https://frosthead.com

איך מדענים הנדסו את מותו הסופי של קאסיני

עוד לא היה שחר בחוף המערבי של ארצות הברית כאשר חללית קאסיני העבירה את המסר הסופי שלה לכדור הארץ והחלה בצלילת ההתאבדות בשבתאי. במעבדה להנעת סילון של נאס"א בפסדינה, קליפורניה, מדענים ומהנדסים הצטופפו בחדר בקרת משימה עמוס, בעוד שאחרים צפו בסימן הנפרש בהמשך הדרך בקמפוס של מכון הטכנולוגיה בקליפורניה. קצת אחרי השעה 04:55 בבוקר, זמן מקומי, 15 בספטמבר 2017, הסתיים האורביטר הזעיר את משימתו ל 20 שנה.

תוכן קשור

  • מה הצלילות הנועזות של קאסיני לימדו אותנו על סטורן
  • חגגו את המסע ההיסטורי של קאסיני בשמונה תמונות מדהימות

"אני משווה את זה למתאגרף בלתי מנוצח, או לשחקן בייסבול שפורש בסוף העונה, " אמר ברנט באפינגטון, מהנדס תעופה וחלל ב- JPL שעזר לתכנן את דרכו של קאסיני בשש וחצי השנים האחרונות. "הם יצאו בתנאים שלהם."

ובכל זאת, קאסיני הצליח להפיג את טיפת המדע האחרונה האפשרית, כאשר פגש את סופה בעננים הצפופים של שבתאי. אפילו כשהוא גלל לעבר השכחה, ​​הוא גם חקר את האווירה של כדור הארץ לראשונה. זה אופייני למסלול, שחשף גלים של תובנות מדהימות על סטורן וירחיו מאז שהגיע לכוכב הלכת המעוגלת בשנת 2004. חיי המשימה הוארכו לא פעם אלא פעמיים כדי לתת לאומנות זמן רב יותר לחקור את תעלומותיו של שבתאי .

גם קאסיני לא עצר בשבתאי: החללית פילחה את ערפיח העבה של הירח הגדול ביותר של שבתאי, טיטאן, כדי לגלות אגמים של מתאן ואיתן, הנוזל היחיד הידוע שקיים בכוכב לכת שאינו כדור הארץ. הוא חשף צורות אדמה מוזרות, מדיונות ועד מבוכים ועד הרי געש אפשריים. קאסיני גם תפס תמונות מדהימות של גייזרים המשתרעים מהקוטב הדרומי של הירח הקפוא אנצלאדוס, וחשף אוקיינוס ​​נוזלי שהוחבא מתחת לקרום הקפוא של הירח.

תצפיות אלה ואחרות סייעו להצביע על כך שמערכת השמש שלנו מלאה בעולמות אוקיינוסים - וייתכן שחיים יוכלו להתפתח ואפילו לשגשג רחוק מהשמש.

חצי הכדור הצפוני של שבתאי במאי 2017, נצפה על ידי משימת קאסיני. חצי הכדור הצפוני של שבתאי במאי 2017, נצפה על ידי משימת קאסיני. (נאס"א / JPL)

בסופו של דבר, דאגתה של נאס"א לאנצ'אלדוס ולטיטאן היא שקבעה את מותו של קאסיני. שני העולמות בשלים שהחיים יתפתחו מעצמם, ומדענים מקווים לצוד אחר סימנים אפשריים למשימות עתידיות. דאגה אמיתית אחת היא האפשרות לזהם עולמות מסוג זה במיקרובים שלנו (עד כדי כך שיש לנו משרד הגנה פלנטרי שלם שמוקדש למניעת מצב זה).

"הדבר האחרון שאנחנו רוצים לעשות זה לזהם את הגופות הבתוליות האלה עם חיידקי כדור הארץ שיכולים להיות בחללית שלנו, " אמר באפינגטון. אז הוא וצוות הניווט התיישבו כדי להבין כיצד למקסם כמה מדע הם יכולים להפיק מקאסיני, תוך שמירה על העולמות האפשריים למגורים אלה מפני זיהום.

