de dos cámaras en
luz visible, una de campo ancho para tomas amplias y otra de campo estrecho
con mayor resolución, ambas con sensores CCD de 1.024x1.024. Su objetivos
son fotografiar el movimiento de las atmósferas de Titán y Saturno,
estudiar la composición y características de las nubes y aerosoles,
hacer mapas de las superficies de los satélites, estudiar los anillos
de Saturno y determinar la composición y rotación de los satélites
menores del planeta. Más información e imágenes en CICLOPS
- Universidad de Arizona.
- Ultraviolet
Imaging Spectrograph (UVIS): Es un espectrómetro ultravioleta
encargado de medir la luz en esa longitud de onda de las atmósferas,
los anillos y las lunas de Saturno. De esta forma se podrá determinar
la composición de las atmósferas, la distribución de
elementos, la circulación atmosférica, la estructura de los
anillos y las lunas heladas. Más información en la Universidad
de Colorado.
- Visual
and Infrared Mapping Spectrometer (VIMS): espectrómetro en
infrarrojo cercano y luz visible. Servirá para medir la composición,
estructuras y temperaturas de las atmósferas de Saturno y sus lunas,
sirviendo para observar la superficie de Titán, la estructura de los
anillos, las tormentas en Saturno y volcanes en Titán.
Sensores de microondas remotos:
- Cassini
Radar (RADAR): Este experimento se basará en el uso de la antena
de alta ganancia de la nave ( la antena principal ), para realizar las transmisiones
de radar contra la superficie de Titán y averiguar si está se
encuentra en estado sólido o líquido y su distribución,
además de trazar un mapa topográfico y geológico del
satélite. Más información en la página Cassini-Radar.
- Radio
Science Subsystem (RSS): Usa los sistemas de comunicación por
radio para medir la composición, presiones y temperaturas de las atmósferas
y estructuras de los anillos.
Campos,
partículas y ondas:
- Cassini
Plasma Spectrometer (CAPS): Mide el flujo de iones y electrones en
función de su masa y su carga. Es uno de los instrumentos más
completos y servirá para medir la composición de las moléculas
ionizadas, la magnetosfera, las auroras y el plasma del medio interestelar,
de Saturno y de Titán.
- Cosmic
Dust Analyzer (CDA): Analizador de Polvo Cósmico. Dará
datos directos de las partículas que se encuentran en el entorno del
planeta, para investigar la física, la química y las propiedades
dinámicas de estas partículas y su interacción con los
satélites, la magnetosfera y los anillos. Más información:
Max Planck
Institute.
- Ion
and Neutral Mass Spectrometer (INMS): Medirá los iones positivos
y las moléculas neutras de las capas altas de la atmósfera de
Titán y la magnetosfera de Saturno.
- Dual
Technique Magnetometer (MAG): Su principal objetivo es determinar
los campos magnéticos planetarios para hacer modelos en tres dimensiones
y su interacción con el polvo y los anillos de Saturno.
- Magnetospheric
Imaging Instrument (MIMI): Está diseñado para medir
la composición, cargas eléctricas y energías de los iones
y electrones de la magnetosfera y el plasma.
Más información.
- Radio
& Plasma Wave Science (RPWS): Medirá los campos eléctricos
y magnéticos, la densidad de electrones y la temperatura en el medio
interplanetario y la magnetosfera. Más
información.
Además existen una serie de grupos llamados de 'ciencia interdisciplinaria'
cuya misión es sacar conclusiones sobre los anillos, satélites,
atmósferas y magnetosferas usando los datos de varios de los instrumentos
simultáneamente.
SONDA DE DESCENSO HUYGENS. PÁGINA
WEB ESA.
La
sonda ha sido diseñada y construida por la Agencia Espacial Europea
y tiene un peso total de 350 kg. Su misión principal será descender
por la atmósfera de Titán en paracaídas durante 150 minutos
como máximo para posarse en la superficie y permanecer en ella funcionando
un mínimo de tres minutos (y es posible que dure hasta media hora).
Durante este periodo de tiempo analizará la atmósfera tomando
muestras de los aerosoles presentes en ella y hará mediciones espectrales,
analizando su composición y propiedades. También tomará
fotografías de la superficie y características del suelo ya
que hasta ahora no conocemos la composición ni el estado de la superficie
y si hay océanos de metano líquido en ella. La nave Cassini
apuntará directamente hacia la superficie de Titán durante el
tiempo que dure el descenso y la media hora posterior para volverse a girar
de nuevo hacia la Tierra y retransmitir los datos tomados por Huygens.
