Studiile lui Saturn - una dintre cele cinci planete ale sistemului solar , ușor vizibilă cu ochiul liber de pe Pământ (la maxim, luminozitatea lui Saturn depășește prima magnitudine ) - au fost efectuate încă din cele mai vechi timpuri.
Pentru a observa inelele lui Saturn ai nevoie de un telescop cu o deschidere de cel puțin 15 mm [1] . Cu o deschidere a instrumentului de 100 mm , sunt vizibile un capac polar mai închis , o dungă întunecată lângă tropic și o umbră a inelelor de pe planetă. Și cu o deschidere de 150-200 mm , patru sau cinci benzi de nori în atmosferă și neomogenitățile din ele vor deveni distinse, dar contrastul lor va fi vizibil mai mic decât cel al lui Jupiter.
Observând Saturn pentru prima dată printr-un telescop în anii 1609-1610, Galileo Galilei a observat că Saturn nu arată ca un singur corp ceresc, ci ca trei corpuri care aproape se ating unul de celălalt și a sugerat că acestea sunt două mari „însoțitori” (sateliți). ) lui Saturn. Doi ani mai târziu, Galileo și-a repetat observațiile și, spre uimirea lui, nu a găsit niciun „sateliți” [2] .
În 1659, Huygens , folosind un telescop mai puternic, a aflat că „însoțitorii” sunt de fapt un inel plat și subțire care înconjoară planeta și nu o atinge. Huygens a descoperit și cea mai mare lună a lui Saturn, Titan . Din 1675, Cassini studiază planeta . El a observat că inelul este format din două inele separate printr-un gol clar vizibil - golul Cassini și a descoperit mai mulți sateliți mari ai lui Saturn: Iapet , Tethys , Dione și Rhea [3] .
Nu au existat alte descoperiri semnificative până în 1789, când William Herschel a descoperit încă doi sateliți - Mimas și Enceladus . Atunci un grup de astronomi britanici a descoperit satelitul Hyperion , cu o formă foarte diferită de cea sferică, în rezonanță orbitală cu Titan [4] .
În 1899, William Pickering a descoperit Phoebe , care aparține clasei sateliților neregulați și nu se rotește sincron cu Saturn ca majoritatea sateliților. Perioada revoluției sale în jurul planetei este de peste 500 de zile, în timp ce circulația merge în direcția opusă .
În 1944, Gerard Kuiper a descoperit prezența unei atmosfere puternice pe o altă lună, Titan [5] [6] . Acest fenomen este unic pentru un satelit din sistemul solar.
În anii 1990, Saturn, lunile și inelele sale au fost studiate în mod repetat de Telescopul Spațial Hubble . Observațiile pe termen lung au oferit o mulțime de informații noi care nu au fost disponibile pentru Pioneer 11 și Voyagers în timpul singurului lor zbor al planetei. Au fost descoperiți și mai mulți sateliți ai lui Saturn și a fost determinată grosimea maximă a inelelor acestuia. În cadrul măsurătorilor efectuate în perioada 20-21 noiembrie 1995 s-a determinat structura detaliată a acestora [7] . În perioada de înclinare maximă a inelelor din 2003, s-au obținut 30 de imagini ale planetei în diverse game de lungimi de undă, care la vremea respectivă dădeau cea mai bună acoperire a spectrului de emisie din întreaga istorie a observațiilor [8] . Aceste imagini au permis oamenilor de știință să înțeleagă mai bine procesele dinamice care au loc în atmosferă și să creeze modele ale comportamentului sezonier al atmosferei.
De asemenea, observațiile la scară largă ale lui Saturn au fost efectuate de Observatorul Europei de Sud în perioada 2000-2003. Au fost descoperiți mai mulți sateliți mici, neregulați [9] .
În 1979, stația interplanetară automată (AMS) Pioneer 11 din SUA a zburat lângă Saturn pentru prima dată în istorie. Studiul planetei a început pe 2 august 1979. Apropierea finală de Saturn a avut loc la 1 septembrie 1979 [11] . În timpul zborului, aparatul s-a apropiat de stratul de nebulozitate maximă al planetei la o distanță de 21.400 km [12] . Au fost obținute imagini ale planetei și ale unora dintre sateliții săi, dar rezoluția lor nu a fost suficientă pentru a vedea detaliile suprafeței. De asemenea, din cauza iluminării scăzute a lui Saturn de către Soare, imaginile erau prea slabe. Dispozitivul a zburat și pe sub planul inelelor pentru a le studia. Printre descoperiri a fost și descoperirea unui inel subțire F. În plus, s-a constatat că multe zone vizibile de pe Pământ ca lumină erau vizibile din Pioneer 11 ca întuneric și invers [11] . Dispozitivul a măsurat și temperatura Titanului. Explorarea planetei a continuat până pe 15 septembrie, după care dispozitivul a început să se îndepărteze de Saturn și Soare [12] .
În 1980-1981, Pioneer 11 a fost urmat și de navele spațiale americane Voyager 1 și Voyager 2 . Voyager 1 a făcut cea mai apropiată apropiere de planetă pe 13 noiembrie 1980, dar explorarea lui Saturn a început cu trei luni mai devreme. În timpul trecerii, au fost făcute o serie de fotografii de înaltă rezoluție. S-a putut obține o imagine a sateliților: Titan , Mimas , Enceladus , Tethys , Dione , Rhea . În același timp, dispozitivul a zburat lângă Titan la o distanță de numai 6500 km , ceea ce a făcut posibilă colectarea datelor despre atmosfera și temperatura acestuia [13] . S-a constatat că atmosfera lui Titan este atât de densă încât nu transmite suficientă lumină în domeniul vizibil, așa că nu au putut fi obținute fotografii cu detaliile suprafeței sale. După aceea, aparatul a părăsit planul eclipticii sistemului solar pentru a fotografia Saturn de la pol [14] .
