Afbeelding tegoed: ESA
Een belangrijke gebeurtenis in de Cassini-missie is wanneer de Huygens-sonde begin 2005 wordt ingezet op de grootste maan Titan van Saturnus. Een team van wetenschappers van de European Space Agency heeft onlangs getest hoe hun sonde zal presteren tijdens de lange val door de atmosfeer van Titan door een replica hier op aarde. De mock-up werd op een ballon van een hoogte van 33 km gedropt en gebruikte een parachute om de terugkeer naar de aarde te vertragen. ESA-controllers gebruiken de daaltijd om de instrumenten te kalibreren die zullen communiceren met de echte Huygens-sonde wanneer deze zijn bezoek brengt aan Titan.
Je moet aan bijna elke mogelijkheid hebben gedacht als je op een verre maan landt in een uithoek van het zonnestelsel. Je moet je ruimtevaartuig tot het uiterste hebben getest om er zeker van te zijn dat het bestand is tegen de extreme omstandigheden die worden verwacht op Titan, een maan van Saturnus.
Bovendien moet u van tevoren zoveel mogelijk informatie verzamelen over de manier waarop uw instrumenten onder die omstandigheden werken. Pas als de wetenschappelijke instrumenten goed werken, kun je zeggen dat je missie succesvol is geweest.
Afdalen door giftig gas
Begin 2005 daalt ESA's Huygens-sonde door de mantel van schadelijke gassen rond Titan, de grootste en meest mysterieuze maan van Saturnus. Een door Italië geleid team van Europese wetenschappers en ingenieurs heeft de uitdagingen van het testen van de betrouwbaarheid, het gedrag en de respons van sommige sonde-instrumenten op een ingenieuze manier aangepakt? geen simulaties.
Met een combinatie van ballon en parachute had het team een creatieve manier om een replica op ware grootte van de Huygens-ruimtesonde te testen? ze hebben het van 33 kilometer boven de aarde laten vallen! De lucht die we op aarde inademen is heel anders dan de giftige smog van Titan, maar Jean-Pierre Lebreton, ESA Huygens Project Scientist, zegt dat de manier waarop de eigenschappen van onze atmosfeer veranderen vergelijkbaar is met het gedrag van de atmosfeer van Titan.
Op 6 juni 2003 verzamelden de wetenschappers zich in de Trapani-lanceerinstallatie van de Italian Space Agency op Sicilië. Om de gondel van 500 kg te lanceren die de mock-up Huygens-ruimtesonde vervoerde, gebruikten ze een heliumballon die volledig opgeblazen was tot een diameter van 100 meter (wat overeenkomt met een totaal volume van 400.000 kubieke meter) op zijn maximale hoogte. Toen de ballon een hoogte van 33 kilometer bereikte, opende een ontgrendelingsmechanisme de sonde.
De ingebouwde parachute werd ingezet om de val van de sonde te vertragen van 40 meter per seconde tot slechts 4 meter per seconde. Bij die snelheid zweefde de sonde zachtjes terug naar de aarde en deed er ongeveer 30 minuten over om zijn reis onder de tien meter brede parachute te voltooien. Deze parachute is ontworpen om een valsnelheid te bieden die heel dicht bij de verwachte snelheid bij Titan ligt.
'Hoogtemeter 1, ontvang je mij?'
De vlucht stelde wetenschappers in staat om gegevens te verzamelen onder omstandigheden die in Europa zo representatief mogelijk zijn van de toekomstige vlucht naar miljoenen kilometers verwijderd van de aarde. Op deze manier kunnen ze de instrumentkenmerken echt goed gaan begrijpen. Wetenschappers noemen dit proceskalibratie.
Deze trainingsoefeningen zijn niet alleen belangrijk om het gedrag van de instrumenten en de gegevens te begrijpen, ze dragen ook bij aan het opbouwen van teamgeest voor wanneer de echte spanning begint bij Titan!
Deze daling was de vierde testvlucht van de Huygens-instrumenten op aarde (de eerste dergelijke test vond plaats in Spanje in 1995, de volgende twee werden gedaan op Sicilië). Deze vlucht was de eerste met een volledig uitgeruste Huygens-mock-up, inclusief het complete Huygens Atmospheric Structure Instrument (H-ASI) van Italië. Eenmaal op Titan zal het doel van H-ASI zijn om de temperatuur, druk, elektrische eigenschappen en de wind in deze exotische atmosfeer te bestuderen.
Een mock-up van een van de twee Huygens-hoogtemeters, gemonteerd op de replica-sonde, werd ook getest tijdens deze ballonvlucht. De hoogtemeters meten de hoogte van de sonde vanaf de grond. 'We hebben de gegevens geanalyseerd. Van wat we tot nu toe hebben gezien, werkte de hoogtemeter goed ”, zegt Lebreton. "De test geeft me veel vertrouwen dat de twee hoogtemeters op Huygens goed zullen werken bij Titan."
“Een van de andere opwindende en geruststellende aspecten van deze testvlucht was om te zien hoe goed de sonde zichzelf stabiliseerde tijdens de afdaling toen atmosferische turbulenties de val verstoorden, dankzij het speciale parachutedesign. We kunnen dan met een gerust hart verwachten dat we begin 2005 een onberispelijke daling door de atmosfeer van Titan zullen hebben, ”zegt Enrico Flamini, ASI Project Manager voor Huygens, verantwoordelijk voor deze testcampagne.
De wetenschappers overwegen nu een laatste daling in 2004 boven Antarctica. Deze locatie is die op aarde die het beste lijkt op de atmosferische omstandigheden van Titan, wat betreft druk, elektrische eigenschappen en temperaturen. De temperatuur van Titan kan dalen tot ongeveer? 180? C!
Oorspronkelijke bron: ESA News Release
