Huygens (sonde)

Huygens - sonden blev skabt af European Space Agency og opkaldt efter den hollandske astronom Christian Huygens fra det 17. århundrede .  Sonden blev opsendt den 15. oktober 1997 i forbindelse med rumfartøjet Cassini . Den 25. december 2004 adskilte sonden sig fra sin bærer og begyndte sin uafhængige bevægelse mod Titan . Den 14. januar 2005 kom Huygens-sonden med succes ind i Titans atmosfære og landede på dens overflade i et område kaldet Xanadu . Det var den første (og fra 2022 den eneste) nogensinde bløde landing i det ydre solsystem . Sonden sad på en hård overflade, selvom dets design også sørgede for landing i havet.

Mål

I alt skulle Huygens udføre fem hovedopgaver [1] :

1. Bestem de fysiske karakteristika af Titans atmosfære (densitet, tryk, temperatur og så videre) afhængigt af højden.
2. Mål procentdelen af ​​atmosfærens bestanddele.
3. At studere kemiske og især fotokemiske processer i atmosfæren, især i forhold til organiske molekyler, samt dannelse og sammensætning af aerosoler.
4. Beskriv Titans meteorologi, især skyfysik, lynudladninger og generel cirkulation.
5. At studere den fysiske tilstand, topografi og sammensætning af Titans overflade.

Værktøjskasse

For at udføre videnskabelige eksperimenter var Huygens-sonden udstyret med seks instrumenter:

• Huygens Atmospheric Structure Instrument ( HASI ) - måling af de fysiske og elektriske egenskaber af Titans atmosfære;
• Dopplerhastighed og driftmåler ( Doppler Wind Experiment , DWE ) - undersøgelse af retningen og styrken af ​​Titans vinde ;
• Descent Imager/Spectral Radiometer ( DISR ) - nedstigningsdisplay og lysniveauundersøgelse ;
• Gaskromatograf / massespektrometer ( gaskromatograf /massespektrometer , GC/MS ) - identifikation og måling af den kemiske sammensætning af Titans atmosfære;
• Aerosol Collector and Pyrolyser ( ACP ) - analyse af atmosfæriske aerosolpartikler ;
• Surface- Science Package ( SSP ) - Bestemmelse af overfladeegenskaber.

Descent to Titan

Faldskærmsudspring gennem Titans atmosfære tog Huygens 2 timer 27 minutter og 50 sekunder. Kollisionen af ​​apparatet med Titans overflade skete med en hastighed på 16 km/t (eller 4,4 m/s ), mens enhederne oplevede kortvarige overbelastninger, 15 gange højere end accelerationen af ​​frit fald på Jorden. Dette tryk deaktiverede en af ​​sensorerne, men et par minutter senere genoptog den at fungere. Sondens ydeevne oversteg de mest optimistiske forventninger. Cassini modtog Huygens ' signaler under nedstigningsfasen i 147 minutter 13 sekunder og fra overfladen i yderligere 72 minutter 13 sekunder, før orbiteren forsvandt over horisonten. Derefter blev sondens signaler modtaget i nogen tid ved et radioteleskop i Australien , selvom de viste sig at være for svage til at blive brugt som informationstransmissionskanal.

Huygens selv sendte ikke information direkte til Jorden. Hans opgave var at transmittere Cassini-data, som udførte dens videre transmission til Jorden, da sonden, der landede på Titan, forblev i den zone, der var usynlig for signaltransmission. I alt blev der overført mere end 500 megabyte information , herunder omkring 350 billeder. I alt var det planlagt at overføre 700 fotografier til Jorden, men på grund af en funktionsfejl i computerprogrammet (formentlig på grund af fejl i dets udvikling) gik halvdelen af ​​de billeder, Huygens transmitterede, tabt.

Landingsstedet for enheden den 14. marts 2007 blev besluttet opkaldt efter Hubert Curien, en af ​​grundlæggerne af European Space Agency [2] .