Un an mai târziu, pe 25 august 1981, Voyager 2 s-a apropiat de Saturn. În timpul zborului său, dispozitivul a făcut un studiu al atmosferei planetei folosind radar. S-au obținut date despre temperatura și densitatea atmosferei. Aproximativ 16.000 de fotografii cu observații au fost trimise pe Pământ. În timpul zborurilor, sistemul de rotație a camerei s-a blocat câteva zile, iar unele dintre imaginile necesare nu au putut fi obținute. Apoi aparatul, folosind forța gravitațională a lui Saturn, s-a întors și a zburat spre Uranus [14] . De asemenea, aceste dispozitive au descoperit pentru prima dată câmpul magnetic al lui Saturn și au explorat magnetosfera acestuia , au observat furtuni în atmosfera lui Saturn, au obținut imagini detaliate ale structurii inelelor și au descoperit compoziția acestora. Au fost descoperite golurile Maxwell și Keeler din inele. În plus, în apropierea inelelor au fost descoperiți câțiva sateliți noi ai planetei.
În 1997, Cassini-Huygens AMS a fost lansat pe Saturn , care, după 7 ani de zbor , a ajuns în sistemul Saturn la 1 iulie 2004 și a intrat pe orbita planetei. Principalele obiective ale acestei misiuni, proiectată inițial timp de 4 ani , au fost să studieze structura și dinamica inelelor și sateliților, precum și să studieze dinamica atmosferei și magnetosferei lui Saturn și un studiu detaliat al celui mai mare satelit al planetei, Titan . .
Înainte de a intra pe orbită în iunie 2004, AMS a trecut pe lângă Phoebe și a trimis imagini de înaltă rezoluție ale acestuia și alte date înapoi pe Pământ. În plus, orbititorul american Cassini a zburat în mod repetat pe lângă Titan. Au fost luate imagini ale lacurilor mari și ale coastelor lor cu un număr semnificativ de munți și insule. Apoi, o sondă europeană specială „ Huygens ” s-a separat de aparat și a coborât cu parașuta la suprafața Titanului pe 14 ianuarie 2005. Coborârea a durat 2 ore și 28 de minute . În timpul coborârii, Huygens a luat mostre din atmosferă. Conform interpretării datelor de la sonda Huygens, partea superioară a norilor este formată din gheață de metan , iar partea inferioară din metan lichid și azot [15] .
De la începutul anului 2005, oamenii de știință au observat radiația venită de la Saturn. Pe 23 ianuarie 2006, pe Saturn a avut loc o furtună, care a dat naștere unui fulger de 1000 de ori mai puternic decât radiația obișnuită în domeniul de frecvență radio [16] . În 2006, NASA a raportat că nava spațială a găsit urme evidente de apă care erupea din gheizerele lui Enceladus [17] . În mai 2011, oamenii de știință de la NASA au declarat că Enceladus „s-a dovedit a fi cel mai locuibil loc din sistemul solar după Pământ” [18] [19] .
Fotografiile făcute de Cassini au dus la alte descoperiri semnificative. Ei au dezvăluit inele nedescoperite anterior ale planetei în afara regiunii luminoase principale a inelelor și în interiorul inelelor G și E. Aceste inele au fost denumite R/2004 S1 și R/2004 S2 [21] . Se presupune că materialul pentru aceste inele ar putea fi format ca urmare a impactului asupra lui Ianus sau Epimeteu de către un meteorit sau cometă [22] .
În iulie 2006, imaginile Cassini au relevat prezența unui lac de hidrocarburi lângă polul nord al lui Titan. Acest fapt a fost în final confirmat de imagini suplimentare în martie 2007 [23] . În octombrie 2006, la polul sudic al lui Saturn a fost descoperit un uragan cu diametrul de 8000 km [24] .
În octombrie 2008, Cassini a transmis imagini ale emisferei nordice a planetei. Din 2004, când Cassini a zburat la ea, au existat schimbări vizibile, iar acum este pictată în culori neobișnuite. Motivele pentru aceasta nu sunt încă clare. Se presupune că schimbarea recentă a culorilor este asociată cu schimbarea anotimpurilor. Din 2004 până în 2 noiembrie 2009, cu ajutorul aparatului au fost descoperiți 8 noi sateliți. Misiunea principală a lui Cassini s-a încheiat în 2008, când dispozitivul a făcut 74 de orbite în jurul planetei. Apoi misiunile sondei au fost prelungite până în septembrie 2010, iar apoi până în 2017 pentru a studia întregul ciclu al anotimpurilor lui Saturn [25] .
În 2009, un proiect comun american-european între NASA și ESA a apărut pentru a lansa AMS „ Titan Saturn System Mission ” pentru a studia Saturn și lunile sale Titan și Enceladus. În timpul acesteia, stația va zbura către sistemul Saturn timp de 7-8 ani , apoi va deveni un satelit al Titanului timp de doi ani. De asemenea, va lansa un balon-sondă în atmosfera Titanului și un lander (posibil plutitor) [26] [27] .
| Explorarea spațială a sistemului solar | |
|---|---|
| Explorarea altor planete | |
| Liste |
|
| Obiecte de pe alte planete |
|