Cassini è la sonda spaziale più sofisticata mai costruita. Lanciata nel 1997 come missione congiunta della NASA / Agenzia spaziale europea, ci sono voluti sette anni per viaggiare verso Saturno. Da allora orbita attorno al sesto pianeta dal sole, restituendo dati di immenso valore scientifico e immagini di magnifica bellezza.
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Cassini ora inizia un'ultima campagna. Soprannominato il Grand Finale, si concluderà il 15 settembre 2017 con la sonda che si immergerà nell'atmosfera di Saturno, dove brucerà. Sebbene Saturno fosse stato visitato da tre veicoli spaziali negli anni '70 e '80, i miei colleghi scienziati e io non avremmo potuto immaginare cosa avrebbe scoperto la sonda spaziale Cassini durante il suo soggiorno sul pianeta inanellato quando è stata lanciata 20 anni fa.
Un'enorme tempesta si agitava sulla faccia di Saturno. All'epoca in cui questa immagine fu scattata, 12 settimane dopo l'inizio della tempesta, si era completamente avvolta attorno al pianeta. (NASA / JPL-Caltech / SSI, CC BY) Un pianeta di cambiamento dinamico
Enormi temporali compaiono periodicamente sulle cime delle nuvole di Saturno, conosciute come Grandi Macchie Bianche, osservabili dai telescopi terrestri. Cassini ha un posto in prima fila per questi eventi. Abbiamo scoperto che proprio come i temporali della Terra, queste tempeste contengono fulmini e grandine.
Cassini ha orbitato attorno a Saturno abbastanza a lungo per osservare i cambiamenti stagionali che causano variazioni nei suoi schemi meteorologici, non diversamente dalle stagioni sulla Terra. Tempeste periodiche compaiono spesso alla fine dell'estate nell'emisfero settentrionale di Saturno.
Nel 2010, durante la primavera settentrionale, una nuvola insolitamente precoce e intensa è apparsa sulle cime delle nuvole di Saturno. Fu una tempesta di tale immensità che circondò l'intero pianeta e durò per quasi un anno. Fu solo quando la tempesta si mangiò la coda che alla fine balbettò e svanì. Studiare tempeste come questa e confrontarle con eventi simili su altri pianeti (pensa alla Grande Macchia Rossa di Giove) aiuta gli scienziati a comprendere meglio i modelli meteorologici in tutto il sistema solare, anche qui sulla Terra.
Avendo fatto centinaia di orbite attorno a Saturno, Cassini è stato anche in grado di indagare a fondo su altre caratteristiche solo intraviste dalla Terra o da precedenti sonde. Incontri ravvicinati con la più grande luna di Saturno, Titano, hanno permesso ai navigatori di usare la gravità della luna per riorientare l'orbita della sonda in modo che potesse oscillare sui poli di Saturno. A causa del forte campo magnetico di Saturno, i poli ospitano le bellissime Aurorae, proprio come quelle della Terra e di Giove.
Il vortice a sei facce di Saturno sul polo nord di Saturno noto come "l'esagono". Questa è una sovrapposizione di immagini scattate con filtri diversi, con diverse lunghezze d'onda dei colori assegnati alla luce. (NASA / JPL-Caltech / SSI / Hampton University, CC BY) Cassini ha anche confermato l'esistenza di un bizzarro vortice polare a forma esagonale originariamente intravisto dalla missione Voyager nel 1981. Il vortice, una massa di gas vorticoso molto simile a un uragano, è più grande della Terra e ha una velocità del vento massima di 220 mph.
Sede di dozzine di mondi diversi
Cassini ha scoperto che Saturno ha 45 lune in più rispetto alle 17 precedentemente conosciute, collocando il totale ora a 62.
Il più grande, Titano, è più grande del pianeta Mercurio. Possiede una densa atmosfera ricca di azoto con una pressione superficiale una volta e mezza quella della Terra. Cassini è stato in grado di sondare sotto la copertura nuvolosa di questa luna, scoprendo fiumi che scorrono in laghi e mari e si riempiono di pioggia. Ma in questo caso, il liquido non è acqua, ma piuttosto metano ed etano liquidi.
