كاسيني-هايجنز

من ويكيبيديا، الموسوعة الحرة
(بالتحويل من كاسيني-هويغنز)
اذهب إلى: تصفح، ‏ ابحث
كاسيني-هايجنز
Cassini Saturn Orbit Insertion.jpg 

المشغل ناسا،  ووكالة الفضاء الأوروبية،  ووكالة الفضاء الإيطالية  تعديل قيمة خاصية المشغل (P137) في ويكي بيانات
تاريخ الاطلاق 15 أكتوبر 1997[1]  تعديل قيمة خاصية وقت إطلاق المركبة الفضائية (P619) في ويكي بيانات
الموقع الإلكتروني الموقع الرسمي،  والموقع الرسمي،  والموقع الرسمي  تعديل قيمة خاصية موقع الويب الرسمي (P856) في ويكي بيانات
كاسيني-هيجنز حول زحل في رسم فني ،

كاسيني-هايجنز (بالإنجليزية: Cassini–Huygens) مشروع مشترك لناسا ووكالة الفضاء الأوروبية ووكالة الفضاء الإيطالية. مهمة فضائية غير مأهولة تتلخص في استكشاف نظام كوكب زحل برمته بأدق التفاصيل الممكنة، بحيث يستكشف الجو والتركيبة الداخلية والأقمار المحيطة به وحلقاته المدهشة ومجاله المغناطيسي. مهمة تستغرق أربع سنوات وتمت في 26 أبريل 2017 بنجاح.

تأتي تلك البعثة بعد بعثتي ناسا للمسبار فوياجر 1 وفوياجر 2 التي تمتا خلال الأعوام 1977 - 1980 وأنتجتا صورًا دقيقة للكوكبين وأقمارهما (اقرأ فوياجر 1). وتختلف بعثة كاسيني-هايجنز عن سابقتها في العزم هنا على هبوط "هيجنز " على سطح قمر زحل تيتان بالمظلات لدراسة غلافه الجوي وسطحه. ولكن لا يعني ذلك أن مهمة فوياجر انتهت فهما بعكس ما كان مخطط لهما من عمر فلا يزالان يعملان ويرسلان بنتائج مشاهداتهما حتى الآن (عام 2010) وهما في طريقهما لاستكشاف حافة الغلاف الشمسي على بعد نحو 130 وحدة فلكية.

وفي شهر ديسمبر 2004 وصلت المركبة الفضائية كاسيني-هايجنز إلى مجال كوكب زحل بعد أن قطعت 3,5 مليار كيلومتر واكملت اقترابها من القمر تيتان، فانفصل المسبار هايجنز عن المركبة الفضائية الأم وأكمل طريقه في اتجاه تيتان (قمر زحل). وبدأ المسبار هايجنز بالتوجه بهدوء نحو القمر تيتان منذ انفصاله عن مركبة كاسيني الفضائية في 24 ديسمبر 2004، أما السفينة كاسيني فستبقى تدور في مجال زحل حتى عام 2008 لأغراض استكشاف حلقات زحل وأقماره.

قد طوّلت بعثة كاسيني عدة مرات حتى ظل يبعث بنتائج دورانه حول زحل واستكشاف حلقاته وأقماره حتى الأن (أبريل 2017) ، ومن المقرر أن تنتهي رحلته في 15 سبتمبر 2017 بهبوطه البطيء على كوكب زحل وارسال معلومات عن تكوين جوه.

الرحلة[عدل]

