科学者がカッシーニの最後の終Deを設計した方法

カッシーニ宇宙船が地球に最後のメッセージを送り、土星への自殺突入を開始したのは、米国西海岸ではまだ夜明けではありませんでした。 カリフォルニア州パサデナにあるNASAのジェット推進研究所では、科学者とエンジニアが満員のミッションコントロールルームに押し寄せ、カリフォルニア工科大学のキャンパスで信号が展開するのを見る人もいました。 2017年9月15日、現地時間の午前4時55分直後に、小さなオービターは20年間のミッションを終了しました。

関連性のあるコンテンツ

• カッシーニの大胆なダイブが土星について教えてくれたこと
• 8つの信じられないほどの画像でカッシーニの歴史的な航海を祝う

「無敗のボクサー、またはシーズンの終わりに引退する野球選手に例えます」とJPLの航空宇宙技術者で、過去6年半にわたるカッシーニの進路の計画を手伝ったブレント・バフィントンは言いました。 「彼らは彼らの条件で出かけた。」

それでも、カッシーニは、土星の密な雲の中で終わりを迎えたため、科学の可能な限り最後の一滴を絞り出すことができました。 それが忘却に向かって苦しんだとしても、それは惑星の大気を初めて調査していました。 これは、2004年に環状惑星に到着して以来、土星とその月についての信じられないほどの洞察の群れを明らかにしてきたオービターの特徴でした。 。

カッシーニは土星にも立ち止まりませんでした：宇宙船は土星の最大の月であるタイタンの厚いスモッグに穴を開け、地球以外の惑星に存在することが知られている唯一の液体であるメタンとエタンの湖を発見しました。 砂丘から迷路、氷火山まで、奇妙な地形を明らかにしました。 カッシーニはまた、氷の月エンケラドスの南極から噴出する間欠泉の信じられないほどの画像をキャプチャし、月の氷の地殻の下に隠された液体の海の覆いを取った。

これらの観察やその他の観察は、私たちの太陽系が海洋世界で満たされていること、そして生命が太陽から遠く離れて発展し、さらには繁栄することさえできると主張するのに役立ちました。

最終的に、カッシーニの死を命じたのは、エンケラドスとタイタンに対するNASAの懸念でした。 どちらの世界も生命が自力で進化する機が熟しており、科学者は将来のミッションで起こりうる兆候を探し求めています。 非常に現実的な懸念の1つは、これらの種類の世界を微生物で汚染する可能性です（それを防ぐために惑星保護局全体を設置するまで）。

「私たちがやりたい最後のことは、私たちの宇宙船にあるかもしれない地球微生物でこれらの原始的な体を汚染することです」とバフィントンは言いました。 そこで彼と航海チームは、これらの潜在的に居住可能な世界を汚染から守りながら、カッシーニからどれだけの科学を得ることができるかを最大化する方法を見つけ出しました。

ナビゲーションチームは、燃料タンクが空になった後、カッシーニのいくつかの潜在的な軌道を追跡した、とバフィントンは言いました。 彼らは、土星の周りの恒久的な軌道に宇宙船を駐車し、今後数年間、システムに関する情報を送り返すことができました。 彼らはそれをリングに打ち込んで、彼らがどのように反応するかを見ることができました。 彼らはそれを多くの土星の月の一つに衝突させることができた。 または、システムを完全に離れて、別の巨大な惑星または外側の太陽系の奇妙な小惑星に移動することもできます。

科学チームにそれぞれの可能性が提示され、科学チームは宇宙船の最終日を最大限に活用するための最良の方法を探しました。 バフィントン氏によると、選考プロセスは「ダーウィニズムの最高峰」でした。

リングへのスマッシングはすぐに除外されました。 結果として得られる破片がどれも最終的にタイタンやエンケラドスに落ちないこと、そして潜在的に汚染することを証明しようとすることはほとんど不可能でした。 土星に関する未解決の質問がどれだけ残っているかを考えると、別の世界の探索も拒否されました。

そして、土星の周りの永遠の軌道は良いように聞こえましたが、1つの大きな問題がありました：タイタンは、彼らが保存したいと思った世界の1つであり、混乱を引き起こす可能性があり、いつか住みやすい月の1つにカッシーニのらせんを送ることができました。

そこで、チームはタイタンの力をうまく働かせることに決めました。 2012年にミッションを離れたが、カッシーニのグランドフィナーレを目撃するためにJPLに戻ったバフィントンは、大きな突破口の1つは、巨大な月を主力馬として使用できることに気づいたことだと言いました。 つまり、技術者は、小さな物体が大きな移動物体を通過すると、科学者が計算および予測できるように、小さな物体の経路が変更されるという事実を活用できます。

