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Cassini-Huygens

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Descrizione generale

Sonda interplanetaria, composta da un veicolo principale (Cassini) e da un modulo di discesa (Huygens) destinata allo studio dell'atmosfera di Titano, il più grande dei satelliti di Saturno. La sonda è stata così battezzata in onore di Giovanni Domenico Cassini, l'astronomo italo-francese che nel sec. XVII per primo scoprì le suddivisioni degli anelli di Saturno in due zone concentriche (divisione di Cassini) e quattro suoi satelliti. Il modulo prende il nome dall'astronomo e fisico olandese Christiaan Huygens che scoprì Titano e gli anelli di Saturno nel 1655. La missione è nata da una iniziativa congiunta degli enti spaziali europeo e statunitense, ESA e NASA, e con un ampio contributo dell'Agenzia Spaziale Italiana, ASI. Rappresenta di fatto il primo programma planetario con rientro atmosferico a cui ha partecipato l'Europa. Per il lancio, effettuato il 15 ottobre 1997, gli Stati Uniti sono stati responsabili della costruzione del veicolo Cassini e del vettore Titan IV-Centaur, e l'Agenzia Spaziale Europea del modulo Huygens. Alla realizzazione di Huygens hanno collaborato le maggiori società aerospaziali europee. Considerevole è stata la partecipazione scientifica italiana con 13 sperimentatori selezionati dalla NASA come membri dei gruppi scientifici, che progettano le osservazioni e ne analizzano i dati.

Il viaggio della sonda

Complessivamente, nel suo lungo viaggio, di 1,5 miliardi di chilometri, durato 7 anni solo per giungere su Saturno, la sonda Cassini ha sfruttato tre gravity assist, uno dalla Terra, uno da Venere e uno da Giove, per farsi "fiondare" verso il suo obiettivo. Nell'aprile 1998 ha sorvolato per la prima volta Venere a 280 km di quota, passando dalla velocità di 140.000 km/h a quasi 270.000. Dopo aver sorvolato ancora una volta Venere nel giugno 1999, nell'agosto dello stesso anno è passata sulla Terra a 1200 km di quota, per poi volare verso Giove. Nel corso del suo viaggio, la sonda il 23 gennaio 2000 ha inviato alla Terra immagini dell'asteroide Masursky. Poi, dopo aver impiegato 4 mesi e mezzo nell'attraversamento della fascia degli asteroidi tra Marte e Giove, l'1 ottobre 2000 ha iniziato a riprendere immagini di Giove, studiando in particolare il satellite Hmalaya, risultato un asteroide catturato in tempi remoti. Cassini ha anche studiato la regione interna dello spazio gioviano effettuando con la sonda Galileo osservazioni congiunte della magnetosfera del pianeta e del vento solare. Il 30 dicembre Cassini è passato alla minima distanza da Giove e ha ricevuto dal pianeta il gravity assist che gli ha fornito la spinta per giungere sino a Saturno e a Titano. Nel giugno 2004, è giunta in prossimità del pianeta e, dopo aver fatto osservazioni ravvicinate del satellite Phoebe e degli anelli di Saturno, il 13 giugno è entrata in orbita passando tra gli anelli esterni F e G. Il 26 ottobre 2004, ha avuto il primo incontro, peraltro non ravvicinatissimo, con Titano, con un passaggio a una distanza di 339.000 chilometri. Il 24 dicembre 2004, ha liberato il suo prezioso carico, la sonda europea Huygens, che si è diretta verso Titano penetrando nella sua atmosfera e atterrando dolcemente sulla sua superficie appesa a un paracadute, il 14 gennaio 2005.

La strumentazione di Cassini-Huygens

La sonda Cassini dispone di 12 strumenti, 4 per effettuare osservazioni dirette, 8 per effettuare operazioni di telerilevamento. A) Lo strumento CAPS, Cassini Plasma Spectrometer, viene utilizzato per studiare la struttura del campo magnetico di Saturno. B) Lo strumento INMS, Ion and Neutral Mass Spectrometer, rileva dati precisi sulle atmosfere di Saturno e di Titano e sulle caratteristiche dei satelliti ricoperti di ghiaccio. C) CDA, Cosmic Dust Analyzer, analizza le particelle di polvere per determinarne la provenienza. D) MAG, Dual Technique Magnetometer, svolge una funzione analoga a CAPS, misurando le grandezze caratteristiche del campo magnetico entro il sistema di Saturno. E) ISS, Imaging Science Subsystem, è uno strumento per telerilevamento formato da un obiettivo grandangolare e un teleobiettivo che forniscono immagini ad altissima risoluzione nel visibile, nell'ultravioletto e nell'infrarosso. F) RADAR è un radar di ultima generazione, dell'Alenia Spazio, che fornisce: a) immagini radar delle superfici sorvolate; b) rilievi altimetrici; c) analisi del modo di riflessione delle onde radar da parte delle formazioni superficiali esplorate. G) RSS, Radio Science Subsystem, analizza il modo in cui i segnali radio vengono modificati nell'attraversamento delle atmosfere di Saturno e di Titano, degli anelli di Saturno o anche del Sole. H) UVIS, UltraViolet Imaging Spectrograph, fornisce immagini nell'ultravioletto. 5) VIMS, Visible and Infrared Mapping Spectrometer, fornisce immagini nel visibile e nell'infrarosso. 6) CIRS, Composite InfraRed Spectrometer, fornisce immagini nell'infrarosso lontano e nell'infrarosso termico. La sonda Huygens, disponeva, invece, di 4 strumenti per le analisi dirette e di 2 per il telerilevamento. In particolare, Huygens, nel corso della sua discesa, ha analizzato l'atmosfera di Titano con lo strumento HASI, Huygens Atmospheric Structure Instrument, di progettazione e costruzione italiane. Altri strumenti della sonda europea erano: ACP, Aerosol Collector and Pyroliser, collettore e pirolizzatore di polveri sottili in sospensione (aerosol), anch'esso dedicato all'analisi dell'atmosfera di Titano; SSP, Surface Science Package, per lo studio della superficie del satellite; GCMS, GasCromatographer and Mass Spectrometer, per le analisi chimiche. Per il telerilevamento, Huygens disponeva di telecamere collegate a due gruppi di sensori: DISR, Descent Imager/Spectral Radiometer e DWE, Doppler Wind Experiment, particolarmente dedicati all'analisi delle caratteristiche ottiche dell'atmosfera.