تقاعد كاسيني

تصوير فني لدخول المسبار كاسيني في غلاف زحل الجوي.

كان أحد الاحتمالات هوإعادة إرسال كاسيني إلى المشتري. يظهر هنا تصوير كاسيني للمشتري وآيوفي 1 يناير 2001.

كاسيني Cassini، هومسبار فضائي تم التخلص منه عمداً عن طريق السقوط المتحكم به داخل الغلاف الجوي لكوكب زحل في 15 سبتمبر 2017، منهياً مهمة امتدت لما يقارب عقدين من الزمان.

تم اختيار هذه الطريقة لأنه من الضروري ضمان الحماية ومنع التلوث البيولوجي لأي من أقمار زحل التي يُعتقد الآن أنها يمكن حتى تكون صالحة للسكن. العوامل التي يمكن حتى تؤثر على طريقة إنهاء المهمة هي مقدار وقود الصواريخ الذي تبقى، وصحة المسبار الفضائي، وتمويل العمليات على الأرض.

بعض الاحتمالات لمراحل كاسيني اللاحقة كانت كبح هوائي في المدار حول تيتان، وهجر نظام زحل، أوطيران قريب/أوتغيير مداره. على سبيل المثال، كان يمكن حتى يجمع بيانات الريح الشمسية في مدار شمسي المركز.

خيارات إنهاء المهمة

اللون	المعنى
أحمر	فقير
برتنطقي	كافي
أصفر	جيد
أخضر	ممتاز

خيارات إنهاء مهمة *كاسيني* وتقييم فهمي ح. 2008
النوع	الخيار	تحضيرات التقاعد	زمن الدخول	Operability + assurance of EOL	Velocity change (Δv) required	التقييم الفهمي ح. 2008
Impact with ...	Saturn's surface: short-period orbits	High inclination achievable via any XXM design	2–10 months total	Short time between last encounter and impact	005–30 m/s	D-ring option satisfies unachieved AO goals; cheap and easily achievable
	Saturn's surface: long-period orbits	Specific orientation and inclination required	4–22 months to set up long period orbit + 3 years for final orbit	3 years between last encounter and impact	005–35 m/s	Operations costs required for ثلاثة years with no science could be applied elsewhere
	icy satellite	Can be implemented from any geometry	0.5–3 months total	Short time between last encounter and impact	005–15 m/s	Cheap and achievable anywhere/time
	main rings	Can be implemented from any geometry	0.5–3 months total	Short time between last encounter and impact but difficult to prove spacecraft destruction	005–15 m/s	Cheap and achievable anywhere/time; close-in science before impact
Escape to ...	giant planet	Specific orbit period, orientation and inclination required + specific departure dates	1.4–2.4 years to escape + long transfer time: Jupiter 12, Uranus 20, Neptune 40 years	Planetary impact can only be guaranteed shortly after escape for Jupiter	005–35 m/s	Giant-planet science unlikely
	heliocentric orbit	Can be implemented from any geometry	9–18 months to escape, open-ended Solar orbit	Last encounter goes to escape	005–30 m/s	Solar wind data only
	Centaur	Large target set offers wide range of departures	1–2 years to escape + 3+ year transfer	Last encounter goes to escape; must maintain teams for 3+ years for centaur science	005–30 m/s	Multi-year lifetime and funding seems better spent in target-rich Saturnian environment
Stable orbit around ...	Titan	Specific orientation and orbit period required	13–24 months + open-ended time in stable orbit	200 days between last encounter and final orbit	050 m/s	Limited Saturn / magnetospheric science, but for long period of time
Stable orbit around ...	Phoebe	Specific orientation and orbit period required	8+ years + open-ended time in stable orbit	Many months between last encounter and final orbit	120 m/s	Solar wind data; very rare passages through magnetotail

أثناء التخطيط لمهمته الموسَّعة تم تقييم مختلف الخطط المستقبلية لكاسيني على أساس القيمة الفهمية والتكلفة والوقت. وضمت بعض الخيارات التي تمت دراستها التصادم مع غلاف زحل الجوي أوقمر جليدي أوالحلقات، وأيضًا مغادرة مدار زحل إلى المشتري أوأورانوس أونپتون أوقنطور. وضمت الخيارات الأخرى هجره في مدارات مستقرة محددة حول زحل، أوالمغادرة إلى مدار شمسي المركز. وكل خطة كانت تتطلب كميات محددة من الوقت وتغييرات في السرعة. وكان هناك احتمال آخر هوكبح هوائي إلى داخل مدار حول تيتان.