بدأت الرحلة الفضائية عام 1997 بعد أن نجحت وكالة الفضاء الأوروبية في صنع المسبار الفضائي "هايجنز" وأطلقته بالتعاون مع وكالة ناسا لابحاث الفضاء على ظهر سفينتها الفضائية "كاسيني". وفي شهر ديسمبر 2004 وصلت السفينة إلى مجال كوكب زحل بعد أن قطعت 3,5 مليار كيلومتر واكملت اقترابها من القمر تيتان، فانفصل المسبار هايجنز عن السفينة الأم وأكمل طريقه في اتجاه القمر، وبدأ المسبار هايجنز بالتوجه بهدوء نحو القمر تيتان منذ انفصاله عن مركبة كاسيني الفضائية في 24 ديسمبر 2004، أما السفينة كاسيني فستبقى تدور في مجال زحل حتى عام 2008 لأغراض البحث. ويزن المسبار الذي يأخذ شكل طبق طائر صغير حوالي 340 كيلو جرام، ويخترق اليوم المجال الجوي الكثيف للقمر بسرعة تصل إلى 21000 كم/الساعة. بعدها تُكبح سرعته عن طريق ثلاث مظلات تُفتح تباعاً حتى تصل سرعته إلى 45 كم/الساعة.

التقط المسبار صور يوم 6 يونيو 2009، للقطب الشمالي من قمر تيتان، تظهر الليل والنهار في النصف الشمالي لأكبر قمر تابع لكوكب زحل، باستخدام مرشحات طيفية زرقاء وحمراء وخضراء اختلطت جميعا لخلق الألوان الطبيعي الظاهر في الصورة. وكان المسبار على بعد حوالي 194 كم من الكوكب حين التقط صورا بمقياس رسم 11 كم لكل بيكسل.[2] بينت تلك المعطيات ان القمر تيتان فيه تضارييس جبلية، ووديان رملية، والعديد من البحيرات، بل وربما براكين، وهي في مجموعها تجعله قريب الشبه جدا من كوكب الأرض.[3]

تجهيزات[عدل]

صاروخ تيتان 4 ب يحمل المسبار كاسيني-هيجنز على منصة الإقلاع.

يحمل المسبار "كاسيني" ستة أجهزة قياس خاصة، تقوم بالتقاط الصور وبجمع البيانات عن الضغط ودرجة الحرارة وطبيعة التفاعلات الكيميائية العضوية. وهو مزود بجهار للتصوير بالرادار وفي نطاق الضوء المرئي، وجهاز تصوير في نطاق الأشعة تحت الحمراء ومحلل للغبار الكوني ومطياف للبلازما ومطياف للأشعة فوق البنفسجية. وجهاز قياس المغناطيسية ومطياف الكتلة.

ويحتوي كاسيني على هوائي للاتصال بالأرض وللقيام بمشاهدات عن جو قمر زحل تيتان ولقياس مجال الجاذبية لهذالقمر ولزحل. ويبث المسبار المعلومات التي جمعها إلى السفينة الأم "هيجنز"، والتي بدورها تبثها إلى الأرض لتصل إلى قاعدة "دارمشتادت" بعد مرور 67 دقيقة على إرسالها.[4]

تكلفة البعثة[عدل]

أعلنت ناسا تكلفة بعثة كاسيني-هيجنز إلى كوكب زحل كلآتي :[5]:

  • تطوير قبل الإقلاع: 1,422 مليار دولار
  • تعضيد البعثة: 710 مليون دولار
  • متابعة البعثة : 54 مليون دولار
  • الإقلاع: 442 مليون دولار
  • مصروفات ايسا: 500 مليون دولار (منها 120 مليون يورو من ألمانيا [6])
  • مصروفات إيه إس أي إيطاليا: 160 مليون دولار
  • التكلفة الكلية : 3,288 مليار دولار

المسار إلى زحل[عدل]

مسار المسبار كاسيني-هيجنز إلى زحل (الانطلاق 15 سبتمبر 1997 المرور ب المشتري 30 ديسمبر 2000 والوصول إلى زحل في 1 يوليو 2004.)