「単一のタイタン重力アシストを使用して、メインリングシステム全体をジャンプすることができます」と、宇宙船が危険ゾーンをすり抜けて、惑星とそのリングの間を移動できるようになりました。

航海チームは、カッシーニの最終軌道を、その崩壊の半十年前に計画した後、カッシーニのフライトコントローラーに計画を送信しました。 10週間ごとに、彼らは航法コマンドのパケットを宇宙船に送りました。 彼らはコースをチャートしませんでしたが、彼らはカッシーニがそれを受け取ったことを確認するものです。

JPLのリアルタイムフライトオペレーション部門の責任者であるDavid Doody氏は、「彼らは私たちに参照軌道を渡してから飛行します」と語った。 Doodyと彼の7人の「エース」チーム（リアルタイムで宇宙船と話すエンジニアの正式名称）は、宇宙船を必要な場所に置く小さな操作を入力しました。 しかし、彼らはカッシーニを正しい道へと追いやるのを助けたが、重荷を持ち上げたのはタイタンとその広大なグラだった。

「タイタンは私たちの大きなエンジンです」とドゥーディは言いました。 カッシーニが高速道路を下っていた場合、彼は続け、エースはそれを正しい車線に保つ責任がありました。 しかし、巨大な月が最も制御を発揮します。 「タイタンは私たちの不正です」と彼は言いました。

.....

4月、土星による死は避けられなくなりました。 それは、タイタンのフライバイの重力効果が、カッシーニを土星にまっすぐに向けた一連の変化の最後のシフトにつながり、脱出の可能性がなかったときでした。 ミッションプランナーが何らかの形で心を変えたとしても、小さなシフト用に作られた小さなブースターは、タイタンが設定したクラッシュコースから衛星を降ろすほど強力ではありません。

9月13日午前3時53分に、カッシーニのミッションオペレーションエンジニアであるマイケル・スターブが最後の微調整を宇宙船にアップロードしました。 Staabは、グランドフィナーレがカッシーニがこれまでに受信した最後のパケットを送信する2週間前にコンソールにいました。 宇宙船のコースはすでに設定されていますが、この最後の一連のコマンドはその運命を封印しました。

彼は後悔を感じましたか？

「私は無情なエンジニアです」と彼は笑い、宇宙船がその運命を迎える数時間前にエースのコンソールに座っていた。 カッシーニを「彼女」と呼ぶ多くの科学者とは異なり、スターブは、カッシーニはロボットであり、それがするように設計されていることを思い出させました。

ドゥーディにとって、それは彼が愛する衛星で死の鐘を鳴らすのは初めてではありませんでした。 1994年に、彼は、NASAのマゼラン宇宙船に最終命令を送り、金星の雲に潜るように命じました。 しかし、マゼランはその終meetに対応するために単一の特定のコマンドを必要としていましたが、カッシーニの最終的な道は、到達するのに半年かかった一連の漸進的な変更を必要としました。 「今回はとてもエレガントだ」とドゥーディは言った。

カッシーニが土星の大気に投げ込まれたとき、ドゥーディはカリフォルニアのジェット推進研究所のミッション制御に立っていました。 オーストラリア、スペイン、カリフォルニアのDeep Space Network望遠鏡の望遠鏡は、ミッションコントロールと宇宙の深さを突き抜ける衛星を接続します。 カッシーニエースコンソールの隣の床にあるプラークは、ミッションコントロールを「宇宙の中心」として識別します。

最初からミッションに取り組んだ後、Doody氏は、結論は爽快で最終的なものだと感じています。 「これは20年のコミットメントの終わりです」と彼は言いました。 「それはずっと血、汗、涙でしたが、今では終わったので、崖から飛び降りるようなものです。」

Staabはミッションコントロールにも立ち、27時間連続で働き、グランドフィナーレのバックアップエースを務めました。 「それがなくなるのを見るのは悲しい」と彼は言った。 「しかし、私たちが成し遂げたことを非常に誇りに思っています。」

バフィントンはJPLにもいましたが、ミッションコントロールの内部にはいませんでした。 Staabと同様に、彼は宇宙船について過度に感情的にならなかったと言い、その代わりにこの任務を可能にした科学者とエンジニアへの賞賛を節約した。

「感情が関与している場合、それは、私の名前を書くのに十分な年齢になる前に、彼らが宇宙船のエンジニアリングと構築を行った驚くべき仕事に感謝しているだけです」と彼は言いました。

カッシーニは、フライトコントローラー、エンジニア、タイタンの助けを借りて激しい運命を迎えましたが、その遺産は今後も続きます。 惑星の大気の最終的な測定値を含む、土星システムについて提供した情報は、10年以上の研究を促進します。

「カッシーニは、老いも若きも、私たち全員に刺激を与え、そこに何があるのか​​と考え続けています」とバフィントンは言いました。