PRZEBIEG MISJI
Huygens wystartował połączony z sondą Cassini dnia 15.10.1997r, godz. 08:43:00 UTC za pomocą rakiety Titan 4/Centaur. Miejscem startu był przylądek Canaveral.
W czasie lotu międzyplanetarnego większość systemów Hyugensa była wyłączona. Testy sprawności były wykonywane co 6 miesięcy.
Podczas lotu inżynierowie w Darmstadt zauważyli, że testy łączności pomiędzy lądownikiem a orbiterem przed starem nie zostały przeprowadzone w należycie realistycznych warunkach. Przeprowadzone zostały dodatkowe testy, w których Cassini odbierał sygnał z Ziemi symulujący sygnał z lądownika z różnymi przesunięciami dopplerowskimi. Okazało się wtedy, że orbiter nie jest w stanie odebrać danych z lądownika. Przesunięcie dopplerowskie w sygnale lądownika w czasie lądowania było uwzględnione w zakresie częstotliwości odbiorach orbitera, ale odpowiednie poprawki nie zostały dokonane w oprogramowaniu. Zmiany w oprogramowaniu nie mogły zostać przeprowadzone w trakcie lotu, więc konieczna była zmiana trajektorii lotu lądownika do Tytana. Odłączenie lądownika było pierwotnie planowane na listopad 2004r. Nowy plan zakładał odłączenie w grudniu 2004r. Dzięki temu ścieżka sygnału radiowego w czasie lądowania przebiegała prostopadle do kierunku ruchu lądownika względem orbitera, co znacznie zmniejszało przesunięcie dopplerowskie. Wprowadzono też pewne zmiany w oprogramowaniu instrumentów lądownika, co zmniejszyło szanse na utratę danych.
Huygens został odłączony od orbitera 25 grudnia 2004r o godzinie 02:00 UTC. Lądowanie odbyło się 14 stycznia 2005r. Tego dnia o godzinie 5.41:19 UTC zegar sondy uruchomił jej elektronikę. Orbiter uruchomił odbiornik o godzinie 06:50 UTC, a następnie o godzinie 07:02 UTC rozpoczął nakierowywanie anteny HGA na Tytana. O godzinie 07:14 UTC proces ten został zakończony, a 3 minuty później zakończona została transmisja na Ziemię w paśmie X. Huygens uruchomił swój nadajnik w trybie małej mocy o godzinie 08:44 UTC. O godzinie 09:05:56 UTC pojazd dotarł do wysokości 1 270 kilometrów nad powierzchnią, gdzie miało miejsce wejście w atmosferę. W ciągu 3 minut od wejścia w atmosferę szybkość sondy spadła z 22 000 do 1400 km/h. Maksymalna zmiana przyspieszenia nastąpiła o 09:09 UTC. O 09:01 UTC otwarty został spadochron pilotujący. Sygnałem do jego otwarcia było zmniejszenie szybkości do 400 km/s, na wysokości około 180 kilometrów ponad powierzchnią. Jedynym celem tego spadochronu było oderwanie górnej pokrywy chroniącej sondę podczas wejścia w atmosferę. 2.5 sekundy po jego otworzeniu pokrywa została oderwana. Wtedy, o 09:10:24 UTC otworzył się główny spadochron. O godzinie 09:11 UTC Hyugens rozpoczął transmisję do orbitera Cassini, nadajnik pracował w trybie dużej mocy. W tym samym czasie lądownik odrzucił osłonę termiczną. Nastąpiło to na wysokości około 160 kilometrów. Od tego czasu instrumenty naukowe rozpoczęły pomiary. 42 sekundy po otworzeniu spadochronu zostały otwarte porty wejściowe chromatografu gazowego GCMS i kolektora aerozoli ACP, oraz rozłożone dwa wysięgniki instrumentu do badań struktury atmosfery HASI. Instrument DISR rozpoczął także wykonywanie pierwszych zdjęć. Zestaw sensorów do badan powierzchni SSP został także włączony w celu wykonania badań właściwości atmosfery. O godzinie 09:25:21 UTC główny spadochron został odrzucony, i rozłożył się mały spadochron stabilizujący. Zdarzyło się to na wysokości 125 kilometrów. Na tym poziomie główny spadochron zwolnił próbnik na tyle, że baterie nie wystarczyłyby na lot do powierzchni. Mały spadochron pozwolił na schodzenie z większą szybkością, pozwalającą na zebranie maksymalnej ilości danych. Wysokościomierze radarowe zostały uruchomione o 09:42 UTC, na wysokości około 60 km. Przedtem wszystkie operacje były oparte na działaniu zegarów. Sonda rozpoczęła także monitorowanie tempa wirowania i wysokości, oraz rozpoczęła wysyłanie tych informacji do instrumentów naukowych. Dane te były istotne dla części pomiarów. O 09:50 UTC spektrometr masowy i chromatograf gazowy GCMS rozpoczął pomiary składu atmosfery. Był to ostatni instrument, który został w pełni aktywowany. Sonda dalej opadała przez około 137 minut. W tym czasie obracała się w tempie 1 - 20 obrotów na minutę, dzięki czemu kamery wchodzące w skład DISR mogły wykonać pełną panoramę. Orbiter zbliżył się do Tytana na najmniejszą w czasie lądowania odległość 59 996 km o godzinie 11:12 UTC. Leciał z szybkością 5401 m/s. Kąt fazowy wynosił 93 stopnie, co odpowiadało widoczności orbitera ze strefy lądowania na wysokości 33 stopni ponad horyzontem w azymucie 278 stopni. O godzinie 11:23 UTC uruchomiono lampę DISR. W ten sposób na powierzchnię Tytana zostało dostarczone oświetlenie, umożliwiające uzyskanie jej spektrogramów. O godzinie 11:38:11 UTC pojazd osiadł na powierzchni. Miejsce lądowania znajdowało się w okolicach punktu o współrzędnych 10.2936S, 163.1775°E, blisko skraju jasnego w podczerwieni rejonu Xandau. Wszystkie instrumenty przetrwały uderzenie w grunt i nadal wykonywały pomiary. Kamery DISR w dalszym ciągu wykonywały zdjęcia. O godzinie 13:37 UTC sonda Cassini zakończyła zbieranie danych, ponieważ miejsce lądowania znalazło się pod horyzontem Tytana. Misja została więc zakończona. O 15:55 UTC sygnał utracono także w obserwatorium radioastronomicznym w Parkes. Tymczasem orbiter wykonał obrót pozwalający na ponownie zwrócenie anteny HGA na Ziemię i o godzinie 14:10 UTC rozpoczął transmisję danych. Sygnał podróżował na Ziemię przez 67 minut. Przesyłanie pierwszej kopii danych zakończyło się o godzinie 16:50 UTC, a drugiej - o 21:00 UTC.
