Cassini 1997-2017: Ferð endalausrar uppgötvunar, von um líf í dularfullu hafi í yfir milljarð km fjarlægð
Um klukkan 17:30 IST í dag, mun Cassini geimfar NASA verða fyrir þrýstingi og hitastigi síðasta faðmlags plánetunnar sem það hefur rómsað síðan hún kom til Satúrnusarheimsins fyrir 13 árum síðan. Risastórt stökk mannkyns milli plánetu hefur opnað dyr fyrir nokkrar af stærstu uppgötvunum stjörnufræðinnar.
Satúrnus, eins og Cassini (NASA) sá Árið 1997 fagnaði NASA endurkomu sinni til Rauðu plánetunnar með fullkominni lendingu Mars Pathfinder Mission. Mars Pathfinder var mjög sparneytið verkefni, kostaði minna en Waterworld, kvikmynd Kevin Costner frá tveimur árum áður. En miklu stærra verkefni, meira en 10 sinnum dýrara og í þróun í um það bil áratug, var einnig hleypt af stokkunum árið 1997 - án mikillar blaðamennsku eða opinberrar aðdáunar.
Cassini Huygens, flaggskip NASA í samvinnu við Geimferðastofnun Evrópu, var á leið til Satúrnusar - til að rannsaka plánetuna og tungl hennar. Nokkrar framhjáferðir Voyager-1 og Voyager-2, og Pioneer, höfðu skilað nógu áhugaverðum gögnum til að sannfæra hóp geimstofnana undir forystu NASA um að tími stórrar leiðangurs til Satúrnusar væri runninn upp. Vegna þess að Satúrnus er svo langt í burtu, myndi leiðangurinn verða knúinn af plútóníum-eldsneyti geislavirkum varmarafalli. Rafmagnið sem þarf fyrir verkefnið væri minna en það sem þarf fyrir loftkælingu í herbergi - og jafnt og átta 100-Watt ljósaperur. Cassini myndi bera Huygens rannsakandann sem myndi reyna að lenda á einu af áhugaverðustu og jarðarlíkustu tunglum sólkerfisins, Títan.
Cassini fór fallegu leiðina til Satúrnusar - það flaug framhjá Venus, jörðinni og Júpíter og ferðaðist 2 milljarða kílómetra til að ná áfangastað á sjö árum. Þegar Cassini var tilbúinn fyrir innsetningu á braut um Satúrnus, var næsta kynslóð Mars flakkara NASA, Spirit og Opportunity, þegar á jörðu niðri.
***
Jörðin og Mars deila líkt - báðar eru jarðneskar plánetur úr silíkötum, báðar hafa yfirborðsvatn. En Satúrnus er allt öðruvísi.
Ímyndaðu þér að lenda á Satúrnusi — það er ekkert fast yfirborð til að ganga á. Satúrnus er með málmkjarna, hlaðinn málmi og fljótandi vetni. Það er byggt upp úr gasi og gæti fræðilega flotið á vatni - þéttleiki Satúrnusar er 30% lægri en vatns. Þrátt fyrir að plánetan sé um 700 sinnum stærri en jörðin að rúmmáli er eðlismassi hennar einn áttundi af jörðinni.
Leiðist að horfa á bara eitt tungl á jörðinni? Það eru 62 á Satúrnusi. Stærsti þeirra, Títan, er stærri en plánetan Merkúríus.
Ef þú hélt að fellibylurinn Irma væri slæmur, hugsaðu um þetta: stormarnir á Satúrnusi eru um það bil 10 sinnum sterkari á 1.200 mílur/klst. og vara frá árum til áratuga.
Hræddur við eldingar á jörðinni? Stormarnir á Satúrnusi framleiða stundum eldingar á 1/10 úr sekúndu fresti.
Finnst þú gamall á jörðinni? Ár á Satúrnusi eru 29 jarðarár!
***
Svo, hver voru vísindaafrek Cassini á 14 ára verkefni sínu? Geimfarið kláraði um 300 brautir um Satúrnus, þar á meðal meira en 150 framhjáflug tungl þess; það uppgötvaði sex ný tungl og tvö neðanjarðarhöf á mismunandi tunglum. Eins og á jörðinni eru fjórar árstíðir á Satúrnusi; Cassini gat tekið sýnishorn af þremur slíkum.
Huygens rannsakandinn bar fjöldann allan af tækjum, var hannaður til að komast inn í og lifa af um það bil 3 tíma lækkun í gegnum lofthjúp Satúrnusar og einnig til að lifa af lendingu. Það lenti með góðum árangri á Titan, lengsta líkinu sem NASA hefur lent geimfari á.
