ابزار علمی كاوشگر كاسینی

از اول ژانویه ۲۰۰۴ كه كاوشگر فضایی كاسینی, فعالیت شناسایی خود را به منظور بررسی منظومه كیوانی سیاره زحل و حدود ۵۰ قمر آن آغاز كرده است تا این لحظه بیش از ۱۳۹ گیگابایت اطلاعات علمی حجمی معادل ظرفیت حدود ۲۱۰ عدد CD به زمین مخابره شده است

از اول ژانویه ۲۰۰۴ كه كاوشگر فضایی كاسینی، فعالیت شناسایی خود را به منظور بررسی منظومه كیوانی (سیاره زحل و حدود ۵۰ قمر آن) آغاز كرده است تا این لحظه بیش از ۱۳۹ گیگابایت اطلاعات علمی (حجمی معادل ظرفیت حدود ۲۱۰ عدد CD ) به زمین مخابره شده است.

اطلاعات مخابره شده از كاسینی به سمت زمین مربوط به ۱۱ ابزار علمی مختلف این كاوشگر می‌باشد. اطلاعات هر وسیله به روش مخصوصی تهیه، فشرده‌سازی و بازیابی می‌شود.

برای مثال در تصاویر ارسالی توسط این سفینه همیشه مناطقی فاقد اهمیت و یا با مشخصات یكسان وجود دارد كه كامپیوتر سفینه با حذف و آدرس‌دهی اطلاعات از حجم فایل تا حد ممكن می‌كاهد. این اطلاعات پس از پیمودن میلیاردها كیلومتر راه در فضای بیكران توسط دیشهای رادیویی بسیار بزرگی كه در سرتاسر جهان گسترده شده‌اند، دریافت می‌شود و قبل از اینكه به دست دانشمندان برسد، توسط نرم‌افزارهای مخصوصی دوباره‌خوانی و دوباره‌نویسی می‌شوند. برخلاف انتظار دیتاهای دوربین نوری این كاوشگر بخش كوچكی از كل اطلاعات دریافتی را به خود اختصاص داده است.

● CDA - تحلیلگر غبار فضایی

این ابزار از دو حسگر مجزا تشكیل شده است. اولی شمارنده‌ای است كه می‌تواند تعداد برخورد با ذرات غبار را اندازه‌گیری كند. حداكثر ظرفیت این حسگر ۱۰,۰۰۰ برخورد در ثانیه است. حسگر دوم به منظور آشكارسازی جهت پرواز، سرعت برخورد، تركیب شیمیایی و جرم ذراتی است كه با حسگر برخورد می‌كنند.

● CIRS - طیف‌سنج تركیبی مادون قرمز

این طیف‌سنج طول‌موجهای بزرگتری از آنچه حسگرهای ISS و VIMS (خصوصیات این دو ابزار علمی را در ادامه خواهید خواند) آشكار می‌سازند را حس می‌كند. همانند VIMS، این طیف‌سنج نیز برای مشخص كردن خصوصیات رنگهای اتمسفر كیوان و تایتان(یكی از اقمار كیوان كه كاندید وجود حیات در منظومه شمسی است) و بررسی سطح اقمار و حلقه‌های كیوان به منظور تشخیص تركیب شیمیایی و دمای سطحی آنها به كار می‌رود.

● INMS - طیف‌سنجی مخصوص مطالعه یونها و مواد خنثی

این طیف‌سنج قادر است به همان دقتی كه یونهای مثبت را شناسایی و آشكار می‌سازد، اتمهای خنثی و فاقد بار الكتریكی را نیز شناسایی و آشكار نماید. این حسگر قادر است تركیب شیمیایی و فراوانی ایزوتوپهای مواد و عناصر لایه‌های فوقانی جو زحل و تیتان و همچنین حلقه رقیق E را مشخص كند.

● ISS - ابزار علمی تصویر‌برداری

این وسیله دوربین اصلی فضاپیمای كاسینی است. این دوربین مخصوص قادر است در طول‌موجهای مختلفی داده‌برداری نموده و به دانشمندان در تشخیص خصوصیات زحل، حلقه‌هایش، تیتان و سایر اقمار این غول گازی كمك نماید. از این دوربین همچنین برای ایجاد زمینه لازم جهت بازرسی و تأیید سایر ابزار علمی سفینه و انجام ناوبری نیز استفاده می‌شود. تصاویر به دست آمده از اقمار زحل نسبت به ستاره‌های پس‌زمینه، به كارشناسان مركز كنترل كاسینی كمك می‌كند تا موقعیت و وضعیت سفینه را به درستی حدس بزنند و در نتیجه قادر به ارسال فرامین لازم و دقیق جهت تصحیح مسیر كاوشگر باشند. این دوربین برای تولید تصاویر تمام طول موجها از مادون قرمز تا ماوراءبنفش را دریافت و آشكار می‌نماید.

