Vergezel Cassini op zijn laatste duik in Saturn met mobiele apps

Deze vrijdag, 15 september 2017, zal de lange en succesvolle Cassini-Huygens-missie naar Saturnus en zijn manen ten einde komen wanneer het ruimtevaartuig zich in Saturnuswolken stort. NASA doet dit omdat het verouderde ruimtevaartuig zijn manoeuvrerende brandstofreservoirs bijna heeft uitgeput. Het bureau wil niet het risico nemen dat Cassini in de maan Enceladus van Saturnus zou crashen en die mogelijke smeltkroes van het leven met de kiemen van de aarde of de 73 pond zou besmetten. (33 kilogram) plutonium in de stroomgenerator van het ruimtevaartuig.

In deze editie van Mobile Astronomy gebruiken we software en apps zoals SkySafari 5 om met het ruimtevaartuig te vliegen tijdens zijn 20-jarige reis om het Saturn-systeem te bereiken en te verkennen. Je zult zien wat Cassini zag - vanaf de lancering, door zwaartekracht-assisterende planetaire flybys en Saturnus maan-ontmoetingen, tot het einde van de missie - en leer hoe te zien wanneer de laatste signalen van de missie op aarde zullen aankomen.

Vliegen met Cassini

De SkySafari 5-app voor Android en iOS is een geweldig hulpmiddel om Cassini te vergezellen tijdens zijn reis, om de ruimte eromheen te bekijken tijdens zijn verschillende wetenschappelijke studiefasen. Om de ervaring met een groep te delen, verbindt u het scherm van de app met een groot scherm en geniet u samen van de prachtige grafische weergaven. En je kunt nu een voorbeeld van de volledige 20-jarige missie van de sonde bekijken, deze vrijdag in realtime volgen of hem later opnieuw spelen. [Cassini's Saturn Crash 2017: hoe zijn 'Grand Finale' te bekijken]

Begin met het typen van "Cassini" in het zoekmenu van de app. Verschillende objecten in het zonnestelsel gebruiken die naam, waaronder een asteroïde en meerdere kraters op de maan en Mars. Selecteer gewoon het satellietpictogram in de lijst. Je wordt naar een informatiepagina geleid die je vertelt over de geschiedenis en ontdekkingen van de missie, en waar in de ruimte Cassini is.

Medio september 2017 zal de app laten zien dat het ruimtevaartuig zich bevindt in Saturnus in het sterrenbeeld Ophiuchus, maar dat was niet altijd het geval. Met behulp van de tijdbesturingen van de app (opgeroepen door te tikken op het pictogram Tijd), kunt u de lancering van de sonde vanuit Cape Canaveral, Florida, op 15 oktober 1997 opnieuw spelen en het pad helemaal tot nu volgen. Om voldoende snelheid te krijgen om Saturnus te bereiken, voerde Cassini een reeks zwaartekracht-assist flybys uit en je kunt ze ook opnieuw spelen in de app. Hier is hoe.

Stel de datum van de app in op Nu en zoek naar en selecteer Cassini. Zodra je op het Cassini-infoscherm staat, tik je op het pictogram van de baan. De app schakelt het daglicht en het horizonpanorama uit en vliegt naar een punt in de ruimte op 20 meter (65 voet) van het ruimtevaartuig. (Met de pijltjes omhoog en omlaag in de rechter- en linkerbenedenhoek van het scherm kunt u dit variëren.) U kunt rondschuiven en zien dat u zich in de buurt van Saturnus bevindt. Als het scherm vol staat met gekleurde lijnen, is de optie Planeten bekennen ingeschakeld. Ik schakel dit liever uit en schakel alleen de optie Maanbuiten tonen in. (Opmerking: om op elk gewenst moment naar uw weergavelocatie terug te keren en het daglicht en de horizonweergave te herstellen, tikt u op het pictogram Aarde dat midden onder in het scherm wordt weergegeven.)

Als je Saturn niet kunt vinden door te pannen, gebruik dan gewoon het zoekmenu. Selecteer Saturn onder de lijst Sun & Planets. Tik vervolgens op het middelste pictogram. Knijp of zoom in op het display om op Saturn en de manen in het display te passen. Nu kunt u op het pictogram Tijd tikken om het tijdstroomcontrolepaneel op te roepen. Vanaf daar kun je de app naar voren draaien om Cassini in Saturnus te zien duiken.

