Cassini

start: 15. října 1997 (0.7 MB, mpg)
Nosná raketa: Titan IV/Centaur
Hmotnost Orbiteru: 2150 kg
Hmotnost Huygensovy sondy: 350 kg
Celková hmotnost Cassini: 5600 kg (s palivem)

přílet k Saturnu: 1. června 2004
1. průlet kolem Venuše: 26. dubna 1998
2. průlet kolem Venuše: 24. června 1999
průlet kolem Země: 18. srpna 1999
průlet kolem Jupiteru: 30. prosince 1999

Historie

Vývoj Cassini začal v roce 1989, vlastní stavba pak v roce 1995 v JPL (Jet Propulsion Laboratory). V dubnu roku 1997 se provedly závěrečné zkoušky a poslední úpravy v Kennedyho vesmírném středisku. Mise Cassini k Saturnu je mezinárodní projekt NASA, ESA, ASI (Italská vesmírná agentura) a dalších evropských akademických a průmyslových společností. ESA vyrobila sondu Huygens pojmenovanou po holandském astronomovi, který popsal Saturnovy prstence a objevil měsíc Titan. ASI dodala Cassini vysokoziskovou anténu. Sonda obsahuje množství složitých přístrojů pro výzkum Saturnu a jeho měsíce Titanu. Sedmiletá cesta Cassini k Saturnu začala 15.10.1997 startem rakety Titan IVB/Centaur ze startovacího komplexu Cape Canaveral Air Force Station. Raketa vynesla orbitální modul Cassini s připojenou Huygensovou sondu. Tato mise je jednou z nejrozsáhlejších výprav, jaká kdy byla uskutečněna. Jenom dvě sondy Phobos vyslané k Marsu bývalým Sovětským Svazem byly větší.

Start ze Země

Titan IV je nejnákladnější americkou raketou. Je 56 metrů vysoká a při startu má asi 1038 tun. Obsahuje dva motory, které vyvinou sílu asi 15.2 MN. Horní článek Centaur vyvine sílu 147 kN, má 4.3 metru v průměru a je 8.8 metrů vysoký. Po spotřebování paliva dvou spodních článků se Centaur oddělil od Titanu a navedl sondu na parkovací eliptickou (445 × 170 km) dráhu kolem Země. Asi po 17-ti minutách se Centaur naposledy zapnul a poslal Cassini na jeho cestu k Saturnu. Celkové zásoby paliva nestačí na celou cestu k Saturnu, a tak se k dosažení potřebné rychlosti využívá gravitačních sil Venuše, Země a Jupiteru. Při průletu kolem Jupitera, pozorovala sonda jeho červenou skvrnu (0,5 MB, gif).

Popis rakety TitanIV

Nákladový prostor (McDonnell Douglas)
Sonda Cassini (JPL)
Řízení a navigace (Honeywell)
Horní článek Centaur (Lockheed Martin Astronautics)
Dolní část Titan IVB
Nádrže s kapalným palivem (Článek I a II) (Lockheed Martin Astronautics)
Motory část I a II (Aerojet)
Raketové motory na pevné palivo (Alliant Techsystems)

Cassini

Cassini má dva hlavní motory, které budou měnit její kurs, až se jednou dostane k Saturnu, a pak 16 menších motorů, řídících orientaci sondy v prostoru. Cassini má tři radioktivní články stejného typu, jako na sondách Galileo a Ulysses, které budou sondě dodávat elektrickou energii po dobu celé 11-ti leté mise. Na konci mise budou mít výkon 628 W. Klasické solární panely se v tomto případě nemohou použít, protože sluneční záření v této vzdálenosti od Slunce je příliš slabé. Úkolem Cassini je dopravit sondu Huygens do Saturnova systému, a poté uchovávat a posílat zpět na Zem data, která získá. Při komunikaci s družicí se projeví její ohromná vzdálenost od Země, takže příkazy k ní poletí asi 84 minut (vzdálenost 10 AU).