Líkt og á jörðinni er lofthjúpur Títans fyrst og fremst köfnunarefni, með leifum af metani. Vegna þess að metan jarðar hefur lífrænar uppsprettur er spurning hvort metan á Títan tengist lífi. Huygens könnunin leiddi í ljós heillandi heim á Títan - hitastig um -180C, eða kaldara en Suðurskautslandið, með um 50% hærri andrúmsloftsþrýsting en á yfirborði jarðar. Metanið er nær yfirborðinu og líklega er fljótandi metan uppspretta nálægt yfirborðinu.
Mynd af eldfjalli á jörðinni kallar fram myndir af heitri eldfjallakviku og lofttegundum; ímyndaðu þér kalt eldfjall. Cassini-Huygens könnunin fann sterkar vísbendingar um eldvirkni - eldfjall þar sem vatnsís og blanda af kolvetni er spúið út í þykkan lofthjúp Títans. Reyndar er nú talið að eldvirkni sé nokkuð algeng í gervihnöttum ytri reikistjarnanna.
***
Hvar í sólkerfinu myndir þú finna líf? Þetta gæti verið stærsta uppgötvun Cassini. Gögn frá geimfarinu benda til þess að það sé stórt haf, dýpra en Kyrrahafið, undir ískaldri skorpunni á tunglinu Enceladus Satúrnusar. Sums staðar er skorpan aðeins um mílu þykk. Það sem meira er er að líklega er hitagjafi í innviðum Enceladus sem veldur því að vatnið úr sjónum gýs á yfirborðinu. Hafið á Enceladus er dimmt og átta sinnum dýpra en meðaldýpi Kyrrahafsins.
Þetta vistfræðilega umhverfi er skelfilega svipað jörðinni - og á jörðinni styður slíkt búsvæði líf. Flest jarðarhöf eru dimm — ljósasvæðið þar sem ekkert sólarljós streymir inn byrjar aðeins kílómetra frá yfirborðinu, en höfin geta verið allt að 11 km djúp á stöðum, eins og við Maríuskurðinn. Á jörðinni eru hitagjafar sem valda eldvirkni eða vatnshitavirkni á hafsbotni. Einu sinni var talið að þessi vatnshitaloft væru ógeðsleg fyrir líf: hvaða lífvera myndi þegar allt kemur til alls lifa í ísköldu vatni, í niðamyrkri, í háþrýstingi hafsbotnsins, við brennisteinsríkar súr aðstæður? Hins vegar hafa nýlegar rannsóknir styrktar af NASA sýnt að líf þrífst í eldfjallaopum neðansjávar. Þar sem það er skortur á ljósi eru sumar smásjárverurnar efnasjálfvirkar, sem þýðir að þær fá orku frá efnahvörfum - öfugt við lífverur á yfirborði jarðar, sem eru ljóssjálfvirkar (fja orku úr ljósi).
***Milljarðaspurningin er því þessi: Ef líf finnst í vatnshitaloftum undir höfunum á jörðinni, leynist þá líf í myrku djúpinu í miklu neðanjarðarhafi á Enceladus? Ef já, hverjir eru eiginleikar þessara lífsforma? Eru þau smásæ? Eru þau krabbameinsvaldandi? Vonandi mun framhaldsleiðangur til Cassini á næstu áratugum gefa svörin.
LÍF ÚT ÞESSUM HEIM (Heimild: Nasa)
15. október 1997, lyfting: Titan IVB/Centaur lyftist með Cassini sporbrautinni og Huygens rannsaka ESA innanborðs.
25. apríl 1998, Fyrsta flug hjá Venus: Cassini-Huygens fór framhjá Venusi og fór innan við 284 km frá yfirborði Venusar. Þyngdaraðstoð hraðaði geimfarinu um 7 km/s til að hjálpa því að komast til Satúrnusar
24. júní 1999, önnur Venusarflug: Eftir aðra ferð í kringum sólina fór Cassini-Huygens annað flug framhjá Venusi fyrir aðra þyngdarafl aðstoð, í þetta sinn innan við 600 km frá plánetunni
17. ágúst 1999, Earth-Moon fljúgandi: Tæpum 2 árum eftir skotið flaug Cassini-Huygens innan við 1.100 km frá jörðinni og náði 5,5 km/s hraðaaukningu
Des 1999-apríl 2000, í gegnum smástirnabeltið: Cassini-Huygens varð sjöunda geimfarið til að semja um beltið
29. desember 2000, að skoða Júpíter: Cassini-Huygens nálgaðist Júpíter í 10 milljón km fjarlægð 30. desember og veitti, ásamt Galileo geimfarinu, sem þegar er á braut um Júpíter, einstaka innsýn í jóvíska kerfið.
