După ce a călătorit prin spaţiu timp de 20 de ani, dintre care ultimii 13 ani şi i-a dedicat observării fascinantei planete gigantice Saturn, lunilor şi inelelor sale, cu caracteristici unice în sistemul nostru solar, unul dintre copiii teribili ai programului spaţial american, sonda Cassini, şi-a încheiat activitatea dezintegrându-se la intrarea în atmosfera densă a planetei Saturn şi transmiţând date ştiinţifice până în ultima clipă.

Lansată la 15 octombrie 1997, sonda Cassini şi-a încheiat misiunea la 15 septembrie 2017.

O bijuterie a tehnologiei spaţiale de la sfârşitul secolului XX şi un adevărat miracol de anduranţă, Cassini a intrat în istoria cercetărilor spaţiale ca un exemplu perfect al unei misiuni încheiate cu succes şi care a reuşit să depăşească şi cele mai optimiste aşteptări.

Dintre toate descoperirile făcute de sonda Cassini în îndelungata şi îndepărtata ei misiune, poate cele mai importante sunt cele legate de existenţa condiţiilor necesare pentru viaţă pe unii dintre sateliţii lui Saturn. Oceane de apă lichidă, ascunse la mari adâncimi sub crustele îngheţate care acoperă trei dintre sateliţii naturali ai giganticei planete gazoase Saturn, ar putea îndeplini condiţiile necesare pentru apariţia şi dezvoltarea "vieţii aşa cum o cunoaştem noi". Micuţele luni Enceladus şi Dione, de un alb imaculat şi strălucitor, dar şi giganticul satelit Titan, cu atmosfera sa densă, portocalie, ar putea ascunde oceane subterane de apă în care ar putea exista viaţă, conform datelor colectate de misiunea Cassini, o colaborare între NASA, Agenţia Spaţială Europeană (ESA) şi Agenţia Spaţială Italiană.

În 1997, când a fost lansată această misiune, oamenii de ştiinţă ştiau de existenţa a 18 sateliţi naturali pe orbita lui Saturn, în timp ce prezenţa altor 13 era doar bănuită. În prezent, datorită acestei misiuni, numărul lunilor saturniene confirmate este de 53, iar alte 9 corpuri aflate pe orbita planetei sunt în curs de analiză. Datele obţinute de la sonda Cassini au dezvăluit existenţa a şapte luni complet necunoscute, întrucât ele nu sunt observabile direct de pe Pământ.

Acest elaborat sistem de sateliţi, asemănat de unii cu un minisistem solar, poate fi considerat un complex ceasornic al rezonanţelor gravitaţionale - aceşti sateliţi naturali îşi influenţează reciproc orbitele şi modifică în mod constant structura inelelor emblematice ale planetei sub al cărei imperiu gravitaţional se află. Saturn încălzeşte prin forţa sa de atracţie o parte din sateliţii ce o înconjoară, generând condiţii pentru apariţia vieţii în subsolul acestor corpuri.

Primele indicii că ar putea exista ceva extraordinar sub calota glaciară de la suprafaţa lui Enceladus provin de la survolul sondei Voyager 2 (aparţinând NASA) din 1981. Aparatele lui Voyager 2 au surprins un satelit remarcabil de strălucitor şi cu o suprafaţă neobişnuit de netedă, cu relativ puţine cratere de impact. Micuţul satelit, cu un diametru de doar 505 kilometri, s-a dovedit a fi "Albă-ca-Zăpada" Sistemului Solar, sau pur şi simplu cel mai alb şi mai strălucitor obiect fără lumină proprie din Sistemul Solar.

Enceladus - O lume micuţă dar foarte activă din punct de vedere geologic, cu un ocean subteran şi câmp magnetic

Măsurătorile efectuate în 2005 de magnetometrul din dotarea sondei Cassini au provocat uimirea oamenilor de ştiinţă: Semnătura magnetică a acestei luni seamănă mai degrabă cu cea a unei comete decât cu a unui satelit natural sferic obişnuit. Liniile de câmp magnetic se îndoaie în jurul polului austral al lui Enceladus, iar la un survol în care satelitul a putut fi observat singur, pe fundalul negru al spaţiului cosmic, camerele lui Cassini au surprins nori din vapori de apă care se degajau din această regiune polară.