أقلع مسبار كاسيني-هايجنز على قمة صاروخ تيتان 4 ب يوم 15 سبتمبر 1997 من مركز كينيدي للفضاء في كيب كانافيرال. وكان على قمة الصاروخ تيتات 4ب المرحلة العليا سنتاور التي تحمل المسبار وأعطت المسبار سرعة 8 كيلومتر في الثانية ووجهته في مسار أولي إلى الزهرة. واختير المسار الأولي إلى الزهرة حيث أن الصاروخ لا يستطيع تسريع المسبار بالسرعة الكافية وقدرها 1 و15 كيلومتر في الثانية لبلوغ زحل (في ذلك الوقت كان تيتان 4ب هو أقوي صاروخ).[7]

وطبقا للخطة يعبر المسبار خلال دورتين حول الشمس والزهرة فتعطياه الدفعة المقلاعية اللازمة بواسطة الجاذبية، وكانت الدفعة الأولى في أبريل 1998 والثانية في يونيو 1999، ارتفعت خلالهما سرعة المسبار من 8 كيلومتر/الثانية إلى 6 و13 كيلومتر/الثانية. وقبل التوجه إلى الكواكب الخارجية مر المسبار يوم 18 أغسطس 1999 بالأرض التي دفعته هي الأخرى دفعة جاذبية مقلاعية رفعت سرعته إلى 19 كيلومتر/الثانية ووجهته إلى المشتري.

خلال تلك المرحلة الأولى من البعثة كان الهوائي عالي الكسب (في شكل الطبق) موجها إلى الشمس بحيث يقي المسبار من الإشعاع. وفي يوم 23 يناير 2000 حصل اقتراب بالمذنب 2685 ماسورزكي.[7]

المرور بالمشتري[عدل]

صورة المشتري.

بعد المرور بالأرض سار كاسيني في طريقة إلى المشتري أكبر كواكب المجموعة الشمسية. في 1 أكتوبر 2000 قام كاسيني بتصوير المشتري من على بعد 3 و84 مليون كيلومتر.[7]

واستطاع كاسيني خلال 5 أشهر تالية تسجيل مشهداته عن المشتري وأقماره ويكمل ما قام به من قبل مسبار جاليليو من مشاهدات والتي اهتمت بمشاهدة الأقمار.

وقام كاسيني بتصوير المشتري عالية الوضوح، مجموع الصور 26.287، واستطاع التصوير باستخدام مرشحات لتجميع معلومات عن توزيع الغازات في جو المشتري.[7]

خلال شهر ديسمبر اتيحت الفرصة لكاسيني لتصوير بعض أقمار المشتري. ونظرا لأن البعد بين كاسيني وبينها 4 و4 كيلومتر فظهرت صغيرة. ولكن أمكن تحليل الصور وعين شكل أحدها مستطيلا بمقاييس (120 km × 150 km) [7]

واستطاع جهاز التصوير المغناطيسي قياس المجال المغناطيسي للمشتري في ثلاثة أبعاد. وفي يوم 22 مارس انتهت مشاهدات المشتري وواصل كاسيني مساره إلى زحل حيث أنه يشكل البعثة الرئيسية.

وقود نووي يمد كاسيني بالطاقة[عدل]

مقطع في أحد بطاريات البلوتونيوم-238.
صورة لبطارية بلوتونيوم-238
إحدى كبسولات البلوتونيوم-238 متوهجة بسبب أشعاعها جسيمات ألفا، ويمكن لحرارتها انتاج كهرباء بواسطة مزدوجة حرارية.

نظرا لبعد زحل عن الشمس فلا تكفي الألواح الشمسية بمد كاسيني بالطاقة. لهذا تستخدم ثلاثة بطاريات نووية لمده بالطاقة الحرارية والكهربائية اللازمتين لتشغيل أجهزته.

تحتوي كل بطارية على 2و12 كيلوجرام من أكسيد البلوتونيوم ، من ضمنها 7و9 كيلوجرام بلوتونيوم-238 . البلوتونيوم-238 يسخن بسبب قدرته الإشعاعية حيث أنه يشع أشعة ألفا .تنتج كل بطارية 4400 واط حرارة .[8] يتحول جزء من تلك الطاقة الحرارية إلى طاقة كهربائية بواسطة مزدوجة حرارية ذات كفاءة 7% . [9]

تبلغ انتاج البطارية الواحدة عند بدء الرحلة 285 واط (أي تنتج الثلاثة بطاريات 855 واط) كهرباء. تنخفض تلك الطاقة بانخفاض إشعاع البلوتونيوم-238 بمرور الزمن (عمر النصف: 83 سنة) ، أي ما يعادل 1و3% سنويا [8] . انتجت البطاريات 670 واط طاقة كهربائية في عام 2010 ، وعند نهاية البعثة في عام 2017 ستصل الطاقة الكهربائية الناتجة نحو 605 واط. [10]

بعثة كاسيني-هيجنز[عدل]

الانفصال[عدل]

مسار كاسيني-هيجنز قبل الانفصال بثلاثة أسابيع.