31. október 2002, myndavél prófuð í lagi: Cassini náði mynd af Satúrnusi við myndavélarprófun 20 mánuðum áður en hann náði plánetunni. Hann var þá í 285 milljón km fjarlægð frá Satúrnusi, næstum tvöföld fjarlægðin milli jarðar og sólar
7. apríl 2004, Horfðu á storma frá Satúrnus: Þremur mánuðum frá því að hann kom til Satúrnusar, sá Cassini tvo storma sameinast í stærri storm - aðeins í annað skiptið sem þetta fyrirbæri sást á Satúrnusi
31. maí 2004, Tvö ný tungl: Cassini uppgötvaði tvö áður óþekkt tungl — Methone og Pallene, 3 og 5 km í þvermál, og tók fjölda þekktra tungla Satúrnusar upp í 60. Þetta átti að fjölga
10. júní 2004, First up, Phoebe: Phoebe var sú fyrsta af mörgum tunglflugum Cassini. Geimfarið flaug í innan við 2.000 km fjarlægð frá dimma tunglinu, 1.000 sinnum nær en Voyager-2, sem komst í innan við 2,2 milljónir km frá Phoebe árið 1981
30. júní 2004, innsetning á braut Satúrnusar: Cassini, sem enn ber Huygens rannsakandann, varð fyrsta geimfarið til að fara á braut um Satúrnus
24. október 2004, Fyrsta kynni við Titan: Geimfar sendi upplýsingar og myndir til baka eftir að hafa flúið þokuloft Títans tungls Satúrnusar frá 1.200 km yfir yfirborði Títans.
23. desember 2004, Huygens rannsakandi losnar: Huygens könnunin losnaði frá Cassini brautinni til að hefja þriggja vikna ferð til Titan
13. janúar 2005, Descent to Titan: Huygens lenti á Títan - fyrsta og eina lendingin á nokkrum heimi í ytra sólkerfinu. Lækkunin stóð í tvær klukkustundir og 27 mínútur og rafhlöðuknúni rannsakandi lifði í 72 mínútur til viðbótar á yfirborði Títans og sendi stórkostlegar myndir sem sýndu veðurfræði og jarðfræði sem var óvenju lík jörðinni.
8. mars 2006, fljótandi vatn á tungli: Vísindamenn tilkynntu vísbendingar um að fljótandi vatnsgeymir fæða risastórt gufuský yfir suðurpólsvæðin Enceladus, lítið tungl Satúrnusar. Fyrr í febrúar hafði Cassini uppgötvað eitthvað eins og andrúmsloft á Enceladus.
31. maí 2008, Aðalverkefni yfir: Á fjórum árum í Satúrnusi afhjúpaði Cassini mikið af nýrri þekkingu um plánetuna, hringa hennar og tungl.
2. febrúar 2010, verkefni framlengt til 2017: Framlengingin gerði Cassini kleift að fylgjast með árstíðabundnum breytingum í Satúrnuskerfinu á næstum helmingi af 30 ára braut plánetunnar um sólu
21. júní 2011, Enceladus's hidden ocean: Cassini fann fleiri vísbendingar um stórt saltvatnsgeymir undir ísilagðri skorpu Enceladus
1. mars 2012, vísbending um ferskt loft hjá Dione: Cassini þefaði sameinda súrefnisjónir í kringum tungl Satúrnusar Dione. Jónirnar eru dreifðar - ein á 11 rúmsentimetra fresti
5. mars 2014, 100. Titan fljúgandi: Hver flugleið gaf aðeins meiri þekkingu á Títan og sláandi líkindi hans við jörðina. Títan er mjög snemma jörð í djúpfrysti
27. júlí 2014, 101 goshver á Enceladus: 101 aðskildir hverir bentu til þess að fljótandi vatn gæti náð frá neðanjarðarsjó tunglsins alla leið upp á yfirborðið
12. apríl 2017, Orka fyrir lífið? Vísindamenn tilkynntu um vísbendingu um vetnisgas, sem gæti hugsanlega verið efnafræðilegur orkugjafi fyrir líf, í neðanjarðarhafi Enceladus
23. apríl 2017, Final Titan fljúgandi: Cassini fór 979 km yfir yfirborði Titans í 127. og síðustu aðflugi
26. apríl 2017, Grand Finale hófst: Cassini gaf til kynna endalok sögulegu verkefnis síns með 22 djörfum lykkjum í gegnum bilið milli Satúrnusar og innsta hrings hans, kom nær en nokkru sinni fyrr og kannaði alveg nýjan Satúrnus heim í leiðinni
15. september 2017, Stóri úrslitaleikurinn: Cassini, sem er mánuður þar sem hann er ekki lengur en 20 ár í geimnum, mun stökkva síðasta spölinn inn í lofthjúp Satúrnusar. Það verður mulið og gufað upp vegna þrýstings og hitastigs síðasta faðms Satúrnusar.
Deildu Með Vinum Þínum:
