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Chapter 1: Why was the Cassini-Huygens mission important for Saturn?
Wenn es um Saturn geht, ist es schwer zu beschreiben, wie glücklich wir waren, die Cassini-Huygens-Mission zu haben. Vier Roboter-Proben haben Saturn besucht, aber von denen hat Cassini-Huygens selbstverständlich am stärksten beeinflusst. Und ich meine das sowohl literarisch als auch wissenschaftlich. Seine Daten haben den Bedrock für über 4.000 Forschungspapiere gegeben.
It discovered six new moons and helped us better understand their composition. It survived 20 years, traveling 7 billion kilometers, and spent 13 of those years around Saturn itself, gathering data on Saturn's gravity, magnetosphere, its rings and its structure. And Cassini kept gathering data
direkt bis zu den letzten Momente seines Lebens, als er sich in die Musterklauen der Atmosphäre von Saturn gezwungen hat und letztendlich in Tausende von Teilen zerbrochen hat. Verkoppelt das mit dem Fakt, dass es einige der am meisten bemerkenswerten oder inspirierenden Bilder von Saturn und dem Sonnensystem bis dahin gibt, und du hast eine verdammte Mission.
I'm Alex McColgan and you're watching Astrum. Join with me today for this Cassini Supercut as we explore its grand finale, the period of time before the dive, what it discovered before and during its plunge, and the incredible discoveries continuing to be made to this day from the clues that Cassini-Huygens provided us.
Chapter 2: What did the Cassini mission discover about Saturn's moons?
If you want to see Saturn's beauty, there is no better way to do it than through the eyes of Cassini in its grand finale. Die erste Probe, die Saturn erreichen konnte, war die Pioneer 11 Probe 1979. Es war an dieser Zeit, dass Wissenschaftler bestätigten, dass Saturns größte Mond, Titan, eine Atmosphäre hatte.
Sie wussten, dass sie zurückgehen und den Mond besuchen mussten, aber diese Zeit mit einem Landern. Voyager 1 und 2 waren bereits auf der Route zu Saturn, also war es natürlich zu spät, mit diesen Missionen einen Landungspunkt einzuführen. So wurde Cassini-Huygens geboren und im Oktober 1997 wurde er in den Raum gestartet.
Chapter 3: How did Cassini manage to reach Saturn?
Eine Sprechkraft für Saturn zu bekommen, ist kein leiser Fehl, da die ganze Reise gegen die Gravität des Sonnens zu kämpfen war, um Cassini zurück in das innere Solarsystem zu drücken. Um die nötige Geschwindigkeit zu erreichen, um Saturn zu erreichen, benötigte Cassini Planeten als gravitationelle Unterstützung. Sie flog von Venus zweimal, bevor sie zurück auf die Erde zurückging.
Die Erde schlug ihre Gravität dann nach Jupiter, was ihr den letzten Druck benötigte, um Saturn zu erreichen. Diese Verbindung von Planeten, die diese Gravitationsabschlüsse ermöglichten, geschieht nur einmal jedes 600 Jahre, also war die Zeitung in diesem Fall wichtig. Und Cassini schlug wirklich über die Erde, auch die zweite Zeit.
Es war nur 1.100 Kilometer über der Erdseite, als es am nahesten ansprach. Das macht es noch interessanter, wenn man merkt, was Cassini tatsächlich führte. Es war durch drei RTGs, oder radioisotopische thermoelektrische Generatoren. Im Grunde genommen kam die Power-Source von etwa 33 Kilogramm radioaktivem Plutonium. Es ist dieses radioaktive Dekay, das Cassini-Führung gab.
Und bis zum Ende ihres Lebens produzierte es immer noch etwa 700 Watt. Das Problem mit dem Flugzeug, das diese radioaktive Substanz trägt, war, dass, wenn die Wissenschaftler ihre Kalkulationen falsch gemacht hätten und ein Unfall auf der Erde landete, würde jeder auf der Planeten auf der Radiation ausgelöst werden.
Chapter 4: What challenges did Cassini face during its mission?
Nun, 33 Kilogramm, die über die gesamte Erde ausgelöst werden, ist eine sehr kleine Anzahl, aber im schlimmsten Falle hat NASA bestätigt, dass es etwa 5.000 Todesfälle von Kanzer verursachen würde. Sie haben das als akzeptablen Risiko reduziert, da die Chancen davon nur 1 in 1 Millionen waren.
Cassini hat RTGs benutzt, weil die Solar-Panel-Technologie damals nicht gut genug war, um die Sonne so weit weg von etwas zu steuern. Mit RTGs würde Cassini einen sehr langen operativen Leben haben und es könnte noch weitergehen, auch jetzt, wenn es nicht für die Tatsache war, dass es am Ende aus Propellent-Fluß ausging. Cassini hatte mehrere Objekte.
Um die Struktur und dynamische Bewegung von Saturns Ringen zu verstehen? Explore Saturns Monden mehr vollständig. Messere die Magnetosphäre von Saturn. Studiere die Atmosphäre von Saturn. Und studiere Titan mehr extensiv. Das letzte Teil ist, wo die Huygens-Parte von Cassini-Huygens in Spiel kommt.
Siehst du, Huygens war ein Landwirt, der sich an die Cassini-Spielkraft befasst hat, um zu sehen, was unter den schmutzigen Flüssen von Titan passiert ist. Huygens ist die Part der Mission, die von ESA gebaut und operiert wurde, der Europäischen Sprechagentur. Die Probe war nur ca. 1,3 Meter breit und wiegte 300 Kilogramm.
Als sie vom Orbiter getroffen wurde, spielte sie 22 Tage im Raum, bevor sie in die Atmosphäre von Titan kam. Das einzige System, das an diesem Punkt aktiv war, war ein Wachstumstimer, da die Probe nur 15 Minuten bevor sie in die Atmosphäre kam. Und als sie erwacht wurde, war es unglaublich, was sie sah. Dieses Video ist eine aktuelle, versperrte Version des 2,5-Hour-Descents.
Die Hauptmission von Huygens war tatsächlich über diesen Descent, die Lesungen von der atmosphärischen Druck, ihrer Komposition, Windgeschwindigkeit und so weiter. Und weil die Mission nur atmosphärische Lesungen zu messen war, war die Batterielife nicht erwartet, lange vor der Landung zu dauern.
Die Wissenschaftler dachten, dass sie auf einem Ozean oder einem Lake landen könnten, und so haben die Huygens entsprechend designt. Von dem, was man sieht, landete es tatsächlich auf dem Bett eines trockenen Lakes. Die Mission für Cassini selbst war unglaublich erfolgreich.
Wie auch die wissenschaftlichen Daten, die es in den letzten 13 Jahren aufgenommen hat, hat es die Möglichkeit gegeben, einige der am liebsten gefundenen Bilder des Staates zu vermitteln. Ich will nur einige meiner Lieblingsbilder von Saturn zeigen. Und natürlich sind Saturns Monden auch wunderschön in ihrem eigenen Recht.
Und einige sehr dedizierte Söhne haben sogar 1 Millionen Fotos von Cassini genommen, um uns zu zeigen, wie es sein würde, wenn man auf der Cassini-Spacekraft sitzt. Das sind echte Bilder. Sie wurden nur in Farbe korrigiert und verbessert und in Ordnung gestellt, um Bewegung zu zeigen. Es gibt kein CGI. Es ist einfach unglaublich.
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Chapter 5: What was Cassini's grand finale and what did it achieve?
Keine andere Mission hat diese unique Region so nahe auf der Planeten entdeckt. Was wir von diesen Aktivitäten lernen werden, wird unsere Verständnis dafür helfen, wie gigantische Planeten und Familien von Planeten überall entstehen und sich entwickeln.
Am Ende seines letzten Orbits, als er in die Atmosphäre von Saturn fallen würde, würde Cassini seine 20-jährige Mission erreichen, damit die biologisch interessanten Welten Enceladus und Titan niemals von hartgenauigen Mikroben kontaminiert werden, die die Reise enttäuscht haben. Es ist inspirierend, abenteuerlich und romantisch, und ein guter Ende zu dieser erstaunlichen Geschichte der Erfindung.
Aber schauen wir uns die letzten Momente an. Während der großen Finale von Cassini wurde NASA bereit, Cassinis Vorschläge für Longevität, für eine Chance an unvorhergesehenen Eingriffen an Saturn, zu verkaufen. Das war eine einfache Verhandlung. Nach allem, Cassini fuhr aus Nahrung, also war seine Überlebenszeit bereits auf dem Tisch.
Diese Entscheidung bedeutete, dass Cassini die Möglichkeit hatte, den Planeten näher zu erreichen als jemals vorher, zwischen den Ringen zu fliegen. Aber was hat es gesehen? Hat diese unique Perspektive etwas, was wir noch nie gesehen haben? Schauen wir uns ein paar der tollen Szenen an, die Cassini während seines großen Finals gesehen hat. Na, fangen wir mit den Monden von Saturn an.
Es hat einige der Shepherd-Monde in unbedeutendem Detail gesehen. Das ist eine nahe Begegnung von Atlas, einem 40 Kilometer langen Mond, nahe der Außenstrecke des A-Ring. Was überraschend an diesem Mond aussieht, ist die Unmöglichkeit von Impact-Kraten auf seiner anscheinend smoothen Oberfläche, was es absolut bizarr aussieht.
Dust from the rings is collecting over the surface, particularly around the equator of the moon, smoothing it over and giving it this disc shape. A similar thing happens with the second innermost moon of Saturn, Pan. At 30 km wide and found in the Encke gap, any particles from the rings that stray into the 350 km wide path get swept up by Pan. This keeps the Encke gap steady and constant.
Daphnis ist ein weiterer Schöpfermond, leider nicht in so viel Detail gesehen. Aber wegen der Fläche, in der es sich befindet, können seine Effekte für hunderten von Kilometern gesehen werden. Es ist nur acht Kilometer in Diameter und findet sich in einer sehr geringen Fläche im A-Ring, die Kielerfläche genannt wird.
Seine Gravität ist sehr schwach, aber sie ist genug, um die nahe angelegten Stoffpartikel zu wischen, als sie sich anbringt. Das erzeugt diese Wälder oder einen Rippeleffekt in den nahen Ringen, manchmal sogar Material, das direkt aus dem Ring rauskommt, das in diesem kleinen Weg hier sichtbar ist.
Nicht nur gehen diese Rippen von Seite zu Seite, sondern auch nach oben und nach unten, wie man von den Schatten, die sie erzeugen, sieht. Ich kann mir nur vorstellen, wie es sein würde, auf Daphnis zu sitzen und zu sehen, wie die Winde ihren orbitalen Weg folgen. Mit gläubigem Saturn und seinen vielen Monden im Hintergrund. Es wäre ein sehr guter Ort, ihn zu sehen. Reden wir über die Ringe.
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Chapter 6: What unique observations did Cassini make of Saturn's rings?
Laut dieser Interpretation, der Teil der Waage auf der linken Seite dieses Bildes entspricht den Positionen von Janus und Epimetheus in der Zeit der Voyager-Flybys in 1980 und 1981, also der Zeit, in der Janus und Epimetheus zuerst zwei unterschiedliche Objekte geworden sind.
Diese Erklärung erinnert mich ein wenig an einen Baumkopf, der die Erklärung betrifft, wie viele Jahre er lebendig ist, aufgrund dessen, wie viele Ringe er hat. Einfach unglaublich. Außer von anderen wunderschönen und detaillierten Bildern der Ringe, haben andere interessante Aussichtspunkte diese kleinen Propeller-Fähigkeiten in einigen Orten um die Ringe gedreht.
Diese Bildung zeigt beide Seiten der Ringe. Die oberste Bildung zeigt die illuminierte Seite und die unterste die unbeleuchtete Seite. Wissenschaftler machen das, um zu vergleichen und versuchen, Details herauszufinden. Auch wenn die Größe des Bildes nur 500 Meter pro Pixel ist, kann sich das Mondlicht nicht selbst lösen.
Man könnte nur etwas davon sehen, was man in diesem Bild sieht, aber was man sehen kann, ist, dass das Mondlicht physisch mit diesem Band von Materialien verbunden ist. Wie erwähnt, war dies nicht der einzige Mond, der versucht hat, einen Gap in den Ringen zu schaffen. Hier ist ein weiterer, der direkt neben dem Anker-Gap gefunden wurde.
Und hier ist ein weiterer, und wahrscheinlich der größte aus den drei. Keiner dieser Monds ist gedacht, größer als zwei Kilometer und hat wahrscheinlich die Densität eines Snowballs.
