В XVII в. голландский астроном Христиан Гюйгенс, открывший кольца Сатурна и его спутник Титан, не мог и представить, что на небесное тело будет запущен аппарат для изучения поверхности, названный в его честь. 15 октября 1997 г. вместе с космическим аппаратом «Кассини» зонд «Гюйгенс» отправился в космическое путешествие. Его целью было достигнуть поверхности Титана. Спустя 8 лет 14 января 2005 г. зонд «Гюйгенс» успешно совершил посадку на Титан.
Спуск
Сквозь атмосферу Титана «Гюйгенс» спускался на парашютах около двух с половиной часов. С поверхностью он столкнулся на скорости 16 км/ч (или 4,4 м/с). Перегрузки на приборах превышали ускорение свободного падения на Земле в 15 раз. Во время толчка из строя вышли некоторые сенсоры, однако после приземления все датчики возобновили работу. Такая посадка в космической среде считается до сих пор самой мягкой и благополучной во внешней Солнечной системе. Конструкторы рассматривали два варианта посадки: на твердую или водную поверхность. Однако зонд приземлился на сушу. Но на этом его путешествие не закончилось.
Задачи экспедиции
Мультиспектральный снимок Титана. Светлая область в центре — «материк» Ксанаду
Зонду предстояла экспедиция по поверхности Титана. Цели и задачи планировались поистине титанические, ведь аппарат попал на неизученный объект, о котором ученые хотели знать как можно больше. «Гюйгенс» должен был физически охарактеризовать атмосферу: измерить ее плотность, давление, температуру и другие показатели в зависимости от высоты. Специалистов интересовали процентное соотношение составляющих новой атмосферы, а также химические и фотохимические процессы в отношении органических молекул. Внимание обратили и на формирование аэрозолей. Были исследованы состав поверхности Титана, топография, метеорология, в частности физика облаков, грозовые разряды и общая циркуляция.
Оснащение аппарата
«Гюйгенс» хорошо оснастили различными инструментами, чтобы аппарат смог не просто делать снимки, но и собирать подробные данные различного характера. В него были встроены инструменты для изучения структуры атмосферы, направления и силы ветра, спектральный радиометр для снимков и изучения освещенности, газовый хроматограф для изучения химического состава атмосферы, пиролизер для анализа аэрозольных частиц, пакет для изучения поверхности.
Связь с Землей
«Гюйгенс» не имел прямой связи с Землей, однако его сигналы доходили до аппарата «Кассини», который связывался со станцией на нашей планете. За время работы на Титане зонд передал около 500 мегабайт информации, среди них около 350 изображений. Ученые ждали больше снимков, но компьютерный сбой удалил около половины кадров.
Первые результаты
Исследовательская деятельность «Гюйгенса» началась еще во время спуска, когда аппарат начал брать пробы атмосферы. С помощью внешнего микрофона удалось даже сделать запись звука ветра. Бортовые приборы обнаружили плотную метановую дымку на высоте 18–19 км. Температура за бортом во время спуска составляла −202° C, однако на поверхности Титана оказалась чуть выше ― −179° C. Первые данные показали, что верхняя часть облаков атмосферы Титана состоит из метанового льда, а нижняя ― из метана и азота в жидком состоянии.
С помощью снимков рельефа ученые выяснили, что на поверхности есть следы действия жидкости, что означает наличие там рек. Но когда аппарат спустился на темные участки, отображавшиеся на снимках, они оказались твердыми. Однако на предполагаемом берегу была обнаружена 15-сантиметровая галька округлой формы. Грунт на спутнике напоминает по консистенции песок или плотный снег. Зонд зафиксировал выделение метана.
Удивление ученых
Некоторые объекты на поверхности Титана удивили даже научное сообщество. Желтоватая метановая дымка не прошла даже при полном спуске, хотя ученые предполагали, что ниже 60 км атмосфера будет чистой. На снимках это хорошо заметно. Зато на высоте 80 км ― полный штиль. Ниже дуют ветры, выше ощущается турбулентность. Плюс ко всему у спутника оказался второй нижний слой ионосферы, обладающий неплохой электропроводностью.
Зонд «Гюйгенс» был создан в Европейском космическом агентстве в ходе миссии космического аппарата Cassini (NASA) с целью путешествия к Сатурну и его окрестностям. Путь к Титану составил более 1,5 млрд км от Земли.
Материал подготовлен по данным из открытых источников.
Источник фото на странице Bryan Goff on Unsplash
