Een spannende rit staat op het punt te beginnen voor NASA's Cassini-ruimtevaartuig. Ingenieurs hebben dit jaar de baan van het ruimtevaartuig rond Saturnus opgepompt om de helling ten opzichte van de evenaar en de ringen van de planeet te vergroten. En op 30 november na een zwaartekrachtstoot van Saturnusmaan Titan, Cassini zal de eerste fase van het dramatische eindspel van de missie ingaan.

Gelanceerd in 1997, Cassini toert door het Saturnus-stelsel sinds hij daar in 2004 aankwam voor een nauwkeurige studie van de planeet, zijn ringen en manen. Tijdens zijn reis, Cassini heeft talloze dramatische ontdekkingen gedaan, waaronder een wereldwijde oceaan in Enceladus en zeeën van vloeibaar methaan op Titan.

Tussen 30 november en 22 april Cassini zal hoog boven en onder de polen van Saturnus cirkelen, duiken om de zeven dagen - in totaal 20 keer - door het onontgonnen gebied aan de buitenrand van de hoofdringen.

"We noemen deze fase van de missie Cassini's Ring-Grazing Orbits, omdat we langs de buitenrand van de ringen gaan, " zei Linda Spilker, Cassini-projectwetenschapper bij NASA's Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, Californië. "In aanvulling, we hebben twee instrumenten die deeltjes en gassen kunnen bemonsteren als we het ringvlak passeren, dus in zekere zin 'graast' Cassini ook op de ringen."

Op veel van deze passen Cassini's instrumenten zullen proberen om ringdeeltjes en moleculen van zwakke gassen die zich dicht bij de ringen bevinden direct te bemonsteren. Tijdens de eerste twee banen, het ruimtevaartuig zal direct door een extreem zwakke ring gaan die wordt geproduceerd door kleine meteoren die de twee kleine manen Janus en Epimetheus raken. Ringovergangen in maart en april sturen het ruimtevaartuig door de stoffige buitengebieden van de F-ring.

"Ook al vliegen we dichter bij de F-ring dan ooit, we zullen nog steeds meer dan 4 zijn, 850 mijl (7, 800 kilometer) ver. Er is weinig bezorgdheid over stofgevaar op dat bereik, " zei Graaf Maïs, Cassini projectmanager bij JPL.

De F-ring markeert de buitengrens van het hoofdringsysteem; Saturnus heeft verschillende andere, veel zwakkere ringen die verder van de planeet liggen. De F-ring is complex en verandert voortdurend:Cassini-afbeeldingen hebben structuren getoond zoals heldere streamers, piekerige filamenten en donkere kanalen die in slechts enkele uren verschijnen en zich ontwikkelen. De ring is ook vrij smal - slechts ongeveer 800 kilometer breed. In de kern is een dichter gebied van ongeveer 50 kilometer breed.

Zoveel bezienswaardigheden om te zien

Cassini's ringgrazende banen bieden ongekende mogelijkheden om de menagerie van kleine manen te observeren die in of nabij de randen van de ringen draaien, inclusief de beste blikken op de manen Pandora, Atlas, Pan en Daphnis.

Het grazen van de randen van de ringen zal ook enkele van de meest nauwkeurige studies opleveren van de buitenste delen van de hoofdringen van Saturnus (de A, B- en F-ringen). Sommige van Cassini's uitzichten zullen een detailniveau hebben dat niet te zien is sinds het ruimtevaartuig tijdens zijn aankomst in 2004 net boven hen gleed. De missie zal in december beginnen met het afbeelden van de ringen over hun gehele breedte, het oplossen van details kleiner dan 1 kilometer per pixel en het opbouwen van Cassini's complete scan van de ingewikkelde structuur van de ringen van de hoogste kwaliteit.

De missie zal doorgaan met het onderzoeken van kleinschalige functies in de A-ring genaamd "propellers, " die de aanwezigheid van onzichtbare maantjes onthullen. Vanwege hun vliegtuigpropellerachtige vormen, wetenschappers hebben enkele van de meer hardnekkige kenmerken informele namen gegeven, geïnspireerd door beroemde vliegeniers, inclusief 'Earhart'. Het observeren van propellers met een hoge resolutie zal waarschijnlijk nieuwe details onthullen over hun oorsprong en structuur.

En in maart, terwijl hij door de schaduw van Saturnus glijdt, Cassini zal de door de zon verlichte ringen observeren, in de hoop stofwolken op te vangen die worden uitgestoten door meteoorinslagen.

Voorbereiding op de finale

Tijdens deze banen, Cassini zal ongeveer 56 passeren, 000 mijl (90, 000 kilometer) boven de wolkentoppen van Saturnus. Maar zelfs met al hun opwindende wetenschap, deze banen zijn slechts een prelude op de planeetbegrazingspassen die voor ons liggen. In april 2017, het ruimtevaartuig zal zijn Grand Finale-fase beginnen.

Na bijna 20 jaar in de ruimte, de missie nadert zijn einde omdat het ruimtevaartuig bijna geen brandstof meer heeft. Het Cassini-team heeft de finale zorgvuldig ontworpen om een ​​buitengewoon wetenschappelijk onderzoek uit te voeren voordat het ruimtevaartuig naar Saturnus werd gestuurd om zijn mogelijk bewoonbare manen te beschermen.

Tijdens zijn grote finale, Cassini zal zo dicht als 1 passeren. 012 mijl (1, 628 kilometer) boven de wolken terwijl hij herhaaldelijk door de nauwe opening tussen Saturnus en zijn ringen duikt, voordat hij op 15 september zijn missie-einde duik in de atmosfeer van de planeet maakt. Maar voordat het ruimtevaartuig over de ringen kan springen om aan zijn finale te beginnen, nog wat voorbereidend werk.

Beginnen met, Het is de bedoeling dat Cassini een korte verbranding van zijn hoofdmotor uitvoert tijdens de eerste superdichte nadering van de ringen op 4 december. Deze manoeuvre is belangrijk voor het finetunen van de baan en het bepalen van de juiste koers om de rest van de missie mogelijk te maken.

"Dit zal de 183e en laatste geplande ontsteking van onze hoofdmotor zijn. Hoewel we nog steeds kunnen besluiten om de motor opnieuw te gebruiken, het plan is om de resterende manoeuvres te voltooien met behulp van stuwraketten, ’ zei Mais.

Om je verder voor te bereiden, Cassini zal de atmosfeer van Saturnus observeren tijdens de ringbegrazingsfase van de missie om nauwkeuriger te bepalen hoe ver deze zich boven de planeet uitstrekt. Wetenschappers hebben waargenomen dat de buitenste atmosfeer van Saturnus sinds de komst van Cassini lichtjes uitzet en samentrekt met de seizoenen. Gezien deze variabiliteit, de komende gegevens zullen belangrijk zijn om missie-ingenieurs te helpen bepalen hoe dichtbij ze het ruimtevaartuig veilig kunnen vliegen.