Immagine a falsi colori di Ligeia Mare, il secondo più grande corpo di liquido noto sulla luna di Saturno, Titano. È pieno di idrocarburi liquidi. (NASA / JPL-Caltech / ASI / Cornell, CC BY) Questo non vuol dire che lì non c'è acqua in abbondanza, ma su Titano (con una temperatura superficiale di -180 ° C) fa così freddo che l'acqua si comporta come roccia e sabbia. Sebbene abbia tutti gli ingredienti per la vita, Titano è essenzialmente una "Terra congelata", intrappolata in quel momento prima che la vita potesse formarsi.
La sesta luna più grande di Saturno, Encelado, è un mondo ghiacciato di circa 300 miglia di diametro. E per me, è il sito della scoperta più spettacolare della Missione.
La scoperta è iniziata umilmente, con una curiosa vibrazione nelle letture del campo magnetico durante il primo sorvolo di Encelado nel 2004. Mentre Cassini passava sopra l'emisfero meridionale della luna, ha rilevato strane fluttuazioni nel campo magnetico di Saturno. Da ciò, il team del magnetometro Cassini ha dedotto che Encelado deve essere una fonte di gas ionizzato.
Incuriositi, hanno incaricato i navigatori di Cassini di effettuare un sorvolo ancora più ravvicinato nel 2005. Con nostro grande stupore, i due strumenti progettati per determinare la composizione del gas attraverso il quale passa il veicolo spaziale, lo spettrometro al plasma Cassini (CAPS) e la massa ionica e neutra Lo spettrometro (INMS), ha determinato che Cassini stava attraversando inaspettatamente una nuvola di acqua ionizzata. Emananti dalle crepe nel ghiaccio del polo sud di Encelado, queste piume d'acqua sgorgano nello spazio a velocità fino a 800 mph.
Faccio parte del team che ha fatto l'identificazione positiva dell'acqua, e devo dire che è stato il momento più elettrizzante della mia carriera professionale. Per quanto riguarda le lune di Saturno, tutti pensavano che tutta l'azione sarebbe stata su Titano. Nessuno si aspettava che Encelado piccolo e senza pretese potesse offrire sorprese.
L'attività geologica che si svolge in tempo reale è piuttosto rara nel sistema solare. Prima di Encelado, l'unico mondo attivo conosciuto oltre la Terra era la luna di Giove Io, che possiede eruzione di vulcani. Trovare qualcosa di simile a Old Faithful su una luna di Saturno era praticamente inimmaginabile. Il fatto che tutto sia iniziato con qualcuno che ha notato una lettura strana nei dati del campo magnetico è un meraviglioso esempio della natura fortuita della scoperta.
Il bacino del geyser nel polo sud di Encelado, con i suoi pennacchi d'acqua illuminati dalla luce solare diffusa. (NASA / JPL-Caltech / Space Science Institute, CC BY) La storia di Encelado diventa solo più straordinaria. Nel 2009, i pennacchi sono stati ripresi direttamente per la prima volta. Ora sappiamo che l'acqua di Encelado comprende la più grande componente della magnetosfera di Saturno (l'area dello spazio controllata dal campo magnetico di Saturno), e i pennacchi sono responsabili dell'esistenza stessa del vasto anello a E di Saturno, il secondo anello più esterno del pianeta.
Più sorprendentemente, ora sappiamo che sotto la crosta di Encelado c'è un oceano globale di acqua salata liquida e molecole organiche, tutte riscaldate da aperture idrotermali sul fondo del mare. L'analisi dettagliata dei pennacchi mostra che contengono idrocarburi. Tutto ciò indica la possibilità che Encelado sia un mondo oceanico che ospita la vita, proprio qui nel nostro sistema solare.
Quando Cassini si tufferà nelle cime delle nuvole di Saturno entro la fine dell'anno, segnerà la fine di una delle missioni di scoperta di maggior successo mai lanciate dall'umanità.
Gli scienziati stanno ora prendendo in considerazione missioni mirate per Titano, Encelado o forse entrambi. Una delle lezioni più preziose che uno può prendere da Cassini è la necessità di continuare ad esplorare. Per quanto abbiamo imparato dal primo veicolo spaziale per raggiungere Saturno, nulla ci ha preparato per quello che avremmo trovato con Cassini. Chissà cosa troveremo dopo?
Questo articolo è stato originariamente pubblicato su The Conversation.
Dan Reisenfeld, professore di fisica e astronomia, Università del Montana