Câteva survoluri ulterioare au confirmat faptul că această regiune polară de pe Enceladus era cu aproximativ 100 de grade Celsius mai caldă decât restul suprafeţei satelitului. Sursa de căldură era suprapusă peste o serie de patru structuri geologice asemănătoare dungilor de tigru care s-au dovedit a fi fisuri în gheaţă prin care ţâşneau gheizere cu o viteză de aproximativ 1.300 kilometri/oră.

Cassini a trecut la o distanţă de doar 50 de kilometri de polul sudic al lui Enceladus la data de 12 martie 2008. În cursul acelui survol, sonda a cules mostre din vaporii ejectaţi în spaţiu de gheizere, iar oamenii de ştiinţă au aflat că aceştia erau formaţi din apă în amestec cu amoniac, metan şi dioxid de carbon. Alte câteva survoluri ale acestei regiuni australe au fost apoi planificate. Până în aprilie 2014 devenise clar că o parte dintre particulele de apă expulzate de gheizere erau sărate şi conţineau urme de potasiu şi sodiu, fiind foarte similare din punct de vedere chimic cu oceanul terestru. Mai departe, în vaporii aruncaţi de gheizere a fost detectat hidrogen precum şi cristale de silicat ce nu se pot forma decât în apă aflată la punctul de fierbere - ceea ce demonstrează că micuţul satelit este o lume geologic activă şi caldă.

Analiza acestor descoperiri sugerează existenţa unui ocean de apă sărată sub calota glaciară a lui Enceladus. Acest ocean s-ar afla în contact cu un platou subacvatic cald, alcătuit din roci străbătute de izvoare fierbinţi şi cu un bogat conţinut de minerale. Devine astfel uşor să ne imaginăm că pe fundul oceanului subteran de pe Enceladus există hornuri şi izvoare hidrotermale similare celor din abisurile oceanului terestru, în jurul cărora există ecosisteme bogate în care prosperă diferite forme de viaţă.

Enceladus pare astfel să ne implore să revenim cu instrumente capabile să detecteze aminoacizi, acizi graşi şi lanţuri de molecule de carbon, dar şi aparatură capabilă să fotografieze şi să filmeze eventuale microorganisme sau chiar organisme mai complexe care ar putea să trăiască în oceanul acestui satelit.

Titan - Cel mai mare satelit al lui Saturn are o geografie surprinzător de ... pământeană

Titan, care este de zece ori mai mare decât Enceladus şi chiar mai mare şi decât planeta Mercur, este de asemenea o lume care abundă în substanţe lichide. Însă lichidele care îi conferă geografiei lui Titan un aspect extrem de familiar, pământean, sunt hidrocarburi, nu apă. La temperatura de la suprafaţa lui Titan apa se găseşte în stare de gheaţă şi are duritatea betonului. Însă metanul, etanul şi propanul sunt extrem de răspândite la suprafaţa lui Titan în toate formele de agregare - solid, lichid şi gazos. Suprafaţa acestei luni este aproape imposibil de observat din spaţiu, în spectrul vizibil al luminii, fiind acoperită de o ceaţă sau un smog cu nuanţe portocalii. Această atmosferă densă este foarte bogată în compuşi organici.

Din fericire, sonda Cassini putea "vedea" în spectrul infraroşu şi la lungimile de undă specifice undelor radar. În plus, sonda Cassini transporta un mic modul de asolizare denumit Huygens, care a atins suprafaţa lui Titan în ianuarie 2005. Camerele lui Huygens au înregistrat imagini din timpul coborârii modulului prin atmosfera lui Titan, precum şi din locul de asolizare - pe malul unui lac de hidrocarburi unde a fotografiat pietriş identic cu cel din albiile şi din apropierea cursurilor de apă terestre.