צוות הניווט רדף אחר מסלולי מסלול פוטנציאליים לקאסיני ברגע שמיכל הדלק שלו היה ריק, אמר בופינגטון. הם יכלו להחנות את החללית במסלול קבוע סביב שבתאי, ולהעביר בחזרה מידע על המערכת למשך שנים רבות. הם יכלו לרסק אותו לטבעות לראות איך הם יגיבו, התנגשות שיכולה גם לספק תובנות. הם יכולים לקרוס אותו לאחד מירחי שבתאי רבים. או שהוא יכול לעזוב את המערכת לחלוטין, לנסוע לכוכב לכת ענק אחר או לאסטרואידים המוזרים של מערכת השמש החיצונית.

כל אפשרות הוצגה בפני צוות המדע שחיפש את הדרך הטובה ביותר להפיק את המרב מימיו האחרונים של החללית. תהליך הבחירה היה, אומר באפינגטון, "דארוויניזם במיטבו."

ניפוץ במהירות את הטבעות נפסל במהירות. הניסיון להוכיח שאף אחד מהקטעים שהתקבלו לא יסתיים בסופו של דבר - וייתכן שיזהם - טיטאן או אנצ'אלדוס היה דבר בלתי אפשרי. בחינת עולם אחר נדחתה גם בהתחשב בכמה שאלות מצטיינות על סטורן.

ובעוד שמסלול נצחי סביב סטורן נשמע טוב, הייתה בעיה אחת גדולה: טיטאן, אחד העולמות שקיוו לשמר, היה בעל פוטנציאל לגרום לתוהו ובוהו, ויכול היה יום אחד לשלוח את קאסיני מתפתל לאחד הירחים המגורים.

אז הצוות החליט להעמיד את כוחו של טיטאן לעבודה טובה. בופינגטון, שעזב את המשימה בשנת 2012 אך חזר ל- JPL כדי לחזות בגמר הגדול של קאסיני, אמר כי אחת מהפריצות הדרך העיקריות הייתה ההבנה כי הירח המסיבי יכול לשמש סוס עבודה. כלומר, מהנדסים יכולים לנצל את העובדה שכאשר גוף קטן עובר ליד גוף נע גדול יותר, נתיבו של הגוף הקטן משתנה באופן שמדענים יכולים לחשב ולחזות.

"אפשר להשתמש בסיוע כוח משיכה יחיד של טיטאן כדי לקפוץ על כל מערכת הטבעות הראשית", מאפשר לחללית לחצא את אזור הסכנה ולנסוע בין הכוכב לטבעותיו, אמר.

לאחר שצוות הניווט מיפה את מסלוליו הסופיים של קאסיני כחצי עשור שלם לפני פטירתו, הם שלחו את התוכניות לבקרי הטיסה של קאסיני. כל 10 שבועות שלחו חבילה של פיקוד ניווט לחללית. הם לא תארו את המסלול, אבל הם אלה שדואגים שקאסיני יקבל אותו.

דייוויד דודי, ראש מחלקת פעולות טיסה בזמן אמת של JPL, מסר לנו את מסלול ההתייחסות ואז אנחנו מעלים אותו. דודי וצוותו המונה שבעה "אסים" (שזה השם הרשמי למהנדסים שמדברים בזמן אמת עם החללית) מביאים לתמרונים הקטנים שמניחים את החללית למקום שהיא צריכה להיות. אך בעוד הם עזרו לדחוף את קאסיני לדרך הנכונה, היה זה טיטאן ואנשיו הגדולים שעשו את ההרמה הכבדה.

"טיטאן הוא המנוע הגדול שלנו, " אמר דודי. אם קאסיני היה נוסע בכביש המהיר, הוא המשיך, האסים היו אחראים לשמירתו בנתיב הנכון. אבל הירח המסיבי מפעיל את השליטה הרבה ביותר. "טיטאן הוא העליונה שלנו, " אמר.

.....

