NASA's Cassini-ruimtevaartuig zal nieuw gebied betreden in zijn laatste missiefase, de grote finale, terwijl het zich voorbereidt op een reeks ultradichte passen door de bovenste atmosfeer van Saturnus met zijn laatste vijf banen rond de planeet.

Cassini zal maandag om 12:22 uur EDT de eerste van deze vijf passages over Saturnus maken, 14 aug. Het punt van dichtste nadering van het ruimtevaartuig tot Saturnus tijdens deze passages zal tussen ongeveer 1 010 en 1, 060 mijl (1, 630 en 1, 710 kilometer) boven de wolkentoppen van Saturnus.

Het ruimtevaartuig zal naar verwachting een atmosfeer tegenkomen die dicht genoeg is om het gebruik van zijn kleine raketstuwraketten te vereisen om de stabiliteit te behouden - omstandigheden die vergelijkbaar zijn met die tijdens veel van Cassini's nabije flybys van Saturnusmaan Titan, die zijn eigen dichte atmosfeer heeft.

"Cassini's Titan-vluchten bereidden ons voor op deze snelle passages door de bovenste atmosfeer van Saturnus, " zei Graaf Maïs, Cassini-projectmanager bij NASA's Jet Propulsion Laboratory (JPL) in Californië. "Dankzij onze ervaringen uit het verleden, het team is ervan overtuigd dat we begrijpen hoe het ruimtevaartuig zich zal gedragen bij de atmosferische dichtheden die onze modellen voorspellen."

Maïs zei dat het team de pas van 14 augustus als nominaal zal beschouwen als de stuwraketten tussen 10 en 60 procent van hun vermogen werken. Als de stuwraketten harder moeten werken - wat betekent dat de atmosfeer dichter is dan modellen voorspellen - zullen ingenieurs de hoogte van volgende banen vergroten. Aangeduid als een "pop-upmanoeuvre, " stuwraketten zullen worden gebruikt om de hoogte van de dichtste nadering op de volgende passen te verhogen, waarschijnlijk met ongeveer 120 mijl (200 kilometer).

Als de pop-upmanoeuvre niet nodig is, en de atmosfeer is minder dicht dan verwacht tijdens de eerste drie passages, ingenieurs kunnen afwisselend de "pop-down" -optie gebruiken om de dichtstbijzijnde naderingshoogte van de laatste twee banen te verlagen, waarschijnlijk ook met ongeveer 120 mijl (200 kilometer). Hierdoor zouden Cassini's wetenschappelijke instrumenten, vooral de ionen- en neutrale massaspectrometer (INMS), om gegevens over de atmosfeer nog dichter bij de wolkentoppen van de planeet te verkrijgen.

"Terwijl het deze vijf onderdompelingen in Saturnus maakt, gevolgd door zijn laatste duik, Cassini wordt de eerste atmosferische sonde van Saturnus, " zei Linda Spilker, Cassini-projectwetenschapper bij JPL. "Het is al lang een doel in planetaire verkenning om een ​​speciale sonde in de atmosfeer van Saturnus te sturen, en we leggen de basis voor toekomstige verkenning met deze eerste poging."

Andere Cassini-instrumenten zullen gedetailleerde, observaties met hoge resolutie van de aurora's van Saturnus, temperatuur, en de vortexen aan de polen van de planeet. De radar zal diep in de atmosfeer turen om kleinschalige kenmerken te onthullen die zo fijn zijn als 16 mijl (25 kilometer) breed - bijna 100 keer kleiner dan het ruimtevaartuig kon waarnemen voorafgaand aan de Grand Finale.

Op 11 september een verre ontmoeting met Titan zal dienen als een zwaartekrachtversie van een grote pop-down-manoeuvre, het vertragen van Cassini's baan rond Saturnus en het licht buigen van zijn pad om het ruimtevaartuig naar zijn duik in de planeet op 15 september te sturen.

Tijdens de duik in een halve baan, het plan is om zeven wetenschappelijke instrumenten van Cassini te hebben, inclusief INMS, ingeschakeld en metingen bijna in realtime rapporteren. Het ruimtevaartuig zal naar verwachting een hoogte bereiken waar de atmosferische dichtheid ongeveer het dubbele is van wat het tijdens zijn laatste vijf passen aantrof. Zodra Cassini dat punt bereikt, zijn stuwraketten zullen niet langer in staat zijn om te werken tegen de druk van de atmosfeer van Saturnus om de antenne van het ruimtevaartuig naar de aarde gericht te houden, en het contact zal permanent verloren gaan. Het ruimtevaartuig zal even later uiteenvallen als een meteoor, einde van zijn lange en lonende reis.