Dziesięć lat temu, 20 grudnia 2000 roku, statek kosmiczny Cassini znalazł się w najmniejszej odległości od Jowisza na swojej drodze do wejścia na orbitę bliźniaczego gazowego olbrzyma - Saturna. Głównym celem tego zbliżenia było wykorzystanie siły grawitacji największej planety naszego układu słonecznego tak, aby wystrzelić Cassiniego w kierunku Saturna, jego docelowego miejsca przeznaczenia, za pomocą tak zwanej procy grawitacyjnej. Spotkanie z Jowiszem dało również projektowi Cassini idealne warunki do przetestowania instrumentów pokładowych sondy oraz oceny planów operacyjnych na jej przygodę z „planetą pierścieni”, która rozpoczęła się później, w 2004 roku.
„Przelot w pobliżu Jowisza pozwolił statkowi Cassini rozwinąć skrzydła jeszcze przed jego głównym przedstawieniem – orbitowaniem wokół Saturna”, powiedziała Linda Spiker, naukowiec pracujący przy projekcie Cassini w Laboratorium Napędu Odrzutowego w Pasadenie. „Dziesięć lat później wnioski wyciągnięte ze spotkania z Jowiszem nadal nadają kształt naszemu rozumieniu podobnych procesów zachodzących w systemie Saturna”.
Cassini spędził na eksploracji systemu Jowisza około 6 miesięcy – od października 2000 roku do marca 2001 roku. Najbliżej planety znalazł się dokładnie 30 grudnia 2000 roku o godzinie 10:05 UTC, zbliżając się do Jowisza na odległość około 9,7 mln km nad powierzchnią szczytów chmur.
W ciągu półrocznego okresu nieprzerwanej obserwacji sonda wykonała około 26000 zdjęć Jowisza i jego księżyców, tworząc tym samym najbardziej szczegółowy z dotychczasowych całościowych portretów Jowisza.
Zdjęcia wykonane przez Cassiniego nie mają większej rozdzielczości niż najlepsze z uzyskanych przez misje Voyager podczas dwóch przelotów w 1979 roku, jednak kamery statku Cassini umożliwiają obserwację promieniowania o szerszym widmie, niż miało to miejsce w przypadku Voyagerów. Dzięki temu możliwa była obserwacja długości fali promieniowania, które odpowiadają różnym wysokościom w atmosferze Jowisza, czyli swego rodzaju zaglądanie w głąb atmosfery planety. Takie obrazy dały naukowcom możliwość obserwacji ewoluujących wraz z upływem czasu konwekcyjnych burz z błyskawicami. Możliwe stało się również zrozumienie struktury i określenie wysokości tych burz oraz wielu rodzajów chmur, mgieł i innych typów burz okrywających Jowisza.
Obrazy z Cassiniego odkryły również nigdy przedtem nie obserwowany wielki, ciemny owal w okolicy 60 stopni szerokości geograficznej północnej, porównywalny z Wielką Czerwoną Plamą. Podobnie jak ona, wielki owal był gigantycznym cyklonem w atmosferze planety, jednak, odmiennie od stabilnej od setek lat Wielkiej Czerwonej Plamy, wielki owal okazał się być dosyć zmiennym obiektem, który rósł, zmieniał swoje położenie, rozwijał jasne, wewnętrzne jądro, obracał się i zmniejszał w przeciągu tych 6 miesięcy, kiedy był obserwowany. Owal znajdował się na dużej wysokości w atmosferze i miał dużą szerokość geograficzną, co daje naukowcom podstawy, aby sądzić, że owal mógł być powiązany z potężnymi zorzami polarnymi Jowisza.
Zespół odpowiadający za dane wizualne dostał także możliwość zgromadzenia 70-dniowych filmów obrazujących burze, to jak się formują, łączą ze sobą oraz przemieszczają w obrębie północnego bieguna Jowisza. Filmy te pokazały, w jaki sposób większe sztormy zyskują energię pochłaniając te mniejsze oraz w jaki sposób uporządkowane strumienie zachodnich i wschodnich wiatrów na niższych wysokościach wpływają na ten już mniej uporządkowany ruch powietrza w wyższych partiach atmosfery.