دخول الغلاف الجوي وتدميره

آخر صورة التقطت لكاسيني، في الساعة 19:59 (14 سبتمبر 2017).

نهت كاسيني جولتها التي استمرت 13 عاماً في نظام زحل الكوكبي بغوصٍ متعمد في الغلاف الجوي للكوكب لضمان عدم اصطدامها، وبالتالي تلويثها لأقمار زحل لحمايتها وعلى وجه الخصوص إنسيلادوس مع محيطه تحت السطحي وعلامات النشاط الحراري المائي الخاصة به، حيث سيُترَك هذا للاكتشافات المستقبلية. وقد شكلت هذه الغطسة المصيرية آخر خطوةٍ من فترة الختام الكبير (Grand Finale) التي بدأت في أواخر شهر نيسان/أبريل والتي تضمنت 22 عملية غوصٍ بين زحل وحلقاته بمعدل عمليةٍ واحدةٍ جميع أسبوع، حيث لم تغامر أي مركبةٍ فضائية بالاقتراب من زحل بهذا القدر من قبل. تنبأت الحسابات النهائية للمهمة بأنّ فقدان الاتصال بكاسيني سيجري يوم 15 أيلول/سبتمبر في الساعة 07:55 صباحاً بتوقيت شرق الولايات المتحدة (01:55 مساءً بتوقيت القاهرة). حيث دخلت كاسيني الغلاف الجوي لزحل قبل دقيقة واحدة تقريباً من ذلك على ازدياد 1190 ميلاً (1915 كيلومتراً) تقريباً فوق قمم السحب المقدرة لزحل (الارتفاع الذي يساوي عنده الضغط الجوي 1 بار، أي ما يعادل الضغط الجوي عند مستوى سطح البحر على الأرض)، وخلال غوصها في الغلاف الجوي لزحل، وصلت سرعة المركبة الفضائية إلى نحو70000 ميلٍ (113000 كيلومتر) في الساعة، وجرت عملية الغوص النهائية على الجانب النهاري لزحل بالقرب من الظهر المحلي، ودخلت المركبة الغلاف الجوي على خط عرضعشرة درجاتٍ شمالاً.

impact site on Saturn (visual/IR mapping spectrometer; September 15, 2017)

عندما قابلت كاسيني الغلاف الجوي لأول مرة، بدأت محركات الدفع الخاصة بالتحكم باتجاه المركبة بالعمل لفتراتٍ قصيرةٍ للحفاظ على الهوائي الخاص بالمركبة موجهاً باتجاه الأرض وذلك من أجل إرسال البيانات الثمينة النهائية للمهمة، ومع زيادة كثافة الغلاف الجوي، اضطرت محركات الدفع إلى زيادة نشاطها من 10% إلى 100% لمدة دقيقةٍ تقريباً، وبمجرد إنطلاقها بكامل طاقتها، فإن محركات الدفع لم تتمكن من عمل المزيد للمحافظة على توازن كاسيني، وبالتالي فد بدأت المركبة الفضائية بالتقلب. وعندما بدأ الهوائي بالميلان بضعة أجزاء من الدرجة فقط بعيداً عن الأرض، توقفت الاتصالات بشكلٍ نهائي، وقد بلغ الارتفاع المتسقط عند فقدان الإشارة نحو930 ميلاً (1500 كيلومتر) فوق قمم سحب زحل. وبعد ذلك، بدأت المركبة الفضائية بالتوهج محترقة مثل الشهب. وبعد نحو30 ثانية من فقدان الإشارة، بدأت كاسيني بالتفكك، ومن المتسقط حتى بقايا المركبة قد احترقت بشكلٍ كاملٍ في الغلاف الجوي لزحل في غضون دقيقتين.

لأحداث الرئيسية لغطسة كاسيني الأخيرة باتجاه زحل.