Maar laten we beginnen bij het begin - lanceringsdag, 15 oktober 1997.

Tik in het tijdregelpaneel onder in het midden van de app op het jaar. Het wordt onderstreept. Door op de pictogrammen van de binnenste pijl te tikken, gaat het jaar vooruit en achteruit. (De buitenste tijd loopt continu.) Stel het jaar in op 1997. Selecteer vervolgens de maand en stel deze in op oktober, stel de dag in op de 15e en plaats 6 a.m. voor de tijd. (Als de app je terugbrengt naar Saturnus, ga je gewoon verder met het uur totdat je weer bij de Aarde bent.) Selecteer Earth en tik op het Center-pictogram.

Nu kun je de hele missie opnieuw spelen, beginnend bij de lancering, met behulp van de pijl die de tijd vooruit stuurt. De afspeelsnelheid wordt bepaald door de geselecteerde tijdseenheid. Voor de beste resultaten raad ik aan de minuteneenheid te gebruiken. Naarmate de tijd verder stroomt, trekt het ruimtevaartuig weg van de aarde. Binnen een dag zal de maan verschijnen en zal zijn elliptische baanlijn merkbaar krimpen. Dan zullen de dingen een tijdje wat saai worden; ruimtemissies zijn lang en meestal saai! Laten we verder gaan. Tik op de stappijl om de tijdstroom te pauzeren. [Cassini snapt nieuwe weergaven van de zeshoek van Saturnus (video)]

De volgende missie mijlpalen waren de zwaartekracht-assist flybys van Venus op 26 april 1998 en 24 juni 1999. Om ze te zien, zoek en selecteer Venus; tik vervolgens op Midden. Stel de datum handmatig in op een dag vóór de flyby; selecteer vervolgens minuten of uren en stap of stroom vooruit. Voor de eerste ontmoeting zal Venus in omvang groeien en in fase verminderen (hoeveel van de planeet is verlicht) terwijl je rond de achterkant van de planeet slingert, en dan zal het snel achteruitgaan. Voor de flyby van 24 juni 1999 benaderde Cassini Venus van de donkere kant in plaats daarvan.

Twee maanden later vloog Cassini voorbij de aarde om een ​​nieuwe boost te krijgen. Stel de app-datum in op net voor 18 augustus 1999 en selecteer en centreer Earth. Wanneer je de tijd vooruit laat vloeien in de app, nadert het ruimtevaartuig een volledig verlichte aarde en zwaait er vervolgens omheen, waardoor het innerlijke zonnestelsel achterblijft.

Voor zijn laatste planetaire rendez-vous vóór Saturnus rondde Cassini Jupiter af, en maakte enkele interessante ontdekkingen over de wolken van Jupiter en zijn donkere ringsysteem terwijl het voorbijging. Selecteer en centreer Jupiter in de app en centreer de datum tot half december 2000. Jupiter en de manen moeten in het midden verschijnen met de verre Saturnus net rechts naar rechts.De Jupiter-flyby vond plaats op 30 december 2000, maar Cassini kwam niet dichter bij de planeet dan de belangrijkste manen van Jupiter. Voor de beste resultaten zoom je in op de app om het scherm te vullen met de banen van de manen van Jupiter en stap je vervolgens door de flyby.

Om de aankomst van de sonde bij Saturnus te zien, verlaat je de app op de Jupiter-flybeldatum en selecteer en centreer je Saturnus. Nu kunt u de dag als tijdeenheid en stroomtijd vooruit selecteren. Saturnus zal geleidelijk groeien terwijl zijn manen eromheen dansen, hun snelheden gedicteerd door hun orbitale afstand van de geringde planeet. Op 1 juli 2004 kwam Cassini in een baan rond Saturnus. Laat de app voorbij rennen en kijk hoe de baan van de wetenschap in een baan komt en in de komende jaren uit Saturnus verdwijnt. In het begin zijn de banen langer, met grotere apoapsen (de maximale afstanden van de planeet). Later zijn de banen korter en dichterbij. Gedurende sommige perioden blijft het ruimtevaartuig in hetzelfde vlak als de ring en de baanmanen. Soms komt het eruit.