Şi interiorul lui Titan este probabil fierbinte. Acest satelit se modifică o dată la 16 zile, în cursul orbitei sale în jurul lui Saturn. Cassini a măsurat gradul de deformare mareică suferit de Titan din cauza interacţiunii cu gravitaţia lui Saturn şi a descoperit că suprafaţa acestui satelit creşte şi coboară cu diferenţe de nivel de până la 9 metri. Dacă Titan era un satelit complet solid, nivelul deformării mareice ar fi fost de cel puţin 10 ori mai mic.

Spre deosebire de Enceladus însă, platforma marină a oceanului intern de pe Titan ar putea fi îngheţată şi compactă, nu caldă. Din această cauză, apele acestui ocean probabil că nu pot să conţină amestecul complex de minerale necesar pentru apariţia vieţii. Oamenii de ştiinţă trebuie să afle dacă apele oceanului subteran de pe Titan comunică cu mările, lacurile şi râurile de hidrocarburi de la suprafaţa acestui satelit, condiţii în care aceste ape ar putea fi îmbogăţite cu chimia necesară apariţiei şi dezvoltării vieţii.

Dar poate cel mai mare mister al acestei luni este legat de incredibila abundenţă a metanului la suprafaţa sa. Această hidrocarbură se descompune rapid, aşa că trebuie să existe un mecanism prin care este suplimentată continuu. Oamenii de ştiinţă presupun că subsolul lui Titan este brăzdat de fisuri adânci sau de hornuri criovulcanice prin care se ridică amoniac spre suprafaţa satelitului, unde este descompus în molecule de lumina solară, proces prin care se eliberează foarte mult metan. Dacă oceanul subteran din interiorul lui Titan poate comunica cu lumea de deasupra, extrem de bogată în hidrocarburi, atunci ar putea exista viaţă în acest ocean.

La fel ca şi Enceladus şi Titan, lunile saturniene Dione şi Tethys sunt supuse efectelor mareice ale gravitaţiei marii planete gazoase. La suprafaţa acestor doi sateliţi au fost observate zone circulare, probabil cratere, acoperite cu apă îngheţată într-un trecut geologic relativ recent.

Dione - Încă un satelit mare al lui Saturn care ascunde un ocean imens sub groasa calotă glaciară

Dione este similară lui Enceladus, cu excepţia faptului că are un diametru de 1.100 de kilometri, fiind practic de două ori mai mare. Calota de gheaţă care o acoperă pe Dione are aproximativ 100 de kilometri grosime, fiind substanţial mai groasă decât cea de pe Enceladus. Un studiu recent realizat pe baza datelor adunate de sonda Cassini sugerează că ar putea exista un ocean de apă lichidă şi sub crusta de gheaţă a acestui satelit. Acelaşi studiu ajungea la concluzia că fundul acestui posibil ocean din subsolul lui Dione este chiar nucleul teluric al satelitului. O viitoare sondă submarină care ar naviga prin acest ocean ar putea descoperi multiple surse de căldură şi mineralele necesare pentru menţinerea unui ecosistem viu.

Lunile lui Saturn pe care există apă în stare lichidă se bucură de toată atenţia cercetătorilor şi a presei, însă şi sateliţii din sistemul saturnian pe care nu există apă pot fi fascinanţi. Fiecare satelit în parte este o nestemată unică în colierul lunilor lui Saturn. Unele dintre aceste luni, aşa cum este Mimas (de la care s-au inspirat autorii seriei "Star Wars" când au conceput temuta armă distrugătoare de planete Death Star - n.r.), poartă la vedere urmele unor coliziuni catastrofale produse cu mult timp în urmă. Întunecata lună Phoebe, cu suprafaţa sa neagră ca cerneala şi conturul său neregulat, se pare că este "fantoma" unei luni sferice ce a trecut printr-un puternic bombardament de meteoriţi care aproape a însemnat distrugerea sa. Strălucitoarea Hyperion este o lună cu o densitate foarte mică - aproape ca o gigantică bucată de piatră ponce. Alte câteva luni sunt probabil asteroizi capturaţi de gravitaţia lui Saturn după ce s-au aventurat mult prea aproape de gigantica planetă. Cassini a descoperit şi mici aglomerări de materie în interiorul inelelor lui Saturn care ar putea să fie pepinierele unde se formează noi sateliţi ai acestei planete.