ونظراً للوقت اللازم لوصول الإشارة من زحل إلى الأرض، والذي يتغير مع دوران الكوكبين حول الشمس، فإن الأحداث الحقيقة تحدث قبل 83 دقيقة من رصدها هنا على الأرض، مما يعني أنه على الرغم من أنّ المركبة بدأت بالتقلب وفقدت الاتصال بالأرض في الساعة 06:31 صباحاً بتوقيت شرق الولايات المتحدة (12:31 بتوقيت القاهرة)، فإن الإشارة من هذا الحدث لن تصل الأرض إلا بعد 83 دقيقة من ذلك أي في الساعة 07:55 صباحاً بتوقيت شرق الولايات المتحدة (01:55 مساءً بتوقيت القاهرة.)<ref>[https://nasainarabic.net/main/articles/view/cassini-spacecraft-makes-its-final-approach-to-saturn تفاصيل الغوص النهائي لكاسيني عبر غلاف زحل الجوي

وقد نطق إيرل ميز Earl Maize، مدير مشروع كاسيني من مختبر الدفع النفاث (JPL) التابع لوكالة ناسا في باسادينا-كاليفورنيا وذلك قبل انتهاء المهمة: "ستكون إشارة المركبة الفضائية النهائية بمثابة صدى، وستشع عبر النظام الشمسي لما يقارب الساعة والنصف بعد نهاية كاسيني، وعلى الرغم من أننا سنعهد أنّ كاسيني قد لاقت حتفها بالعمل، فإنّ مهمتها لن تنتهي بالنسبة لنا على الأرض طالما ما زلنا نتلقى إشارة منها". سيتم استقبال آخر إشارةٍ من كاسيني بواسطة هوائيات في مجمع شبكة الفضاء العميق التابع لوكالة ناسا في كانبيرا-أستراليا، ومن المقرر حتى تُقدِّم كاسيني عمليات رصدٍ فهميةٍ رائدة لكوكب زحل، وذلك باستخدام ثمانية من أدواتها الفهمية الـ 12، حيث جمعت أداة الغلاف المغناطيسي، وأداة علوم البلازما، بالإضافة إلى نظام العلوم الراديوية، ومطياف الأشعة تحت الحمراء والأشعة فوق البنفسجية بيانات قيّمةٍ أثناء الغوص النهائي.

صورة تظهر الارتفاعات النسبية لكاسيني خلال آخر خمس عمليات مرور لها عبر الغلاف الجوي العلوي لزحل مقارنةً مع الارتفاع الذي ستفقد عنده الإشارة خلال الغوص النهائي.

ومن بين عمليات الرصد الفهمية التي أجرتها كاسيني أثناء غوصها باتجاه زحل هي تلك الخاصة بمطياف الأيونات والكتل المحايدة (INMS)، إذ أخذت هذه الأداة عيناتٍ بشكلٍ مباشرٍ لدراسة تكوين وهيكلية الغلاف الجوي لزحل حيث لا يمكن القيام بذلك من المدار، حيث تم توجيه المركبة الفضائية بحيث يشير مطياف (INMS) باتجاه حركة المركبة للسماح لها بأفضل إمكانية لأخذ عيناتٍ من الغازات الجوية.

انظر أيضاً

Deliberate crash landings on extraterrestrial bodies

المصادر

^ Spilker, Linda (April 1, 2008). "Cassini Extended Missions" (PDF). Lunar and Planetary Institute. Archived (PDF) from the original on April 23, 2008.
^ Brown, Dwayne; Cantillo, Laurie; Dyches, Preston (September 15, 2017). "NASA's Cassini Spacecraft Ends Its Historic Exploration of Saturn". NASA. Retrieved September 15, 2017.
^ Chang, Kenneth (September 14, 2017). "Cassini Vanishes Into Saturn, Its Mission Celebrated and Mourned". The New York Times. Retrieved September 15, 2017.
^ Mason, Betsy (February 3, 2010). "Cassini Gets Life Extension to Explore Saturn Until 2017". Wired. Archived from the original on February 9, 2010.
^ .
^ Empty citation (help)
^ Empty citation (help)
^ Okutsu, Masataka, et al. "Cassini End-of-Life Escape Trajectories to the Outer Planets (AAS 07-258)." ADVANCES IN THE ASTRONAUTICAL SCIENCES 129.1 (2008): 117.

قراءات إضافية

Ralph Lorenz (2018). NASA/ESA/ASI Cassini-Huygens: 1997 onwards (Cassini orbiter, Huygens probe and future exploration concepts) (Owners' Workshop Manual). Haynes Manuals, UK. ISBN .