Polski "termometr" na księżycu Saturna

Już kilka misji kosmicznych badało Saturna. Co ciekawego jest w tej planecie, że zdecydowano się wysłać na jej orbitę sondę Cassini?

Dr Krzysztof Ziołkowski, sekretarz naukowy CBK PAN:Saturn to druga pod względem wielkości planeta Układu Słonecznego, bardziej oddalona od Słońca niż Jowisz. Saturn jest planetą intrygującą od bardzo dawna i chyba przede wszystkim przez swój nietypowy wygląd, przez obecność wokół niej zagadkowego pierścienia. Saturn był już przedmiotem badań kilku misji kosmicznych, ale w czasie tych misji sonda tylko przelatywała koło Saturna. Mam na myśli sondy Voyager 1 i 2 oraz Pioneer 11. 1 lipca 2004 roku sonda Cassini doleciała do Saturna, stała się jego sztucznym satelitą i od tego czasu krąży po orbicie. 25 grudnia, w dzień Bożego Narodzenia, od sondy odłączonył się próbnik Huygens, którego zadaniem będzie zbadanie Tytana, tego najbardziej intrygującego księżyca w Układzie Słonecznym.

Na osiągnięcie celu misji sonda Cassini potrzebowała siedmiu lat. Dlaczego Tytan tak intryguje naukowców?

Dr Krzysztof Ziołkowski:Jako jedyny księżyc w Układzie Słonecznym Tytan otoczony jest gęstą atmosferą. Co więcej, ta atmosfera okazała się podobna do naszej, ziemskiej. W dużej części składa się z azotu, jak nasza, ale jest gęstsza i nieprzezroczysta. Przez to przesłania powierzchnię księżyca. Nawet przez najsilniejsze teleskopy nie jesteśmy w stanie nic tam dostrzec. Dlatego trzeba było wysłać tam sondę kosmiczną. 14 stycznia próbnik Huygens ma najpierw przedrzeć się przed atmosferę Tytana, zbliżyć się do jego powierzchni i - jeśli wszystko pójdzie dobrze - lądować.

Jak będzie wyglądało lądowanie na Tytanie?

Prof. Zbigniew Kłos, dyrektor CBK PAN: Próbnik Huygens wejdzie w atmosferę Tytana z prędkością około 20 tys. km/h. Następnie zostanie wyhamowany do 1,2 tys. km/h. Otworzy się wówczas pierwszy spadochron, a następnie, sekwencyjnie, drugi. Huygens zaczyna przeprowadzać pomiary już w atmosferze Tytana. W próbniku znajduje się cały zestaw przyrządów do mierzenia parametrów atmosfery. Tuż po otwarciu pierwszego spadochronu Hyugens zacznie pomiary. Sygnały z czujników będą zbierane przez układy elektroniczne opracowane przez inż. Zdzisława Krysińskiego z CBK i wysyłane do sondy. Cassini zgromadzi te informacje i prześle do ośrodka NASA. Opóźnienie w transmisji na Ziemię wyniesie 75 minut.

W jaki sposób polskie zespoły czujników z pokładu Huygensa będą mierzyć temperaturę?

Inż. Jerzy Grygorczuk, konstruktor urządzenia do pomiaru temperatur:Czujniki ważą 75 gramów. W największym uproszczeniu wygląda to tak, że wewnątrz znajdują się tytanowe kapsułki, na których rozpięte są cienkie druciki platynowe, o grubości zaledwie 10 i 20 mikrometrów. Przez druciki płynie prąd o stałym natężeniu, który rozgrzewa kapsułki, a szybkość, z jaką rośnie temperatura, pozwala określić własności otoczenia. Czujnik jest tak skonstruowany, że nawet w przypadku gwałtownego wpłynięcia w metanowy ocean druciki nie zostaną zerwane. Nie jest to jednak tylko zwykły czujnik temperatury. Pozwoli nam zmierzyć także przewodność cieplną, a znając przewodność cieplną danego ośrodka możemy wnioskować o jego budowie, gęstości.

Do czego posłużą badania temperatury?

Inż. Jerzy Grygorczuk:Już w czasie opadania dzięki naszym czujnikom będziemy mogli zbadać nie tylko temperaturę czy gęstość atmosfery, ale potem również warunki towarzyszące na przykład kołysaniu próbnika na powierzchni Tytana. Temperatura jest bardzo ważną informacją. Jeśli chce się zrozumieć fizykę i interpretować dane, trzeba mieć jednoczesne pomiary wielu parametrów i mierzyć cały kompleks zjawisk. Jeśli badamy skład atmosfery, jej gęstość czy prędkość wiatru, to do tych wszystkich danych potrzebna jest również temperatura.

Jak długo potrwa misja na powierzchni Tytana?

Prof. Zbigniew Kłos: Trzeba pamiętać, że Cassini cały czas się będzie poruszał, a Huygens po wylądowaniu pozostanie w jednym miejscu. Lot przez atmosferę będzie trwał 2,5 godz., po wylądowaniu jeszcze przez 15 minut, do pół godziny, Huygens powinien przekazywać informacje. O ile oczywiście się nie uszkodzi. Jeśli w tym czasie Cassini zniknie za horyzontem, to nawet jeśli Huygensowi nie wyczerpią się baterie, sonda i tak nie otrzyma już informacji.

Wypowiedzi notował Mariusz Nowik, Wirtualna Polska.