In de app kun je andere mijlpalen van de missie reproduceren, zoals de eerste close flybys van verschillende manen. Er was bijvoorbeeld een close flyby van Saturnusmaan Titan op 2 juli 2004. Gebruik dezelfde techniek om de maan te selecteren en te centreren; speel dan met de tijd. Op de avond van 19 juli 2013 draaide Cassini zijn camera's in de richting van de aarde, gebruikmakend van de massa van Saturnus om de schittering van de zon te verbergen en een groepsfoto van de Aarde, plus Mars en Venus, te breken. Probeer het in de app! [Saturn's Moons: feiten over de satellieten van de geringde planeet]

Met Cassini's primaire missiedoelen meer dan compleet, besloten missiewetenschappers dat het ruimtevaartuig een aantal risicovollere bewegingen zou maken vóór het einde van de missie. Tussen 30 november 2016 en 22 april 2016 kreeg Cassini de opdracht om een ​​reeks ringweidecirkels uit te voeren die het ruimtevaartuig elke zeven dagen over de polen van de planeet droeg. Vanaf 26 april 2017 ontving Cassini het duiken tussen de planeet en de ringen om de massa van de ring voor de eerste keer te meten. Je kunt deze banen opnieuw spelen in SkySafari 5. Probeer de minuten aan te passen om het verstrijken van de tijd te vertragen wanneer het ruimtevaartuig dichter bij Saturnus komt.

Om de laatste boog van Cassini te zien, stel de app in op 8 september 2017. Het volgende gedeelte bespreekt de tijdlijn voor het einde van de missie. Je kunt meegaan in de app. [Cassini's 'Grand Finale' op Saturnus: Plan van NASA in afbeeldingen]

Eindtijd missie-tijdlijn

Op zijn laatste traject slingert Cassini omhoog van voorbij Saturnus en daalt vervolgens van bovenaf af naar de planeet terwijl hij ongeveer in de richting van de aarde beweegt. Hierdoor kan Cassini signalen rechtstreeks naar de aarde verzenden en ervoor zorgen dat het ruimtevaartuig de atmosfeer van Saturnus binnengaat aan de kant die op de aarde is gericht. Om de gezondheid van het ruimtevaartuig te verlengen terwijl het zich in de bovenste atmosfeer van Saturnus bevindt en het in staat te stellen om gegevens zo lang mogelijk vast te leggen en te verzenden, zal de laatste duik plaatsvinden in een hoek die erg ondiep maar steil genoeg is om te voorkomen dat Cassini van de toppen van de wolken verdwijnt. Volgens de Cassini Grand Finale webpagina van NASA Jet Propulsion Laboratory gaat het doel van het ruimtevaartuig als volgt:

Na een laatste duik door de opening tussen Saturnus en de ringen op vrijdag 8 september, schakelde Cassini uit om een ​​"afscheidskus" te geven aan Titan, waarbij hij slechts 73.974 mijl (119.049 km) boven het oppervlak van de Titan af schoot om 15.04 uur. EDT (1904 GMT) op maandag 11 september. De manoeuvre gebruikte de zwaartekracht van Titan om de baan van het ruimtevaartuig te veranderen ter voorbereiding op zijn duik in Saturnus. In de volgende 29 uur reist Cassini naar het verste punt van Saturnus en stuurt de Titan-flyby-gegevens terug. Het duurt ongeveer 83 minuten voordat de signalen de aarde bereiken. Vanaf dit punt nadert het ruimtevaartuig Saturnus.

Op donderdag 14 september om 15.55 uur EDT (1958 GMT), de camera's van Cassini nemen hun laatste beelden, en ongeveer een half uur later richt het ruimtevaartuig zijn antenne op de aarde en vestigt een radio-downlink terug naar de aarde die zal duren tot de missie eindigt, ongeveer 14,5 uur later. Laat op donderdagavond zullen de gigantische radio-ontvangers van het Deep Space Network (DSN) Canberra, Australië, de communicatie met Cassini overnemen omdat Noord-Amerika tijdens de laatste duik van Saturnus zal worden afgewend. (Je kunt dit zelf zien met je sky-charting-app voor astronomie als je de Orbit-modus afsluit.)