Resultater

Hovedresultater

Under nedstigningen tog Huygens prøver af atmosfæren. Vindhastigheden på samme tid (i en højde af 9 til 16 km ) var ca. 26 km/t . Ved hjælp af en ekstern mikrofon var vi i stand til at optage lyden af ​​denne vind. Instrumenter om bord registrerede en tæt metan - dis (skylag) i en højde af 18-19 km , hvor det atmosfæriske tryk var cirka 50 kilopascal ( 5,1⋅10 3  kgf/m² ), eller 380 millimeter kviksølv. Udetemperaturen i begyndelsen af ​​nedstigningen var -202°C, mens den på Titans overflade var lidt højere: -179°C.

Ifølge fortolkningen af ​​data fra Huygens-sonden af ​​Tetsuo Tokano fra universitetet i Köln består den øverste del af skyerne af metan-is, og den nederste del af flydende metan og nitrogen [3] .

Billeder taget under nedstigningen viste et komplekst terræn med spor af væskevirkning (flodlejer og en skarp kontrast mellem lyse og mørke områder - "kystlinjen"). Det mørke område, som Huygens kom ned på, viste sig dog at være solidt. Billederne taget fra overfladen viser afrundede sten op til 15 cm i størrelse , med spor af væskepåvirkning ( Pebbles ).

Undersøgelsen af ​​jordens egenskaber blev udført ved hjælp af et penetrometer . Jorden blev oprindeligt tolket som en tynd skorpe af en forholdsvis homogen konsistens på en blødere bund ("creme brulee"). Senere blev penetrometerdata revideret: det menes nu, at det under landing ramte småstenene, hvorefter det sank ned i jorden, hvis generelle konsistens svarer til konsistensen af ​​vådt sand eller tæt sne. Sonden dykkede ned i jorden til en dybde på 10-15 cm . Samtidig blev metan frigivet fra jorden (dets emissioner blev registreret af sondeinstrumenterne).

Overraskelser

1. En af de første overraskelser var eksistensen på Titan af det andet, nederste lag af ionosfæren, der ligger mellem 40 og 140 km (maksimal elektrisk ledningsevne i en højde af 70 km).
2. Den gule metan-dis, der gør det så svært at se Titans overflade, er til stede i atmosfæren i alle højder, selvom det oprindeligt var forventet, at under 60 km ville atmosfæren være næsten gennemsigtig.
3. Det var en komplet overraskelse for forskerne, at der i en højde af omkring 80 km hersker en næsten død ro i Titans atmosfære - hverken vinde, der blæser under 60 km, eller turbulente bevægelser observeret dobbelt så højt, trænger ind her. Årsagerne til denne mærkelige falmning af bevægelser er endnu ikke blevet forklaret. Grundlaget for Titans atmosfære, såvel som på Jorden, er nitrogen . Den næstvigtigste gas - metan (CH 4 ) - indtager et sted, der lidt ligner vanddamp i jordens atmosfære. Og i de nederste lag af atmosfæren kan der endda dannes metanskyer [4] .

Se også

• Saturn og dens måne Titan
• Livet på Titan
• Cassini-Huygens program , Cassini rumfartøj
• Dragonfly (rumfartøj) , et flyprojekt med roterende vinge til Titan-udforskning
• Liste over første landinger på himmellegemer

Noter

1. ↑ NASA Huygens (link ikke tilgængeligt) . Hentet 1. oktober 2010. Arkiveret fra originalen 20. oktober 2011.  (ubestemt)   (Engelsk)
2. ↑ Huygens landingsplads skal opkaldes efter Hubert Curien . ESA (5. marts 2007). Hentet 6. august 2007. Arkiveret fra originalen 22. august 2011. (ubestemt)
3. ↑ Sonde "Huygens" talte om vejret på Titan . Hentet 27. juli 2008. Arkiveret fra originalen 4. marts 2016. (ubestemt)
4. ↑ Alexander Sergeev. Huygens-missionen sluttede med fem pressemeddelelser . Elementy.ru (5. december 2005). Hentet 14. januar 2021. Arkiveret fra originalen 4. marts 2016. (ubestemt)

Links

• NASA Cassini  side
• ESA Huygens  hjemmeside
• ESA - Hvor er Cassini-Huygens nu?  (Engelsk)

Ordbøger og encyklopædier	Flot dansk Britannica (online)