Die letzte interessante Sache, die Cassini innerhalb der Ringe beobachten konnte, sind extrem kleine, aber solide Objekte, die sich um den F-Ring formen, die potenziell durch die Zerstörungen von einigen der Schöpfermühlen um die Ringe verursacht wurden.
Sie scheinen solide zu sein, da sie schon einige Male in den F-Ring gelaufen sind, die Stoffe und Partikel herausgekippt haben, die dann manchmal sogar ihre Orbit folgen, wie man von den Hexen um sie herum sehen kann. Die Objekte selbst sind nicht wirklich sichtbar, wegen der Schmutz, die die Aussicht abschließt. Letztendlich schauen wir uns den Planeten selbst an.
Da Saturns Norden-Hemisphäre im Frühjahr an der Zeit war, als Cassini vorbeigekommen ist, war sein merkwürdiger Hexagon um die Pole in vollem Blick. Im Zentrum des Hexagons ist eine permanente polare Vortex gefunden, mit der Augenwolle eines riesigen Hurrikanes.
Interessant ist, dass sich die Polen mit der Saison in Farbe verändern, wie man ganz klar sehen kann, im Vergleich zu 2012, wo die Polen ziemlich schwarz in Farbe erscheinen. Mit der Unterstützung anderer Wegenlänge von Licht sind andere Stürme sichtbar und können überall auf der Planetenseite gespeichert werden, sowie Bands, die sich an Jupiter erinnern, nur nicht so stark im natürlichen Licht.
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Chapter 7: How did Cassini's data challenge our understanding of Saturn?
As the planet rotates, liquid metal in the core spins and shifts, and this colossal motion of molecules creates massive currents of energy, which in turn produce magnetic fields. Eine Fähigkeit davon ist, dass dank dieser Rotation der Pol des Magnetfeldes immer von der Rotationsachse des Planeten weg ist. Wenn die beiden zusammengelegt wären, würde der Magnetfeld lange nicht überleben.
All you have to do is to detect the magnetic fields around a planet, which Cassini could do, and watch as the magnetic pole shifts in a circle around the true axis of the planet. Once the magnetic pole has completed one rotation, you have your day.
Only, Saturn apparently does not play by the rules, and its magnetic pole is almost perfectly aligned with its axis of rotation, to an order of accuracy of less than 0.1 degree. And, in spite of dynamo theory claiming that this should be impossible, Saturn's magnetic field is alive and well.
Its magnetic moment is 580 times more powerful than Earth's, and is extremely influential on the Saturn system as a whole. Wissenschaftler wissen nicht, wie dieses Magnetfeld entsteht, denn es ist unter Dynamo-Theorie unmöglich, aber kein anderer Weg, so ein Feld zu produzieren, ist beurteilt. Entweder ist ein planetarisches Dynamo in Saturns Körpersprache,
aber ein anderer Effekt in der Atmosphäre stattfindet, um die Magnetfeldlinien perfekt mit der Rotationsachse zu alignieren, oder wir beobachten einen komplett neuen Methodus für die Produktion eines Magnetfeldes auf Saturn. Es war also zurück an die Schrift, um einen Saturn-Tag zu lösen. Glücklicherweise ist die Radiation noch mehr hilfreich. Saturn ist ein elektrisch live System.
Verpackte Ionen bewegen sich zwischen den Lagen in seiner Atmosphäre, sogar zwischen ihren Ringen und ihrer Ionosphäre. Wissenschaftler bemerkten, dass Saturn Radiowälder emittierte, als Resultat aller Magnetfelds, die sie spielten, und diese Radiowälder stürzten und stürzten in Intensität. In Wahrheit sah es aus, als würde man erwarten, dass die Planeten rotieren würden.
Höhere Regeln von Radiation würden jede 11 Stunden oder so erscheinen. As a result, scientists concluded with some certainty that this was Saturn's day length. Their initial estimate based on Voyager data was 10 hours 39 minutes and 23 seconds. It was hoped that Cassini would be able to improve the accuracy of this figure. Zuerst konnte Cassini das tun. Aber dann wurde es wirklich seltsam.