Lądowanie Hyugensa trwało 2 godziny, 37 minut, i 57 sekund. Próbnik kontynuował transmisję z powierzchni przez 1 godzinę i 12 minut. Jego misja trwała 3 godziny i 44 minuty. Pojazd dostarczył ponad 474 megabitów danych.
W czasie lądowania orbiter nie odebrał danych z kanału telemetrycznego A lądownika. Było to spowodowane pomyłką w oprogramowaniu komunikacyjnym. Oprogramowanie nie uruchomiło jednego z odbiorników. Błąd ten powstał w ESA. Brakująca komenda zawierała się w oprogramowaniu orbitera, ale była częścią pakietu opracowanego przez ESA dla misji Huygens.
Podczas misji instrument DISR wykonał 367 trójek zdjęć podczas lądowania. Była to połowa z planowanej ilości, ponieważ stracono jeden z kanałów telemetrycznych. DISR obok DWE był jedynym instrumentem którego dane były dzielone na dwa kanały. Powierzchnia była wyraźnie widoczna dopiero poniżej 25 km. Zdjęcia pokazały ciemne, nisko położone obszary oraz jasne tereny wzniesione, pokryte korytami, wygalającymi na systemy rzeczne. Pojazd wylądował na ciemnym obszarze, będącym nagromadzeniem osadów. Zdjęcia z powierzchni pokazały otoczone kamienie zbudowane z lodu, których kształt wskazywał na erozję przy udziale cieczy. Powierzchnia okazała się ciemniejsza niż szacowano.
Instrument GCMS z powodzeniem wykonał szczegółowe badania składu atmosfery. W stratosferze znajdowała się jednolita mieszanina metanu i azotu. Po 90 minutach schodzenia stosunek metanu do azotu zaczął się zmieniać, co wskazywało na obecność chmur.
Dane zebrane przez instrument HASI pozwoliły na opracowanie pełnego profilu właściwości fizycznych atmosfery. Temperatura zmierzona na powierzchni wynosiła 93.8 K. Mikrofon z powodzeniem zarejestrował dźwięki podczas opadania.
Zestaw do badań powierzchni SSP zarejestrował 3 godziny i 37 minut danych, w tym 1 godzinę i 10 minut na powierzchni. Żadne dane z jego 9 systemów pomiarowych nie zostały utracone. Zmniejszenie szybkości sondy podczas uderzenia w powierzchnię wyniosło 15 G w czasie 40 milisekund. Pomiary wykonane przez przyspieszeniomierz pełniący funkcję penetrometru wskazały na obecność cienkiej zmrożonej skorupy na powierzchni gleby. Dalsza część gleby miała jednorodną konsystencję przypominającą glinę. Pomiary sonarowe zostały wykonane z wysokości 12 metrów nad powierzchnią. Szybkość uderzenia w powierzchnię wyniosła 4.5 metra na sekundę. Pomiary zmiany przyspieszenia wskazały, że sonda wbiła się w grunt na głębokość 10 - 15 centymetrów.
Podczas misji nie udało się wykonać eksperymentu radiowego DWE, z powodu utraty kanału A. Jednak jego cele, czyli pomiary wiatrów w pełni wykonano z użyciem danych z radioteleskopów. Z zastosowaniem techniki VLBI lądowanie Hyugensa obserwowało 18 obserwatoriów radiowych na całym świecie. Największymi użytymi antenami były Green Bank Telescope (GBT) w USA oraz Parkes Radio Telescope w Australii. W celu odebrania bardzo słabego sygnału lądownika zastosowano specjalnie przygotowane na tą okazję oprzyrządowanie. Pomiary te pozwoliły na wyznaczenie pozycji Hyugensa z dokładnością 1 kilometra, i jego szybkości z dokładnością do kilku metrów na sekundę. Była to dokładność mniejsza niż w przypadku DWE, ale nadal wystarczająca do wykonania zaplanowanych badań.
Wątek: Huygens (kompendium) (Przeczytany 26449 razy)