Spektrometr Cassiniego działający w podczerwieni umożliwił dokonanie pierwszych gruntownych badań i zmapowanie temperatury panującej w atmosferze Jowisza oraz określenie struktury atmosfery planety. Mapy temperatury umożliwiły określenie, czy i jakie wiatry występują w strefie znajdującej się powyżej górnej warstwy chmur. Spektrometr ujawnił obecność niespodziewanego, silnego prądu wschodniego (około 500 km/h) około 100 kilometrów ponad widzialnymi chmurami. Dane z tego instrumentu doprowadziły również do powstania najlepszych do tej pory map zawartości acetylenu w atmosferze Jowisza oraz pierwszej detekcji związanych z aktywnością zórz polarnych organicznych rodników metylowych i diacetylenowych w okolicach północnego i południowego bieguna planety. Molekuły te są istotne dla zrozumienia chemicznych zależności zachodzących pomiędzy światłem słonecznym a cząsteczkami zawartymi w stratosferze Jowisza.
Kiedy sonda Cassini zbliżała się do planety, instrumenty obserwujące promieniowanie radiowe oraz aktywność plazmy zaczęły rejestrować charakterystyczny świergot tworzony przez elektrony pochodzące z kosmicznego gromu dźwiękowego. Zjawisko takie zachodzi wtedy, gdy poruszający się z prędkością naddźwiękową wiatr słoneczny – naładowane cząstki pochodzące ze Słońca – jest spowalniany i uginany wokół bąbla pola magnetycznego otaczającego planetę.
Ponieważ Cassini dotarł do Jowisza w czasie, kiedy statek kosmiczny Galileo nadal orbitował wokół planety, naukowcy mogli skorzystać z możliwości dokonywania prawie równoczesnych pomiarów przez dwa różne statki kosmiczne. Ten zbieg okoliczności pozwolił poczynić wielkie postępy w zrozumieniu interakcji wiatru słonecznego z Jowiszem. Cassini i Galileo dostarczyły pierwszych dwupunktowych pomiarów granic magnetycznego bąbla Jowisza oraz pokazały, że w czasie obserwacji był on w fazie kurczenia się spowodowanej zwiększonym naporem wiatru słonecznego.
„Przelot w pobliżu Jowisza dał nam podwójną korzyść. Po pierwsze, mieliśmy możliwość zebrania nowych, unikalnych danych naukowych na temat tej planety. Po drugie, zdobyliśmy cenną widzę o tym, w jaki sposób efektywnie wykorzystywać wszystkie możliwości, jakie daje nam tak skomplikowana maszyneria, jaką jest statek Cassini”, powiedział Bob Mitchell, manager programu Cassini. „Dzisiaj, dziesięć lat później, nasze działania nadal pozostają pod silnym wpływem tamtych doświadczeń i czerpiemy z tego wymierne korzyści”.
W dniu celebracji 10 rocznicy pobytu Cassiniego w układzie Jowisza naukowcy myślą również z podekscytowaniem o kolejnych zbliżających się oraz proponowanych misjach do systemu Jowisza, takich jak misja sondy Juno, która ma wystartować w sierpniu oraz Europa Jupiter System Mission (EJSM), która jest jednym z priorytetów NASA.
Misja Cassini-Huygens jest projektem współtworzonym przez NASA, Europejską Agencję Kosmiczną oraz włoską ASI. Zarządzaniem misją zajmuje się Jet Propulsion Laboratory. Sam orbiter oraz jego dwie kamery pokładowe zostały zaprojektowane i skonstruowane w JPL. Zespół zajmujący się obróbką danych wizualnych ma swoją siedzibę w Space Science Institute w Boulder. Zespół operujący spektrometrem podczerwieni znajduje się w Centrum Lotów Kosmicznych im. Roberta H. Goddarda w Greenbelt, gdzie instrument został skonstruowany. Zespół naukowy zajmujący się kontrolą systemów radiowych oraz systemów detekcji fal plazmy znajduje się na University of Iowa, gdzie instrument został skonstruowany.
(NASA)