באפריל הפך מותו של סטורן בלתי נמנע. זה היה הרגע בו ההשפעות הכבידתיות של מטוס טיטאן הובילו לתזוזה האחרונה בסדרת שינויים שהפנו את קאסיני היישר אל סטורן, ללא אפשרות לברוח. גם אם מתכנני המשימה שינו איכשהו את דעתם, המאיצים הזעירים שנעשו למשמרות קטנות לא היו מספיק חזקים בכדי להוריד את הלוויין ממסלול ההתרסקות שאותו הציב טיטאן.

בשעה 3:53 לפנות בוקר, ב -13 בספטמבר, העלה מהנדס פעולות המשימה של קאסיני, מייקל סטאב, את הצבוט האחרון לחללית. סטאאב היה בקונסולה שבועיים לפני הגראנד פינאלה כדי לשלוח את החבילה האחרונה שקאסיני יקבל אי פעם, הדחיפה הסופית מצד הדחפנים שיעלו אותה בדרך מדויקת לקראת מותה. למרות שמסלול החללית כבר נקבע, סדרת הפקודות האחרונה הזו חתמה את גורלה.

האם חש חרטה כלשהי?

"אני מהנדס חסר לב", צחק, וישב ליד קונסולת אייס שעות לפני שהחללית פגשה את גורלה. בניגוד לרבים מהמדענים, שמתייחסים לקאסיני בשם 'היא', סטאב הזכיר לנו שקאסיני הוא רובוט, עושה את מה שהוא נועד לעשות.

עבור דודי, זו לא הייתה הפעם הראשונה שהוא נשמע בכישלון המוות בלוויין אהוב. בשנת 1994 הוא שלח את הפיקוד הסופי לחללית מגלן של נאס"א שאמר לה להתכופף לענני נוגה. אך בעוד שמגלן דרשה פקודה יחידה ספציפית לעמוד במותה, הדרך הסופית של קאסיני חייבה שורה של שינויים מצטברים שלקח חצי עשור להגיע. "הפעם, זה כל כך אלגנטי, " אמר דודי.

כשקאסיני נכנס לאווירה של סטורן, עמד דודי בשליטת המשימה במעבדה להנעה של סילון בקליפורניה. הטלסקופים של טלסקופ רשת החלל העמוק באוסטרליה, ספרד וקליפורניה מחברים בקרת משימה עם לוויינים שצללו במעמקי החלל. לוח ברצפה בסמוך לקונסולת קאסיני אייס מזהה את שליטת המשימה כ"מרכז היקום ".

אחרי שעבד על המשימה כבר מההתחלה, אומר דודי, המסקנה מרגישה מרגשת וגם סופית. "זה סיום ההתחייבות של 20 שנה", אמר. "זה היה דם, זיעה ודמעות כל הזמן, ועכשיו, אחרי שזה נגמר, זה כמו לקפוץ מצוק."

סטאב עמד גם הוא בשליטת המשימה, עבד 27 שעות רצופות ושימש את הגיבוי של אייס לגראנד פינאלה. "אני עצוב לראות שזה נעלם, " אמר. "אבל אני מאוד גאה במה שהשגנו."

באפינגטון היה גם ב- JPL, אם כי לא בבקרת משימה. בדומה לסטאב, הוא אומר שהוא לא הפך להיות רגשי יתר על המידה לחללית, אלא הציל את התפעלותו מהמדענים והמהנדסים שאיפשרו את המשימה הזו.

"אם מדובר ברגש כלשהו, ​​זה רק להודות לאנשים על העבודה המדהימה שעשו בהנדסה ובנו את החללית עוד לפני שהייתי מבוגר מספיק לכתוב את שמי", אמר.

קאסיני פגש את גורלו הלוהט בעזרת מפקחי טיסה, מהנדסים וטיטאן, אך מורשתו תימשך גם בשנים הבאות. המידע שהיא סיפקה על מערכת שבתאי, כולל המדידות הסופיות שלה על האטמוספרה של הכוכב, ידרבן יותר מעשור של מחקר.

"קאסיני מעודד את כולנו, צעירים ומבוגרים, להמשיך להביט ולתהות מה יש שם בחוץ, " אמר באפינגטון.

איך מדענים הנדסו את מותו הסופי של קאסיני