في يوم 25 ديسمبر 2004 في تمام الساعة 3 بتوقيت وسط أوروبا انفصل كاسيني عن هيجنز وذلك بانفجار ثلاثة عبوات صغيرة جعلت كاسيني يبتعد عن هيجنز بسرعة 35 و0 متر/ الثانية.[11] وبعد 12 ساعة من الانفصال قامت المركبة الفضائية كاسيني بالتقاط صورة للمسبار هيجنز تؤيد أن المسبار في مساره السليم.[12] وطبقا للخطة الموضوعة لمسار الطيران يصل هيجنز بعد الانفصال إلى تيتان بعد 21 يوم للهبوط عليه.

المسبار هايجنز[عدل]

الهبوط على تيتان[عدل]

في 14 يناير - بعد ثلاثة أسابيع من الانفصال - بدأت البعثة العلمية لهيجنز. وفي الآتي نصف الأحداث بحسب توقيت وسط أوروبا، [13]

سطح القمر تيتان كما صورته الكاميرا VIMS.

حيث أرسل هيجينز المعلومات بمعدل 8 كيلوبايت /الثانية إلى كاسيني التي قام بتخزينها لإرسالها إلى الأرض بعد نهاية بعثة كاسيني هيجنز :

11:13 يدخل هيجنز جو تيتان من ارتفاع 1200 كيلومتر

11:17 تبلغ سرعة المسبار 400 متر في الثانية وعلى ارتفاع 180 كيلومتر تنفتح مظلة الهبوط. تعمل المظلة الإبتدائية على فصل درع الحماية الحراري وبعدها ب 5 و2 ثانية تنفتح المطلة الرئيسية.

11:18 على ارتفاع 160 كيلومتر ينفصل الدرع الواقي من الحرارة السفلي، بذلك يمكن تشغيل المطياف الراديوي أثناء الهبوط ليصور المناظر أسفله ويحلل الطيف.

11:32 Der تنفصل المظلة الرئيسية على ارتفاع 125 كيلومتر وانفتاح المظلة الثالثة والأخيرة.

11:49 على ارتفاع 60 كيلومتر يشتغل جهاز تحليل الجو.

12:57 تشغيل جهازي كروموجراف ومطياف الكتلة

13:30 إنارة لمبة الكاميرا للقيام بالتصوير وتحليل طيف الضوء المنعكس من سطح تيتان

13:34 سرعة هيجنز 17 كيلومتر / الساعة ويهبط بسلام على السطح. تبلغ درجة الحرارة -180 درجة مئوية والضغط 1467 مللي بار.

15:44 هيجنز يفقد الاتصال بكاسيني نظرا لافتقاد الرؤية بينهما، وتنتهي البعثة.

16:14 يوجه كاسيني هوائيه إلى الأرض ويرسل المعلومات التي اختزنها.

صور لزحل[عدل]

اكتشاف أقمار زحل[عدل]

عدد الأقمار لزحل التي تم للمركبة الفضائية كاسيني اكتشافها 7 أقمار تدور حوله.[14] وعن طريق الصور التي التقطها كاسيني حول زحل اكتشف العلماء أقمار زحل "ميثون" ، و "بالين" و "بوليدويسيس " في عام 2004 ,[15] مع أن صور فوياجر 2 قد صورت القمر بالين في عام 1981 عندما عبرت الفضاء بالقرب من كوكب زحل. [16]

اكتشاف قمر زحل المسمى "دافنيس" Daphnis.