O lume încărcată de electricitate statică

În lunga sa misiune Cassini a reuşit să adune o enciclopedie de date despre Saturn şi lunile sale. Dintre celelalte descoperiri surprinzătoare făcute de sondă amintim faptul că Hyperion este încărcat cu energie statică. Hyperion, una dintre lunile lui Saturn, este de fapt un asteroid cu aspect neregulat care orbitează planeta de la 1,48 de milioane de kilometri distanţă. Cu ocazia unui survol realizat în 2005, sonda Cassini s-a aflat într-o undă de particule cu sarcină electrică emanate de această lună. Astfel oamenii de ştiinţă au aflat că Hyperion este un corp cosmic încărcat cu energie statică.

Electricitatea statică este un fenomen important şi pe Lună, fiind produsă de combinaţia dintre ariditatea Selenei şi expunerea sa la fluxurile de particule încărcate electric emise de Soare. Detectarea de către Cassini a "undei de particule" emise de Hyperion reprezintă prima oară când acest fenomen este observat în cazul unui satelit al unei alte planete din sistemul nostru solar şi oferă informaţii cu privire la modul în care vor trebui construite viitoarele sonde şi vehicule de explorare spaţială pentru a fi protejate în astfel de medii încărcate electric.

Naşterea unei lumi

Cât de des putem fi martori la naşterea unei luni? Cassini a surprins un astfel de eveniment în 2014. NASA a publicat imagini de la marginea Inelului A al planetei Saturn în care se poate observa o regiune cu aproximativ 20% mai strălucitoare decât zonele înconjurătoare, de forma unui arc ce avea aproximativ 1.200 de kilometri lungime şi doar 10 kilometri lăţime.

Cercetătorii NASA au remarcat o serie de neregularităţi neobişnuite la marginea acestui inel: mici aglomerări de materie produse sub acţiunea atracţiei gravitaţionale a unui obiect aflat în apropiere - probabil actul de naştere al unei noi luni, similar modului în care s-au format şi celelalte luni mari ale lui Saturn. NASA a anunţat că nu se aşteaptă ca acest corp ceresc, botezat Peggy, având un diametru mai mic de 1,6 km, să crească, însă observarea sa oferă importante indicii despre procesul de formare a sateliţilor naturali pe orbita giganticelor planete gazoase. Informaţii despre această descoperire au fost publicate sub forma unui studiu în aprilie 2014, în revista Icarus.

Mimas, luna cu nucleul de forma unei mingi de rugby

O altă descoperire surprinzătoare a fost realizată în timpul unui survol al lui Mimas. Sonda Cassini a realizat o serie de fotografii care le-a permis oamenilor de ştiinţă să observe modul în care această lună se învârteşte în jurul propriei axe. Cercetătorii au descoperit astfel ceva ciudat. Un nucleu solid, aşa cum se presupunea că are Mimas, nu corespundea datelor transmise de Cassini. Două ipoteze ar fi putut explica aceste date: fie Mimas are un nucleu lichid, probabil din apă, fie are miezul solid dar ovoid, şi nu sferic.

Furtuna hexagonală

Poate una dintre cele mai bizare caracteristici ale lui Saturn este furtuna boreală de o perfectă formă hexagonală, ca şi cum ar fi fost desenată de mâna cuiva în atmosfera giganticei planete. Acest hexagon are aproximativ 32.000 de kilometri lăţime şi coboară până la aproximativ 100 de kilometri în atmosfera lui Saturn.

