Huygens (szonda)

A Huygens szondát az Európai Űrügynökség hozta létre, és a 17. századi holland csillagászról , Christian Huygensről nevezték el .  A szondát 1997. október 15-én bocsátották fel a Cassini űrszondával együtt. 2004. december 25-én a szonda levált hordozójáról, és megkezdte önálló mozgását a Titán felé . 2005. január 14-én a Huygens szonda sikeresen behatolt a Titán légkörébe, és a felszínén landolt a Xanadu nevű területen . Ez volt az első (és 2022-től az egyetlen) lágy landolás a Külső Naprendszerben . A szonda kemény felületen ült, bár az óceánba való leszállást is a kialakítása biztosította.

Célok

Huygensnek összesen öt fő feladatot kellett végrehajtania [1] :

1. Határozza meg a Titán légkörének fizikai jellemzőit (sűrűség, nyomás, hőmérséklet stb.) a magasságtól függően.
2. Mérje meg a légkör összetevőinek százalékos arányát!
3. A légkörben zajló kémiai és különösen fotokémiai folyamatok tanulmányozása, különös tekintettel a szerves molekulákra, valamint az aeroszolok képződésére és összetételére.
4. Ismertesse a Titán meteorológiáját, különös tekintettel a felhőfizikákra, a villámkisülésekre és az általános keringésre.
5. A Titán felszínének fizikai állapotának, domborzatának és összetételének tanulmányozása.

Toolkit

A tudományos kísérletek elvégzéséhez a Huygens szondát hat műszerrel szerelték fel:

• Huygens Atmospheric Structure Instrument ( HASI ) - a Titán légkörének fizikai és elektromos tulajdonságait méri;
• Doppler-sebesség- és sodródásmérő ( Doppler Wind Experiment , DWE ) – a Titán szeleinek irányának és erősségének vizsgálata;
• Descent Imager/Spectral Radiometer ( DISR ) – süllyedéskijelző és fényszint-tanulmány ;
• Gázkromatográf / tömegspektrométer ( Gázkromatográf / tömegspektrométer , GC / MS ) - a Titán légkörének kémiai összetételének azonosítása és mérése;
• Aeroszolgyűjtő és pirolizátor ( ACP ) - légköri aeroszol részecskék elemzése ;
• Felülettudományi csomag ( SSP ) – Felületi tulajdonságok meghatározása.

Descent to Titan

Huygensnek 2 óra 27 perc 50 másodpercig tartott az ejtőernyős átugrás a Titán légkörén. A berendezés ütközése a Titán felszínével 16 km/h (vagyis 4,4 m/s ) sebességgel következett be, miközben a készülékek rövid távú túlterhelést tapasztaltak, ami 15-ször nagyobb, mint a Földön a szabadesés gyorsulása . Ez a nyomás letiltotta az egyik érzékelőt, de néhány perc múlva újra működött. A szonda teljesítménye felülmúlta a legoptimistább várakozásokat. A Cassini a süllyedési fázisban 147 perc 13 másodpercig fogadta Huygens jeleit, és további 72 perc 13 másodpercig a felszínről, mielőtt a keringő eltűnt a horizonton . Ezt követően a szonda jeleit egy ausztráliai rádióteleszkóp vette egy ideig , bár azok túl gyengének bizonyultak ahhoz, hogy információátviteli csatornaként használják őket.

Maga Huygens nem küldött információkat közvetlenül a Földre. Feladata a Cassini adatok továbbítása volt, amely a további átvitelt a Földre végezte, amikor a Titánra landolt szonda a jelátvitel számára láthatatlan zónában maradt. Összesen több mint 500 megabájtnyi információ került átvitelre , köztük körülbelül 350 kép. Összesen 700 fényképet terveztek átvinni a Földre, de a számítógépes program meghibásodása miatt (feltehetően a fejlesztési hibák miatt) a Huygens által továbbított képek fele elveszett.

Az eszköz leszállóhelyét 2007. március 14-én úgy döntöttek, hogy Hubert Curienről, az Európai Űrügynökség egyik alapítójáról nevezik el [2] .