● MAG -مغناطیس‌سنج

این حسگر جهت و قدرت میدان مغناطیسی سیاره زحل را اندازه‌گیری می‌كند. با استفاده از این داده‌ها می‌توان نقشه سه‌بعدی میدان مغناطیسی زحل را به دست آورد. با استفاده از این وسیله همچنین می‌توان تأثیر متقابل میدان مغناطیسی زحل و بادهای خورشیدی بر یكدیگر را آشكار كرد.

● MIMI -ابزار تصویر‌برداری از مگنتوسفر

بخشی از فضای اطراف سیاره‌ای كه میدان مغناطیسی دارد، خط مقدم نبرد با ذرات باردار و پرانرژی بادهای خورشیدی به شمار می‌رود. این ناحیه را اصطلاحاً مگنتوسفر (Magnetosphere) می‌نامند. MIMI وسیله‌ای است شامل سه‌ حسگر كه دو عدد از آنها تركیب شیمیایی، میزان بار و اندازه انرژی یونها و الكترونهای پرانرژی و همچنین ذرات خنثی پرسرعت را آشكار نموده و اندازه‌گیری می‌كنند.

حسگر سوم ابزاری برای مشاهده از راه دور است كه می‌تواند تصویری از توزیع بار الكتریكی و تركیب شیمیایی یونهای مگنتوسفر سیاره زحل را به منظور مطالعه ساختمان این ناحیه و تأثیر بادهای خورشیدی بر آن ارائه نماید.

● RADAR -رادار فضاپیمای كاسینی

امواج رادیویی ماكروویو فضاپیمای كاسینی قادر هستند پس از انتشار از اتمسفر غلیظ تایتان و یا سایر اقمار زحل عبور كرده و عوارض سطحی آنها را آشكار نمایند. نقشه‌های تپوگرافی حاصل از این وسیله علمی به دانشمندان كمك می‌كند تا اطلاعات جامع‌تر و كامل‌تری از گذشته، حال و آینده این اقمار به دست آورند. همچنین با استفاده از این وسیله می‌توان به عمق بیشتری از سیاره گازی كیوان نگریست و اطلاعات جامع‌تری از تركیب و دینامیك این اتمسفر غلیظ به دست آورد.

● PRWS -آشكارساز امواج رادیویی و پلاسما

این وسیله به منظور آشكارسازی امواج رادیویی و پلاسمای فضای بین‌سیاره‌ای (زمانی كه كاسینی در راه رسیدن به كیوان بوده است) و منطقه مگنتوسفر كیوان به كار برده می‌شود.

● UVIS -طیف‌سنج تصویربردار ماوراءبنفش

این وسیله قادر به آشكارسازی ریزترین طول موجهای محدوده ماوراءبنفش می‌باشد. این وسیله از چهار حسگر به منظور مطالعه تركیب شیمیایی و ساختمان اتمسفر زحل و تایتان تشكیل شده است.

● VIMS -طیف‌سنج نقشه‌بردار مرئی و مادون قرمز

این ابزار از خصوصیات رنگی اتمسفر زحل و تیتان، سطح اقمار و حلقه‌های زحل به منظور مطالعه تركیب و ساختار آنها نقشه‌برداری و تصویربرداری می‌كند.

دانش فضایی مدارگرد كاسینی متعلق به ناسا و تیتان‌نشین هویگنس متعلق به ایسا، یكی از بزرگترین و جاه‌طلبانه‌ترین مأموریتهای فضایی بشر تا به امروز بوده‌اند. این مجموعه كاوشگران قسمت بیرونی منظومه شمسی پس از پرتاب در ۱۵ اكتبر ۱۹۹۷ و پرواز از كنار زهره، زمین و مشتری سرانجام در ۳۰‌ام ژانویه ۲۰۰۴ میلادی وارد مدار كیوان یا زحل شد. به این ترتیب مأموریت چهار ساله كاسینی به منظور مطالعه منظومه كیوانی كه شامل سیاره كیوان و بالغ بر ۵۰ قمر گوناگون آن می‌باشد، آغاز شد. در ۲۵ دسامبر همان سال هویگنس از سفینه مادر جدا شد و با چتر وارد اتمسفر غلیظ تیتان گردید. اندازه‌گیری دما، فشار، تركیب شیمیایی، سرعت و جهت باد، تغییرات شرایط در لایه‌های مختلف جو و همچنین صدای تیتان از جمله داده‌های اعجاب‌برانگیزی بود كه برای اولین بار در تاریخ بشریت از جو و سطح یك قمر واقع در دوردست‌ها دریافت می‌شد. تصاویر ارسالی از تیتان اولین مناظری است كه بشر از این قمر دیده است.

طبق برنامه، كاسینی در اول جولای ۲۰۰۸ خاموش خواهد شد و به‌این ترتیب با افتخار در بستر عظیم كیوان آرام خواهد گرفت.