ホイヘンス（宇宙船）

*ホイヘンス*
	ホイヘンス探査機の全長1.3メートル（4.3フィート）のレプリカ
ミッションタイプ	タイタン着陸船
オペレーター	ESA / ASI / NASA
コスパーID	1997-061C
Webサイト	ホイヘンスのホームページ
宇宙船の特性
メーカー	タレスアレニアスペース (当時はアエロスパシアル)
BOL質量	320 kg (710 ポンド)
力	合計1800Wh
ミッション開始
発売日	1997年10月15日 08:42 (UTC)
ロケット	タイタンIV(401)B /ケンタウロスT B-33
発射場	ケープカナベラル SLC-40
請負業者	ロッキード・マーティン
展開元	カッシーニ
展開日	2004年12月25日
ミッション終了
最後の連絡	2005年1月14日 13:37 (UTC)
着陸日	2005年1月14日 12:43 (UTC)
タイタン着陸船
着陸日	12:43、2005 年 1 月 14 日 ( SCET UTC)
着陸地点	10°34′23″S 192°20′06″W / 10.573°S 192.335°W / -10.573; -192.335 （ホイヘンス探査機）
	; ESAホイヘンスの四辺形ミッションの記章ホライゾン2000

ホイヘンス（ / ˈ h ɔɪ ɡ ən z / HOY -gənz）は、2005年に土星の衛星タイタンへの着陸に成功した大気圏突入ロボット宇宙探査機である。欧州宇宙機関（ESA）によって建造・運用され、NASAによって打ち上げられたこの探査機は、カッシーニ-ホイヘンス計画の一部であり、タイタンに着陸した最初の宇宙船となり、宇宙船が地球から最も遠い場所に着陸した探査機となった。^[3]この探査機は、 1655年にタイタンを発見した 17世紀のオランダの天文学者クリスティアーン・ホイヘンス [4] にちなんで名付けられた^。

カッシーニ・ホイヘンス合同宇宙船は1997年10月15日に地球から打ち上げられた。^[4] ホイヘンスは2004年12月25日にカッシーニ 探査機から分離され、2005年1月14日にアディリ地域付近のタイタンに着陸した。^[5] ホイヘンスの着陸は今のところ太陽系外または地球以外の衛星への唯一の着陸である。^[6]

ホイヘンスは陸上に着陸したが、設計上は海上に着陸する可能性も考慮されていた。探査機は大気圏で数時間、場合によっては地表でも短時間データを収集するように設計されていた。着陸後約90分間、データの送信を続けた。

概要

ホイヘンスはタイタンの大気圏に突入して減速し、完全な計測機器を備えたロボット実験室をパラシュートで地表に降ろすように設計されていた。ミッションが計画されたとき、着陸地点が山脈か、平原か、海洋か、あるいは他の場所かはまだ決まっておらず、カッシーニからのデータの分析がこれらの疑問に答えるのに役立つと考えられていた。

カッシーニがタイタンの 1,200 km (750 マイル) 上空で撮影した写真によると、着陸地点は海岸線であるように思われた。着陸地点が非固体であると仮定すると、ホイヘンスは衝突を生き延び、タイタンの液体表面に着水し、この条件下で数分間データを送信するように設計された。それが実現すれば、人類が作った探査機が地球外の海に着陸する初めてのケースになると予想された。宇宙船のバッテリー寿命は 3 時間以下で、そのほとんどは降下中に使用される予定だった。エンジニアは、表面から最大 30 分間のデータしか取得できないと予想した。

ホイヘンス探査機システムは、タイタンに降下した 318 kg (701 ポンド) の探査機本体と、軌道上の宇宙船に取り付けられたままの 30 kg (66 ポンド) の探査機支援装置 (PSE) で構成されています。 ホイヘンスの耐熱シールドの直径は 2.7 m (8.9 フィート) でした。シールドを排出した後、探査機の直径は 1.3 m (4.3 フィート) でした。PSE には、探査機を追跡し、降下中に収集されたデータを回収し、データを処理して軌道船に送り、そこから地球に送信または「ダウンリンク」するために必要な電子機器が含まれていました。