Eredmények

Fő eredmények

A süllyedés során Huygens mintákat vett a légkörből. A szél sebessége ugyanebben az időben (9-16 km magasságban ) körülbelül 26 km/h volt . Külső mikrofon segítségével fel tudtuk venni ennek a szélnek a hangját . A fedélzeti műszerek sűrű metánködöt (felhőrétegeket) észleltek 18-19 km magasságban , ahol a légköri nyomás megközelítőleg 50 kilopascal ( 5,1⋅10 3  kgf/m² ), vagyis 380 higanymilliméter volt. A külső hőmérséklet az ereszkedés elején -202°C, míg a Titán felszínén valamivel magasabb: -179°C volt.

Tetsuo Tokano, a Kölni Egyetem Huygens-szonda adatainak értelmezése szerint a felhők felső része metánjégből, alsó része pedig folyékony metánból és nitrogénből áll [3] .

Az ereszkedés során készült képek összetett terepet mutattak folyékony hatás nyomaival (folyómedrek és éles kontraszt a világos és sötét területek között - a "partvonal"). A sötét terület azonban, amelyen Huygenék leereszkedtek, szilárdnak bizonyult. A felszínről készült képeken akár 15 cm -es méretű, lekerekített kövek láthatók, amelyeken folyékony hatás ( kavicsok ) nyomai vannak .

A talaj tulajdonságainak vizsgálata penetrométerrel történt . Kezdetben a talajt puhább alapon („creme brulee”) lévő, viszonylag homogén konzisztenciájú vékony kéregként értelmezték. Később a penetrométer adatait felülvizsgálták: ma már úgy tartják, hogy leszállás közben a kavicsoknak ütközött, majd a talajba süllyedt, aminek általános konzisztenciája a nedves homok vagy a sűrű hó állagának felel meg. A szonda 10-15 cm mélyen a földbe zuhant . Ezzel párhuzamosan metán is kiszabadult a talajból (kibocsátását a szonda műszerek rögzítették).

Meglepetések

1. Az egyik első meglepetés a Titánon az ionoszféra második, alsó rétegének létezése volt, amely 40 és 140 km között terül el (maximális elektromos vezetőképesség 70 km magasságban).
2. Az atmoszférában minden magasságban jelen van a sárga metán homály, amely miatt a Titán felszíne nagyon nehezen látható, bár eredetileg azt várták, hogy 60 km alatt szinte átlátszó lesz a légkör.
3. Teljes meglepetés volt a tudósok számára, hogy körülbelül 80 km-es magasságban szinte halotti nyugalom uralkodik a Titán légkörében - sem a 60 km alatt fújó szelek, sem a kétszer magasabban megfigyelt turbulens mozgások nem hatolnak be ide. A mozgások e furcsa elhalványulásának okait még nem magyarázták meg. A Titán és a Föld légkörének alapja a nitrogén . A második legfontosabb gáz - a metán (CH 4 ) - a vízgőzhöz némileg hasonló helyet foglal el a föld légkörében. A légkör alsóbb rétegeiben pedig akár metánfelhők is kialakulhatnak [4] .

Lásd még

• A Szaturnusz és holdja, a Titán
• Élet a Titánon
• Cassini-Huygens program , Cassini űrhajó
• Dragonfly (űrhajó) , egy forgószárnyú repülőgép-projekt a Titán felfedezésére
• Az első égitestekre való leszállások listája

Jegyzetek

1. ↑ NASA Huygens (a link nem elérhető) . Letöltve: 2010. október 1. Az eredetiből archiválva : 2011. október 20..  (határozatlan)   (Angol)
2. ↑ Huygens leszállóhelye Hubert Curien nevéhez fűződik . ESA (2007. március 5.). Letöltve: 2007. augusztus 6. Az eredetiből archiválva : 2011. augusztus 22.. (határozatlan)
3. ↑ A "Huygens" szonda a Titán időjárásáról beszélt . Letöltve: 2008. július 27. Az eredetiből archiválva : 2016. március 4.. (határozatlan)
4. ↑ Alekszandr Szergejev. A Huygens küldetése öt sajtóközleménysel zárult . Elementy.ru (2005. december 5.). Letöltve: 2021. január 14. Az eredetiből archiválva : 2016. március 4.. (határozatlan)

Linkek

• NASA Cassini  oldal
• ESA Huygens  honlapja
• ESA – Hol van most a Cassini-Huygens?  (Angol)

Szótárak és enciklopédiák	Nagy dán Britannica (online)