Denn über die 13 Jahre des Studiums von Cassini an Saturn, begann dieses Niveau zu wechseln. Es fliegte etwa 1% im Laufe eines Jahres. Manchmal steigend, manchmal fliegend. Das scheint fast zu bedeuten, dass der Planeten selbst die Geschwindigkeit seiner Rotation verändert hatte. Manchmal steigend und manchmal langsam. Um es klar zu machen, sollte ein Planeten, so groß wie Saturn, das nicht tun.
Wie so, haben Wissenschaftler beschlossen, dass dies nicht passieren würde, und ein Effekt muss wieder einmal die Wälder um Saturn umdrehen. Ein Teil der Atmosphäre hat Schiffe in den Feldern erzeugt, die die Radiation über die Zeit flüchten, versteckte die echte Rotation des Planeten unter einem kloaken Schimmer.
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Chapter 8: Why is Saturn's magnetic field so mysterious?
Nicht alles ist Gas, da die große Masse von Saturn bedeutet, dass je tiefer du in seine Atmosphäre gehst, desto intensiver ist die Heizung und Druck, zu der du verbeugt wirst. Es wird gedacht, dass diese Druck Gaseus-Hydrogen zu flüssigem Metall wird. Einige Wissenschaftler theorisieren, dass dieses flüssige Hydrogen, oder vielleicht sogar Hydrogen, so dünn verpackt wird, dass es Dämonen wird,
regnet in die Dämpfe von Saturn. Und die Friktion, die das erzeugt, erklärt einige der ungewöhnlichen Wärme von Saturn. Aber das Rest kommt aus den Auroras. Obwohl diese nicht vollständig verstanden sind, ist es gedacht, dass sie das Produkt sind von elektrisch verarbeiteten Partikeln, die von ihren Ringen und Monden in Saturn kommen.
Egal wo sie hervorgehoben sind, diese Auroras könnten genug Wärme erzeugen, um die oberste Atmosphäre des Planeten zu wärmen. Temperaturen, die so heiß sind, erzeugen andere Effekte. Wo heiße Fronten kalt sind, entstehen mächtige Winde.
Es wird theorisiert, dass diese Winde reibende Ionen um Saturns oberen Atmosphäre bewegen und diese elektrisch reibenden Winde sind das, was die Daten von Saturns Radiation auslöst, die seine Variante verursacht. Vielleicht könnte so eine Bewegung von elektrischen Kräften auch erklären, warum Saturns magnetische Felder nicht dort sind, wo sie geplant sind.
Dies könnte durch einen konduktiven Lager innerhalb der Klauen von Saturn verursacht werden, die sich auf eine andere Geschwindigkeit bewegen und ihre eigenen Felder erschaffen. Zumindest so geht die Erklärung. In all this, it should be clear that many of these answers lack final proof. Scientists are trawling through the data given by Cassini, hoping for further insights.
If these are not forthcoming, then ultimately it will take another mission to Saturn to find the answers to these puzzling questions. But what about the length of Saturn's day? Thankfully, this one mystery does have an answer. And it turned out the clue lay in the rings after all.
Anstatt die elektrische und magnetische Effekte von Saturn auf ihren Ringen zu beurteilen, haben Wissenschaftler festgestellt, dass Saturn sie auch durch ihre Gravität beurteilen würde. Dies ist ziemlich offensichtlich, aber was mehr bemerkenswert war, war, dass Saturn sie nicht uniform beurteilen würde. Saturn ist nicht ein perfekter runder Ball.
Welche Varianten in ihrer Form verursachen Varianten in ihrem gravitationellen Feld. Saturns Ringe waren eine perfekte Kiste, um solche Varianten auszusehen. Als Saturn an ihren Ringen ziehte, mit einer steigenden und fallenden Kraft, an bestimmten Orten in den Ringen, konnte er Rippen entdecken. Wissenschaftler begannen, diese Rippen zu suchen und sie zu befinden.
Durch das Messen der Distanz zwischen ihnen war es endlich möglich, die Länge des Tages von Saturn zu kalkulieren. Sie waren nicht weit entfernt. Es waren 10 Stunden, 33 Minuten und 38 Sekunden. Und dieses Mal sind die Wissenschaftler ziemlich sicher, dass sie es richtig gemacht haben. Also hat zumindest dieses Geheimnis geschlossen. Und trotzdem persisten Saturns andere Geheimnisse immer noch.
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