Popis

Cassini

Orbiter je 6.8 metrů vysoký, anténa s vysokým ziskem má průměr 4 metry. Dopravuje 687 kg vědeckých přístrojů včetně Huygensovy sondy. Po oddělení sondy od rakety Centaur činí její celková hmotnost 2150 kg.

Huygensova sonda

Titan Kromě pravidelného půlročního kontrolního spojení bude Huygensova sonda během letu k Saturnu vypnutá.
Sonda se oddělí od Orbiteru 6. listopadu 2004 po provedení poslední kontroly všech systémů, a pak bude klesat k Titanu. Do Titanovy atmosféry vstoupí o 21 dnů později rychlostí 6.1 km/s. Sonda prozkoumá Titanovy mraky, hustou atmosféru a vyfotografuje jeho povrch. Během sestupu se použije ke zpomalování postupně tří padáků a vlivem tření o Titanovu atmosféru se sonda zahřeje na teplotu asi 12000 °C, což je dvojnásobek teploty na slunečním povrchu. Současně musí sonda odolávat nízkým teplotám na povrchu Titanu (- 200 °C) a přetížení až 16 g. Při dopadu bude mít sonda rychlost 7 m/s.
Část zůstane na oběžné dráze a bude zajišťovat komunikaci s orbitálním modulem a kontrolu sestupné dráhy. Veškeré zdroje energie jsou dimenzovány na provozní dobu 153 minut a aspoň 3 minuty pro zajištění provozu sondy po dopadu na povrch. Asi půl hodiny po dopadu Huygensovy sondy na povrch Titánu se na orbitálním modulu natočí anténa s vysokým ziskem k Zemi a odvysílá získaná data.

Zařízení sondy

Huygensova sonda

Entry Subsystem	Toto zařízení je funkční pouze během oddělení sondy od orbitálního modulu a následujícího vstupu do atmosféry. Skládá se ze tří hlavních částí: Zařízení, které oddělí sondu od orbiteru Hlavní tepelný štít, který ochrání sondu před vysokými teplotami během průniku atmosférou. Tento štít váží skoro třetinu celkové hmotnosti sondy. Tepelný štít na zádi který odráží tepelné záření při sestupu.
Thermal Control Subsystem	Během mise bude sonda vystavena extrémě různým teplotám a tento systém musí udržovat potřebnou teplotu pro různé přístroje. Například, při průletu Cassini kolem Venuše bude sonda vystavena slunečnímu záření o velké intenzitě a celá sonda bude chráněna stínem antény s vysokým ziskem. Při manévrování nebo vysílání dat na Zem bude sonda chráněna vícevrstvou izolací. Sonda bude nejchladnější právě po oddělení od orbitálního modulu. Aby sonda vůbec zůstala funkční, je vybavena několika radioaktivními ohřívači o výkonu 1 Watt.
Inner Structure Subsystem	Vnitřní struktura se skládá ze dvou hliníkových desek a hliníkové kostry. Ta spojuje tepelné štíty a oddělovací zařízení. Na střední plošině jsou umístěny vědecké přístroje, vrchní plošina obsahuje padáky a antény.
Electrical Power Subsystem	Během provádění kontrol bude sonda napájena kabelem z orbitálního modulu. Po oddělení zajistí energii vlastní napájecí systém a pět LiSO₂ baterií. I při selhání jedné baterie je zbytek schopen zajistit dokončení mise.
Command and Data Management Subsystem	Bude sbírat veškerá data a bude řídit sondu během jejího 22-ti deního sestupu a zapne jí před vstupem do atmosféry. Toto zařízení řídí všechny ostatní podsystémy a vědecké přístroje. Data bude posílat pomocí Probe Data Relay Subsystem zpět orbitálnímu modulu.
Probe Data Relay Subsystem	Zajišťuje přenos dat ze sondy k orbiteru Skládá se ze stabilního oscilátoru, nízkošumového zesilovače a dvou náhradních zesilovačů z vlastní anténou.