Raúl Morales-Juberías, de la New Mexico Institute of Mining and Technology, a coordonat un studiu care încerca să explice hexagonul saturnian. Morales-Juberias a apelat la simulări pe calculator pentru a obţine condiţiile din atmosfera planetei şi împreună cu echipa sa a ajuns la concluzia că un curent atmosferic ce se deplasează în jurul polului nord al planetei cu viteza de peste 320 km/h poate dobândi o formă hexagonală aproape perfectă.

Fulgere extraterestre

La 17 august 2009, sonda Cassini a filmat fulgere în atmosfera lui Saturn, fiind pentru prima oară când au fost observate astfel de fenomene pe o altă planetă decât Pământul. Spre deosebire de furtunile cu descărcări electrice de pe Terra, furtunile de pe Saturn pot dura luni întregi.

Cântecul de lebădă

La 15 septembrie 2017 sonda Cassini a coborât, după cum era programat, în atmosfera lui Saturn unde s-a dezintegrat. NASA a ales această încheiere a misiunii pentru a evita contaminarea unuia dintre sateliţii lui Saturn în cazul în care sonda Cassini s-ar fi prăbuşit pe o lună şi nu pe planeta gigantică. NASA a procedat la fel cu sonda sa Galileo în 2003, pe care a prăbuşit-o controlat în atmosfera lui Jupiter pentru a scuti de orice pericol luna sa Europa, unde de asemenea se află un ocean vast sub o banchiză de gheaţă şi unde ar putea exista viaţă. Ultimul semnal a fost recepţionat de centrul de control al Jet Propulsion Laboratory (JPL), din Pasadena, California, aşa cum era prevăzut, la ora 11:55 GMT, la 83 de minute după emiterea sa, timpul necesar undelor radio pentru a parcurge distanţa dintre Saturn şi Terra. Sonda de 2,5 tone a pierdut contactul cu Terra la două minute după începutul coborârii sale în atmosfera planetei, având o viteză de 113.000 km/h şi aflându-se la o altitudine de 1.510 km deasupra stratului de nori al lui Saturn, potrivit NASA.

"Semnalul a fost pierdut... este sfârşitul vehiculului spaţial", a declarat unul dintre inginerii de la centrul de control, conform imaginilor transmise în direct de NASA.

"Sper că sunteţi cu toţii foarte mândri de această realizare extraordinară, felicitări tuturor pentru această misiune incredibilă", a declarat apoi Earl Maize, responsabilul misiunii Cassini, adresându-se întregii sale echipe. După aceea toată lumea a aplaudat.

Zece dintre instrumentele sale au funcţionat până în ultimul moment, printre care şi spectrometrul destinat analizării atmosferei. Sonda a transmis date în timpul coborârii sale, ceea ce reprezintă o premieră pentru Saturn. Aceste informaţii preţioase ar urma să ajute la înţelegerea formării şi evoluţiei planetei gazoase, speră oamenii de ştiinţă.

Cele 300 de orbite efectuate de Cassini în jurul lui Saturn în timpul misiunii au dus la publicarea a peste 4.000 de comunicări ştiinţifice, iar cercetătorii mai dispun de suficiente date ce trebuie analizate în următorii ani.

Trei alte sonde americane au survolat Saturn anterior, respectiv Pioneer 11 în 1979 şi Voyager 1 şi 2 la începutul anilor 1980, capturând în principal imagini. Cassini a reprezentat o cooperare între NASA, Agenţia spaţială europeană (ESA) şi Agenţia spaţială italiană, cele din urmă construind mica sondă Huygens transportată de Cassini până în decembrie 2004, când aceasta a asolizat pe Titan. Misiunea Cassini-Huygens a costat 3,9 miliarde de dolari, din care cel puţin 2,5 miliarde au revenit SUA, ESA şi Agenţia spaţială italiană finanţând cealaltă parte. Sonda a purtat numele lui Giovanni Cassini, un astronom italian din secolul al XVII-lea care a descoperit patru dintre lunile lui Saturn.AGERPRES/(AS - autor: Codruţ Bălu, editor: Mariana Ionescu)