Rond 1:08 a.m. EDT (0508 GMT) op vrijdag 15 september, zal Cassini's benadering van Saturnus het dichterbij brengen dan de orbitale afstand van Enceladus, maar gemeten vanaf een positie hoog boven het ringvlak. Om 15:14 uur EDT (0714 GMT), zal het ruimtevaartuig zichzelf heroriënteren zodat het Ion en Neutrale massaspectrometer (INMS) -instrument zal worden geplaatst om de atmosfeer van Saturnus tijdens de laatste duik te proeven. Vanaf dit punt worden die gegevens in realtime naar de aarde verzonden met behulp van de DSN.

Om 15:22 uur CET (0722 GMT) zal Cassini dalen tot binnen de radiale afstand van de buitenste F-ring. Een paar uur later, om 6.30 u. EDT (1031 GMT), zou Cassini de atmosfeer van Saturnus moeten gaan tegenkomen. Om de stabiliteit te behouden, vuren de stuwraketten 10 procent van hun capaciteit af. Ongeveer een minuut later zullen de stuwraketten oplopen tot 100 procent om Cassini in Saturnus te laten duiken. Op dit moment stuurt de high-gain antenne ons geen signaal meer. Maar hier op aarde zullen we 83 minuten moeten wachten voordat de laatste uitzendingen ophouden. Cassini zal voor altijd verloren zijn.

Getuige zijn van het signaalverlies

U kunt de communicatie van de DSN met Cassini op uw pc of mobiel apparaat volgen door te navigeren naar //eyes.nasa.gov/dsn/dsn.html. Hier ziet u een geanimeerde grafische weergave van de antennes van het systeem in Madrid; Goldstone, Californië; en Canberra, Australië.Antennes die zend- en / of ontvangstsignalen ontvangen, worden aangegeven door een opwaartse of neergaande golfgrafiek en een label erboven dat aangeeft welke missies met elkaar communiceren. Door op de afgekorte naam te klikken - zoals MSL (Mars Science Laboratory, ook bekend als de Curiosity rover), NHPC (New Horizons Pluto) of CAS (Cassini) - worden missiedetails naar voren gebracht.

Verwacht wordt dat de signalen van Cassini rond 15.55 uur op EDT (1155 GMT) zullen eindigen op 15 september, maar de communicatie loopt enkele uren van tevoren. Zodra de signalen van Cassini verloren zijn gegaan, stopt de CAS-downlink naar de DSN.

Verder gaan

Een andere manier om SkySafari 5 te gebruiken is om Saturnus te selecteren en in een baan om de aarde te houden en vervolgens naar Cassini te zoeken en de voortgang ervan op de planeet te volgen. Met deze methode kun je duidelijker de vorm van de banen van het ruimtevaartuig zien.

NASA's gratis hulpmiddel Eyes on the Solar System, beschikbaar op //eyes.nasa.gov, is een geweldige desktopvisualisatie-tool voor Cassini en andere NASA-missies. De app werkt voor Mac en pc en geeft ruimtevaartuigen en objecten uit het zonnestelsel een interactieve 3D-weergave voor de periode tussen 1950 en 2050. Een module die is ontworpen voor het einde van de Cassini-missie biedt snelle koppelingen naar mijlpalen en laat je door de missie tijdlijn. Je kunt ook kiezen uit verschillende gezichtspunten.

Na Cassini's fatale duik, kunnen we verwachten dat er veel nieuwe wetenschap zal worden gepubliceerd uit toekomstige analyse van de gegevens van de missie. Hoewel er geen nieuwe missies worden gepland voor Saturnus, zullen we een enorme erfenis van afbeeldingen en ontdekkingen hebben van de favoriete geringde planeet van iedereen. Op dit moment verschijnt Saturnus als een medium-helder geelachtig object laag in de zuidwestelijke hemel na de schemering. Tussen nu en eind november zal het langzaam naar de gloed van de zonsondergang migreren. Kom de komende maanden in de gelegenheid om Saturnus te bekijken in een achtertuintelescoop en neem even de tijd om te bekijken wat mensen daar hebben bereikt.

In een toekomstige editie van Mobile Astronomy zullen we enkele najaars sterrenwachtdoelen belichten, draadloze telescoopafstandsbediening bestrijken, en meer. Ondertussen blijf opzoeken!