Зонд Гюйгенс был разработан ЕКА для изучения атмосферы крупнейшего спутника Сатурна Титана. Аппарат назван в честь голландского астронома XVII века Христиана Гюйгенса. Зонд отправился на Сатурн на борту космического аппарата Кассини. Гюйгенс был первым космическим аппаратом, приземлившимся во внешней солнечной системе на космический объект.
Задачи по исследованию Титана
Проект Кассини-Гюйгенса был совместным проектом НАСА и ЕКА (а также Итальянского космического агентства ASI). НАСА поставляло основной космический аппарат – Кассини, а ЕКА – спускаемый аппарат Гюйгенс.
Основными научными целями миссии были разнообразные исследования Сатурна, его спутников и ближайшего окружения. Гюйгенс был разработан для исследования атмосферы Титана, включая химические свойства, ветер, температуру и профили давления от примерно 170 км до поверхности спутника. Зонд не был рассчитан на то, чтобы выжить после посадки, хотя ученые не исключали такой возможности.
Характеристики зонда Гюйгенс
Зонд Гюйгенса был весом 318 кг, который спустился на Титан и вспомогательного оборудования зонда (PSE), которое осталось прикрепленным к космическому аппарату Кассини. Тепловой экран Гюйгенса был 2,7 м в диаметре. После выброса щита диаметр зонда составлял 1,3 м. PSE включал в себя электронику, необходимую для отслеживания зонда, восстановления данных, собранных во время его спуска, а также для обработки и доставки данных на Кассини. С аппарата данные передавались на Землю.
Зонд оставался бездействующим на протяжении всего 6-летнего межпланетного путешествия, за исключением полугодовых проверок работоспособности аппарата. Эти проверки следовали за заранее запрограммированными последовательностями сценариев спуска настолько точно, насколько это было возможно. Все результаты были переданы на Землю для изучения экспертами системы и полезной нагрузки.
Перед отделением зонда от орбитального аппарата 25 декабря 2004 года была проведена заключительная проверка работоспособности. Был поставлен таймер для включения систем зонда (за 15 минут до столкновения с атмосферой Титана), затем зонд отделился от орбитального аппарата и через 22 дня направился к Титану без каких-либо активных систем, кроме таймера пробуждения.
Посадка зонда Гюйгенс на Титан
На Рождество 2004 года в 02:00 по Гринвичу спускаемый аппарат Гюйгенс, отделился от Кассини и начал свой 22-дневный полет к Титану. Он вошел в атмосферу Титана в 09:05:56 по Гринвичу 14 января 2005 года и в течение 4 минут развернул свой основной парашют диаметром 8,5 метра.
Минутой позже Гюйгенс начал передавать огромное количество информации обратно на Кассини в течение более чем 2 часов, прежде чем ударился о поверхность Титана со скоростью 4,54 м/с. Координаты посадки составляли 192,32º западной долготы и 10,25º южной широты, примерно в 7 км от намеченной точки.
Проблема в программе связи ограничила количество изображений, которые Гюйгенс передавал Кассини, примерно с 700 до 376. Тем не менее, к восторгу планетологов на Земле, он продолжал свои передачи еще в течение 3 часов и 10 минут, в течение которых он передавал снимки своего окружения.
Гюйгенс, похоже, приземлился на поверхность, напоминающую песок из ледяных зерен. На снимках поверхности была видна плоская равнина, усеянная галькой, а также следы жидкости, действовавшей на поверхность в недавнем прошлом. Последующие данные подтвердили существование озер жидких углеводородов в полярных областях Титана.
Открытия зонда
В апреле 2016 года ЕКА объявило, что одно из трех больших морей Титана вблизи северного полюса, известное как Лигела Маре, заполнено чистым жидким метаном, а морское дно покрыто илом из богатого органическими веществами материала.
Аппарат приземлился в темной области “моря”. Фотографии с поверхности сухого озерного ландшафта свидетельствуют о том, что, хотя в последнее время на поверхности появились свидетельства воздействия жидкости, углеводородных озер и/или морей на месте посадки Гюйгенса в настоящее время, возможно, не существует. Однако, дальнейшие данные миссии Кассини определенно подтвердили существование постоянных озер жидких углеводородов в полярных областях Титана.
Температура в месте посадки составляла -179,3 °C, а давление – 1467,6 мбар, что означало обилие метана 5±1% и относительную влажность метана 50% вблизи поверхности. Поэтому наземные туманы, вызванные метаном в окрестностях посадочной площадки, маловероятны. Погода Титана может характеризоваться проливными ливнями, вызывающими внезапные наводнения, а последующая засуха может длиться десятилетиями или столетиями.
Гюйгенс обнаружил, что яркость поверхности Титана (в момент посадки) примерно в 1000 раз тусклее, чем полное солнечное освещение на Земле. Это означает, что уровень освещенности Титана будет таким как на Земле через 10 минут после захода Солнца. Цвет неба на Титане в основном оранжевый. Солнце будет видно как маленькое яркое пятно, в 1/10 размера солнечного диска, видимого с Земли.
Характеристика зонда Гюйгенс
| Заказчик |  Европейское космическое агентство (ЕКА) |
|---|---|
| Производитель | ЕКА |
| Оператор | Европейское космическое агентство и Итальянское космическое агентство |
| Задачи | спуск на Титан |
| Спутник | Сатурн |
| Стартовая площадка |  Канаверал LC40 |
| Ракета-носитель | Титан-4-B / Центавр |
| Запуск | 15 октября 1997 08:43:00 UTC |
| Выход на орбиту | 25 декабря 2004 02:00 UTC |
| Технические характеристики | |
| Масса | 319 кг |
| Размеры | 1,3 м в диаметре, 2,7 м (термозащитный панцирь) |
| Мощность | 250 Ватт |
| Срок активного существования | 22 дня (всего), 4 часа (активная фаза) |
| Элементы орбиты | |
| Посадка на небесное тело | 14 января 2005, 12:43 UTC |
| Координаты посадки | 10°17′37″ ю. ш. 163°10′39″ в. д., Адири, Титан |
