Za trzy lata próbnik Huygens odłączy się od sondy Cassini i zanurkuje w gęstą atmosferę Tytana – największego spośród 30 księżyców Saturna. Daleko od operatorów na Ziemi, każda operacja wykonana przez maszynę musi już być zaprogramowana, aby ryzyko niepowodzenia misji zostało zminimalizowane. W ciągu najbliższych dni sonda i próbnik przejdą testy i przygotowania do tej niepowtarzalnej misji.

Już wkrótce próbnik Huygens (którego właścicielem jest ESA) zostanie poddany najważniejszej od wystrzelenia sondy Cassini 4 lata temu próbie. Celem testu będzie zdeterminowanie, czy komunikacja między sondą a próbnikiem działa poprawnie, czyli, czy samobójczy skok w atmosferę Tytana w ogóle będzie mógł się odbyć.

Naukowcy chcą się upewnić, czy specjalny system komunikacji między sondą a próbnikiem nie ulegnie uszkodzeniu w ciągu najbliższych 3 lat lotu do Saturna. Test da również wskazówki naukowcom jakie urządzenia naziemne trzeba będzie wykorzystać aby jak najlepiej przygotować Huygensa do nurkowania. Dokładniej chodzi tutaj o najlepszy zakres długości fal, w których będzie następowała komunikacja Ziemia-Cassini. Naukowcy podkreślają, że takich pomiarów nie dało się wykonać na Ziemi przed startem.

Nawet krótkie zakłócenia w połączeniu między sondą a Ziemią byłyby katastrofalne. Utrata unikalnych zdjęć z próbnika i niepowtarzalnych danych byłby nie do odrobienia w ciągu najbliższych kilkunastu lat. Z tego powodu naukowcy będą musieli przez najbliższe 2 tygodnie ciężko pracować aby przewidzieć jak najwięcej przeszkód w ciągu serii testów, prób i analiz.

Specjaliści z zarówno NASA i ESA będą testować sondę w dniach 16-17 i 19-20 listopada 2001 roku. Naukowcy operować będą z 3 ośrodków: NASA Goldstone w Kalifornii, Europejskie Centrum Operacji Kosmicznych (European Space Operations Centre ESOC) w Darmstadt w Niemczech oraz w Centrum Operacyjne Misji Cassini w JPL (Jet Propulsion Laboratory – część NASA) w Pasadenie w Kalifornii.

Sygnały zostaną wysłane przy pomocy specjalnych nadajników (zaprojektowanych w ESOC) do odbiornika Huygensa wewnątrz Cassiniego. Jeżeli wszystko pójdzie zgodnie z planem, komputer pokładowy próbnika przetworzy dane i prześle je z powrotem do komputera sondy, a stamtąd powędrują one z powrotem na Ziemię. Dane zostaną wtedy poddane szczegółowej analizie w Darmstadt.

Nie jest to jednak takie proste. Sygnały (oraz dane) wysyłane z Ziemi będą musiały przypominać te, które zostaną wysłane z Huygensa podczas opadania w atmosferze Tytana. Obecnie Cassini oddala się z prędkością 20 km/s i to jest jedna z wielu trudności w procesie “odbijania” danych. Naukowcy w Goldstone będą musieli odpowiednio modyfikować sygnał, aby pomimo odmiennych warunków, osiągnąć zamierzony cel.

Niezerowa prędkość oddalania się Cassiniego i źródła sygnałów (Ziemi) komplikuje sprawę. Jest przyczyną zjawiska zwanego efektem Dopplera. Wynikiem zachodzenia zjawiska jest zmiana długości fal odbieranych przez obserwatora, gdy źródło i obserwator się poruszają względem siebie. Jeżeli mamy do czynienia z falami elektromagnetycznymi (a fale radiowe właśnie takimi są) to przy obecnej prędkości Cassiniego zmiana jest na tyle mała, że trudno ją zrekompensować na Ziemi, ale jednak wystarczająco duża, aby poprawki były potrzebne.

Innym problemem jest nagrzewanie się nadajnika próbnika Huygensa, podczas jego opadania w atmosferze. Nie mając kontaktu fizycznego z sondą trudno zasymulować podobne efekty.

Oczywiście problemem będzie także wielka odległość dzieląca Ziemię i Cassiniego. Sygnały wysyłane z Niebieskiej Planety będą odbierane z olbrzymim opóźnieniem więc nie sposób będzie reagować natychmiast na jakieś nieprawidłowości.

Na szczęście naukowcy pracujący nad powodzeniem misji są ekspertami w swojej dziedzinie. Więcej informacji można znaleźć na oficjalnej stronie misji Cassini.

Autor

Andrzej Nowojewski