A Szaturnusz - a Naprendszer öt bolygója közül az egyik, amely a Földről szabad szemmel is jól látható (legfeljebb a Szaturnusz fényessége meghaladja az első magnitúdót ) - tanulmányozását ősidők óta végezték.
A Szaturnusz gyűrűinek megfigyeléséhez legalább 15 mm -es rekesznyílású teleszkópra van szükség [1] . A 100 mm -es műszernyílás mellett egy sötétebb sarki sapka , egy sötét csík a trópus közelében és a gyűrűk árnyéka látható a bolygón. A 150-200 mm -es rekesznyílással pedig a légkörben négy-öt felhősáv és a bennük lévő inhomogenitások lesznek megkülönböztethetők, de kontrasztjuk észrevehetően kisebb lesz, mint a Jupiterén.
Galileo Galilei először 1609-1610-ben figyelte meg távcsővel a Szaturnuszt, és észrevette, hogy a Szaturnusz nem egyetlen égitestnek tűnik, hanem három testnek, amelyek szinte érintkeznek egymással, és felvetette, hogy ez két nagy "kísérő" (műholdak) ) a Szaturnusz. Két évvel később Galilei megismételte megfigyeléseit, és legnagyobb meglepetésére nem talált "műholdat" [2] .
1659-ben Huygens egy erősebb távcső segítségével rájött, hogy a "társak" valójában egy vékony lapos gyűrű, amely körülveszi a bolygót, és nem érinti meg. Huygens felfedezte a Szaturnusz legnagyobb holdját, a Titánt is . A Cassini 1675 óta tanulmányozza a bolygót . Észrevette, hogy a gyűrű két gyűrűből áll, amelyeket jól látható rés választ el egymástól - a Cassini-rés , és felfedezte a Szaturnusz számos további nagy műholdját: Iapetust , Tethyst , Dionét és Rheát [3] .
1789-ig nem történt további jelentős felfedezés, amikor William Herschel még két műholdat fedezett fel - a Mimas -t és az Enceladust . Ezután brit csillagászok egy csoportja felfedezte a Hyperion műholdat , amelynek alakja nagyon különbözik a gömb alakútól és a Titánnal keringő rezonanciában [4] .
1899-ben William Pickering felfedezte a Phoebe -t, amely a szabálytalan műholdak osztályába tartozik, és nem forog szinkronban a Szaturnusszal, mint a legtöbb műhold. A bolygó körüli keringési periódusa több mint 500 nap, míg a keringés az ellenkező irányba megy .
1944-ben Gerard Kuiper hatalmas légkör jelenlétét fedezte fel egy másik holdon, a Titánon [5] [6] . Ez a jelenség egyedülálló a Naprendszerben lévő műholdak esetében.
Az 1990-es években a Szaturnuszt, annak holdjait és gyűrűit többször is tanulmányozta a Hubble Űrteleszkóp . A hosszú távú megfigyelések sok olyan új információval szolgáltak, amelyek nem voltak elérhetőek a Pioneer 11 és a Voyagers számára a bolygó egyetlen átrepülése során. A Szaturnusz több műholdját is felfedezték, és meghatározták gyűrűinek maximális vastagságát. Az 1995. november 20-21-én végzett mérések során ezek részletes szerkezetét meghatározták [7] . A gyűrűk 2003-as maximális dőlésének időszakában 30 képe készült a bolygóról különböző hullámhossz-tartományokban, ami akkoriban a legjobb lefedettséget adta az emissziós spektrumnak a teljes megfigyeléstörténetben [8] . Ezek a képek lehetővé tették a tudósok számára, hogy jobban megértsék a légkörben lezajló dinamikus folyamatokat, és modelleket alkossanak a légkör szezonális viselkedéséről.
Ezenkívül a Dél-Európai Obszervatórium 2000 és 2003 között nagyszabású megfigyeléseket végzett a Szaturnuszról . Számos kis, szabálytalan műholdat fedeztek fel [9] .
1979 -ben az amerikai Pioneer 11 automatikus bolygóközi állomás (AMS) a történelem során először repült a Szaturnusz közelében. A bolygó tanulmányozása 1979. augusztus 2-án kezdődött. A Szaturnusz végső megközelítése 1979. szeptember 1-jén történt [11] . A repülés során a készülék 21 400 km távolságra megközelítette a bolygó maximális felhőzetes rétegét [12] . A bolygóról és néhány műholdjáról képeket is készítettek, de azok felbontása nem volt elegendő a felszín részleteinek megtekintéséhez. Ezenkívül a Szaturnusz alacsony megvilágítása miatt a képek túl halványak voltak. A készülék a gyűrűk síkja alá is berepült, hogy tanulmányozza azokat. A felfedezések között szerepelt egy vékony F-gyűrű felfedezése is, emellett azt is megállapították, hogy sok, a Földről fényként látható terület a Pioneer 11-ből sötétként látható, és fordítva [11] . A készülék a Titán hőmérsékletét is mérte. A bolygó feltárása szeptember 15-ig folytatódott, majd az eszköz távolodni kezdett a Szaturnusztól és a Naptól [12] .
1980-1981-ben a Pioneer 11-et az amerikai Voyager 1 és Voyager 2 űrszonda is követte . A Voyager 1 1980. november 13-án közelítette meg legközelebb a bolygót, de a Szaturnusz felderítése három hónappal korábban kezdődött. Az átjárás során számos nagy felbontású fénykép készült. Képet lehetett szerezni a műholdakról: Titan , Mimas , Enceladus , Tethys , Dione , Rhea . Ugyanakkor az eszköz a Titán közelében repült mindössze 6500 km távolságra , ami lehetővé tette a légköri és hőmérsékleti adatok gyűjtését [13] . Kiderült, hogy a Titán atmoszférája olyan sűrű, hogy a látható tartományban nem bocsájt át elegendő fényt, így felületének részleteiről nem sikerült fényképeket készíteni. Ezt követően a készülék elhagyta a Naprendszer ekliptikájának síkját, hogy a Szaturnuszt a pólusról lefotózza [14] .