وفي 1 مايو 2005 اكتشف قمر جديدا وسمي فيما بعد "دافنيس". ثم اكتشف قمر خامس بواسطة كاسيني في 30 مايو 2007 سمي فيما بعد "أنثي". ثم أصدرت ناسا في 3 فبراير 2009 نبأ اكتشاف قمر جديد لكوكب زحل ، وهذا القمر يبلغ قطره 3و1 ميل ، ويوجد في الحلقة G-ring ، أحدى حلقات زحل. وقد سمي هذا القمر "أغايون". ).[17] ثم صدرت نشرة في 2 نوفمبر 2009 تفصح عن اكتشاف قمر سابع لزحل ، تم اكتشافه في 26 يوليو2009. ويبلغ قطر هذا القمر نحو 300 متر وهو يوجد في الحلقة B-ring .[18]

وفي 14 أبريل 2014 اعلن الباحثون في ناسا عن احتمال بدء قمر جديد في الحلقة A Ring لكوكب زحل. [19]

انظر أيضا[عدل]

مراجع[عدل]

  1. ^ مذكور في : Jonathan's Space Report — المؤلف: جوناثان ماكدويل — الناشر: جامعة الفضاء الدولية
  2. ^ مسبار كاسيني يبعث بصور ملونة لأكبر أقمار زحل محيط، تاريخ الولوج 07/08/2009
  3. ^ ناسا: أحد اقمار زحل شبيه جدا بالارضبي بي سي، تاريخ الولوج 07/08/2009
  4. ^ المسبار الأوروبي "هايجنز" على سطح تيتان تاريخ الولوج 04-02-2009
  5. ^ NASA – Quick Facts, Zugriff am 6. Dezember 2009
  6. ^ DLR – Mission am Ringplaneten verlängert – Raumsonde Cassini umkreist Saturn bis mindestens Mitte 2010, Zugriff am 14. Januar 2010
  7. ^ أ ب ت ث ج Bernd Leitenberger - Cassini und ihre Mission: Die Raumsonde und Mission bis zum Saturn, Zugriff am 7. Februar 2010
  8. ^ أ ب Bernd Leitenberger – Die Radioisotopenelemente an Bord von Raumsonden. Zugriff am 29. August 2009
  9. ^ Wayne A. Wong: Advanced Radioisotope Power Conversion Technology Research and Development. NASA, 2004-12-00, S. 6. Retrieved on 2012-12-04. (PDF; 600 kB, en)
  10. ^ Todd J. Barber – Insider’s Cassini: Power, Propulsion, and Andrew Ging, 23. August 2010. Zugriff am 18. Dezember 2010
  11. ^ ESA - Huygens sets off with correct spin and speed, 11. Januar 2005. Zugriff am 28. Februar 2010
  12. ^ Bernd Leitenberger - Die Huygens Mission, Zugriff am 28. Februar 2010
  13. ^ ESA - Huygens descent timeline, Zugriff am 1. März 2010
  14. ^ Meltzer 2015, pp. 346-351
  15. ^ "Newest Saturn moons given names"، BBC، February 28, 2005، اطلع عليه بتاريخ September 1, 2016 
  16. ^ Spitale، J. N.؛ Jacobson، R. A.؛ Porco، C. C.؛ Owen، W. M., Jr. (2006). "The orbits of Saturn's small satellites derived from combined historic and Cassini imaging observations" (PDF). The Astronomical Journal. 132 (2): 692–710. Bibcode:2006AJ....132..692S. doi:10.1086/505206. 
  17. ^ "Surprise! Saturn has small moon hidden in ring". NBC News. March 3, 2009. تمت أرشفته من الأصل في December 17, 2013. اطلع عليه بتاريخ August 29, 2015. 
  18. ^ Daniel W. E. Green (November 2, 2009). "IAU Circular No. 9091". Ciclops.org. اطلع عليه بتاريخ August 20, 2011. 
  19. ^ Platt، Jane؛ Brown، Dwayne (April 14, 2014). "NASA Cassini Images May Reveal Birth of a Saturn Moon". ناسا. اطلع عليه بتاريخ April 14, 2014. 

وصلات خارجية[عدل]

Other