El descenso. El 6 de noviembre de 2.004, unos pequeños explosivos
separarán a Huygens de la sonda Cassini y en esos momentos comenzará
a distanciarse a una velocidad de 30 cms por segundo y realizando 7 giros
sobre si misma por minuto para estabilizarse. Entonces se dirigirá
a su punto de aterrizaje en el hemisferio norte de Titán en una zona
de la cara iluminada en esos momentos por el Sol. La entrada se realizará
el día 14 de enero a una velocidad de 6,1 km/s a una altitud de 1.270
km. sobre la superficie. Para protegerse de las altas temperaturas en esta
fase (hasta 12.000ºC) lleva un escudo protector que la protege y ayuda
al frenado de la sonda. A unos 300 km. de altura la velocidad desciende hasta
20 veces la velocidad del sonido. Poco después a 180 km. de altura
y a 2 veces la velocidad del sonido (600 m/s), se abre un paracaidas auxiliar
que tirará hacia afuera del paracaidas principal que quedará
completamente abierto en menos de 3 segundos. A 170 km. de altura la velocidad
ha quedado reducida a 80 m/s, sólo 30 segundos después de abrirse
el paracaidas. En ese instante se desprende el escudo protector y se despliegan
los instrumentos y pies de aterrizaje. Tras 15 minutos descendiendo por las
capas bajas de la atmósfera y a 110 km. de la superficie y a una velocidad
de 40 m/s, se desprende el paracaidas principal, quedando solamente uno más
pequeño que sirve para estabilizar la nave. Unas dos horas después
(como máximo), la sonda hará contacto con la supeficie y tomará
datos de ella durante un periodo que puede oscilar entre los 3 y los 30 minutos.
La
sonda porta en total seis instrumentos entre los que se encuentran cámaras
y espectrómetros que medirán la neblina de la atmósfera,
su composición y los vientos.
INSTRUMENTOS DE HUYGENS:
- Huygens
Atmospheric Structure Instrument (HASI): Consiste en una serie de
sensores que miden las propiedades eléctricas y físicas de la
atmósfera de Titán. Unos acelerómetros medirán
las fuerzas en las 3 direcciones para conocer los movimientos de la sonda
durante el descenso. Si la superficie fuese líquida se apreciaría
el movimiento ondulatorio con este sistema. Además lleva sensores de
presión y temperatura que permitirán conocer la estructura de
la atmósfera. Un analizador de ondas electromagnéticas y permitividad
medirá la conductividad de los electrones e iones de la atmósfera.
También detectará los posibles relámpagos y truenos mediante
un micrófono. Este instrumento ha sido construido y diseñado
en parte en el Instituto de
Astrofísica de Andalucía y supone la primera participación
española en una sonda interplanetaria. Más
información.
- Doppler
Wind Experiment (DWE): Usará un oscilador ultraestable para
permitir que la frecuencia en la que transmite la sonda permanezca estable
y contrarrestar el efecto Doppler debido a los movimientos de la sonda empujada
por los vientos de Titán y los balanceos del paracaídas y se
podrán deducir características de la atmósfera. Más
información.
- Aerosol
Collector and Pyrolyser (ACP): A través de unos filtros cogerá
muestras de la atmósfera que serán calentadas para conocer su
composición. Las muestras se tomarán a diferentes alturas. Más
información.
-
Descent
Imager/Spectral Radiometer (DISR): Tomará imágenes y
espectros durante el descenso de la sonda. Unos sensores de luz determinarán
la intensidad de la radiación solar en cada momento y la absorción
de la luz por los aerosoles, lo que permitirá determinar el número
y tamaño de esas partículas. Una cámara en luz visible
y otra en infrarrojo tomarán imágenes durante las últimas
fases del descenso y se podrá construir un mosaico de imágenes
de la zona de aterrizaje al ir girando la nave al bajar. Además se
harán tomas del horizonte y las nubes. En caso de que la luz sea baja,
la sonda lleva una lampara para iluminar el terreno. Más
información.
- Gas
Chromatograph Mass Spectrometer (GCMS): Es un analizador químico
de gases que identificará los constituyentes de la atmósfera.
Tiene unas cápsulas que se irán llenado con los gases de la
atmósfera durante la fase inicial del descenso, para ser analizados
en la última fase del mismo. En caso de un aterrizaje (¿atitanzaje?)
seguro, analizará también la composición del terreno
o líquido que la rodee.
- Surface-Science
Package (SSP): Es el conjunto de nueve instrumentos que comenzarán
a funcionar en el momento de tomar tierra (o 'líquido'). Un sónar
empezará a funcionar 100 metros antes de llegar al suelo y determinará
la distancia al mismo para seguridad de la sonda y averiguará la rugosidad
de la superficie. Si la superficie es líquida medirá la velocidad
del sonido en dicho líquido y su profundidad. Las medidas de la velocidad
del sonido durante el descenso permitirá conocer más datos de
la atmósfera y su temperatura. Una vez en tierra diversos sensores
medirán densidades, temperaturas, índices de refracción,
conductividad térmica, capacidad calorífica y permitividad eléctrica.
Más
información.
ORGANISMOS PARTICIPANTES:
- JPL / NASA
- Agencia Espacial Europea
- Agencia Espacial Italiana
WEBS:
- WEB CASSINI
- WEB HUYGENS
- NOTICIAS
DE LA MISIÓN