Egy évvel később, 1981. augusztus 25-én a Voyager 2 megközelítette a Szaturnuszt. Repülése során az eszköz radar segítségével tanulmányozta a bolygó légkörét. Adatokat kaptunk a légkör hőmérsékletéről és sűrűségéről. Körülbelül 16 000 megfigyelést tartalmazó fényképet küldtek a Földre. A repülések során a kameraforgató rendszer több napig akadozott, a szükséges képek egy részét nem sikerült megszerezni. Ezután a készülék a Szaturnusz gravitációs erejét felhasználva megfordult és az Uránusz felé repült [14] . Ezenkívül ezek az eszközök először fedezték fel a Szaturnusz mágneses terét és fedezték fel magnetoszféráját , viharokat figyeltek meg a Szaturnusz légkörében, részletes képeket készítettek a gyűrűk szerkezetéről és kiderítették összetételüket. Felfedezték a Maxwell-rés és a Keeler-rés a gyűrűkben. Emellett a gyűrűk közelében a bolygó több új műholdját is felfedezték.
1997 -ben a Cassini-Huygens AMS-t felbocsátották a Szaturnuszra , amely 7 év repülés után 2004. július 1-jén elérte a Szaturnusz rendszert, és bolygó körüli pályára állt. Az eredetileg 4 évre tervezett küldetés fő célja a gyűrűk és műholdak szerkezetének és dinamikájának, valamint a Szaturnusz légkörének és magnetoszférájának dinamikájának, valamint a bolygó legnagyobb műholdjának, a Titánnak a részletes tanulmányozása volt. .
Mielőtt 2004 júniusában pályára állt volna, az AMS elhaladt Phoebe mellett , és nagy felbontású képeket és egyéb adatokat küldött vissza a Földre. Ráadásul az amerikai Cassini orbiter többször is elrepült a Titán mellett. A képek nagy tavakról és azok partvonalairól készültek, jelentős számú hegytel és szigettel. Ezután egy speciális európai szonda, a " Huygens " levált a készülékről és ejtőernyővel ugrott le a Titán felszínére 2005. január 14-én. Az ereszkedés 2 óra 28 percig tartott . A süllyedés során Huygens mintákat vett a légkörből. A Huygens-szonda adatainak értelmezése szerint a felhők felső része metánjégből , alsó része folyékony metánból és nitrogénből áll [15] .
A tudósok 2005 eleje óta figyelik a Szaturnuszból érkező sugárzást. 2006. január 23-án vihar tört ki a Szaturnuszon, amely a rádiófrekvenciás tartományban a közönséges sugárzásnál 1000-szer erősebb villanást idézett elő [16] . 2006-ban a NASA arról számolt be, hogy az űrszonda az Enceladus gejzíreiből kitörő víz nyilvánvaló nyomait találta [17] . 2011 májusában a NASA tudósai kijelentették, hogy az Enceladus "a Föld után a leglakhatóbb helynek bizonyult a Naprendszerben" [18] [19] .
A Cassini által készített fényképek további jelentős felfedezésekhez vezettek. Felfedték a bolygó korábban fel nem fedezett gyűrűit a gyűrűk fő fényes tartományán kívül, valamint a G és E gyűrűk belsejében, ezek a gyűrűk az R/2004 S1 és R/2004 S2 nevet kapták [21] . Feltételezhető, hogy ezeknek a gyűrűknek az anyaga egy meteorit vagy üstökös Janusra vagy Epimetheusra való becsapódása következtében keletkezhetett [22] .
2006 júliusában a Cassini felvételei szénhidrogén-tó jelenlétét tárták fel a Titán északi sarkának közelében. Ezt a tényt végül 2007 márciusában további képek is megerősítették [23] . 2006 októberében a Szaturnusz déli pólusán egy 8000 km átmérőjű hurrikánt fedeztek fel [24] .
2008 októberében a Cassini képeket közvetített a bolygó északi féltekéjéről. 2004 óta, amikor Cassini felrepült hozzá, észrevehető változások történtek, és most szokatlan színekre festették. Ennek okai még nem tisztázottak. Feltételezhető, hogy a színek közelmúltbeli változása az évszakok változásával függ össze. 2004-től 2009. november 2-ig 8 új műholdat fedeztek fel a készülék segítségével. A Cassini fő küldetése 2008-ban ért véget, amikor az eszköz 74 pályát tett meg a bolygó körül. Ezután a szonda küldetéseit 2010 szeptemberéig, majd 2017-ig meghosszabbították, hogy tanulmányozzák a Szaturnusz évszakainak teljes ciklusát [25] .
2009-ben megjelent a NASA és az ESA közös amerikai-európai projektje az AMS " Titan Saturn System Mission " elindítására a Szaturnusz és holdjai, a Titan és az Enceladus tanulmányozására. Ezalatt az állomás 7-8 évre a Szaturnusz rendszerébe repül , majd két évre a Titán műholdjává válik. Egy szonda léggömböt és egy (esetleg lebegő) leszállót is indít a Titán légkörébe [26] [27] .
| A Naprendszer űrkutatása | |
|---|---|
| Más bolygók felfedezése | |
| Listák |
|
| Tárgyak más bolygókon |
|