探査機は半年ごとの健康診断を除いて、6.7年間の惑星間航海中は休止状態のままだった。^[7] これらの検査は、事前にプログラムされた降下シナリオシーケンスに可能な限り忠実に従い、その結果はシステムとペイロードの専門家による検査のために地球に中継された。

2004 年 12 月 25 日に探査機が軌道船から分離される前に、最終的な健康診断が行われました。「惰行」タイマーには、探査機のシステムを起動するのに必要な正確な時間 (タイタンの大気圏に突入する 15 分前) がセットされ、その後探査機は軌道船から分離され、ウェイクアップタイマー以外のシステムは作動しない状態で 22 日間、自由空間を惰行してタイタンまで進みました。

ミッションの主な段階は、タイタンの大気圏をパラシュートで降下することだった。バッテリーとその他すべてのリソースは、ホイヘンスミッションの所要時間 153 分に合わせてサイズ調整された。これは、最大降下時間 2.5 時間に加えて、タイタン表面での少なくとも 3 分 (場合によっては 30 分以上) に相当する。探査機の無線リンクは降下段階の早い段階で起動され、探査機は降下段階を含む次の 3 時間、および着陸後の最初の 30 分間、探査機を「受信」した。この 3 時間の通信ウィンドウが終了して間もなく、カッシーニの高利得アンテナ (HGA) はタイタンから地球に向けられた。

地球上の超大型電波望遠鏡も、超長基線干渉法と開口合成モードの技術を使用して、ホイヘンスの10ワット送信を聞いていた。1月14日11時25分（中央ヨーロッパ時間）、ウェストバージニア州のロバート・C・バード・グリーンバンク望遠鏡（GBT）がホイヘンスの搬送波信号を検出した。GBTは、カッシーニが受信データストリームの受信を停止した後も、搬送波信号を検出し続けた。GBTに加えて、北米大陸全体のVLBAの10台の望遠鏡のうち、ニューメキシコ州パイタウンとロスアラモス、テキサス州フォートデイビス、アイオワ州ノースリバティー、アリゾナ州キットピーク、ワシントン州ブリュースター、カリフォルニア州オーエンズバレー、ハワイ州マウナケアにある8台もホイヘンスの信号を受信した。^[8]

地球上でホイヘンスから受信された信号の強度は、 VLAが受信したガリレオ探査機(木星大気圏降下探査機)の信号強度に匹敵し、(当時は) 未知であったテレメトリによる信号変調のため、リアルタイムで検出するには弱すぎた。その代わりに、3 時間の降下中、探査機の信号の広帯域記録が行われた。探査機のテレメトリがカッシーニから地球に中継され終わった後、記録された信号から現在では既知のデータ変調が取り除かれ、数秒間にわたって積分して探査機の周波数を判定できる純粋な搬送波が残った。タイタンの大気圏を降下するホイヘンスの信号のドップラーシフトを分析することで、風速と風向をある程度の精度で判定できると期待された。タイタン上のホイヘンスの着陸地点の位置は、地球から約12億キロメートルの距離でドップラーデータを使用して、精度（1キロメートル以内 - タイタン上の1キロメートルは赤道での緯度と経度で1.3分角に相当）で特定されました。探査機は月面の10°34′23″S 192°20′06″W / 10.573°S 192.335°W / -10.573; -192.335（ホイヘンス探査機）に着陸しました。同様の手法が、火星探査ローバーのテレメトリのみを聞いて着陸地点を決定するために使用されました。

調査結果

ホイヘンスは2005年1月14日12:43 UTCに、地球に約1メートル（3フィート）の高さからボールを落としたときと同等の衝撃速度で着陸した。ホイヘンスは12センチ（4.7インチ）の深さのへこみをつけ、平らな面に跳ね返り、表面を30～40センチ（12～16インチ）滑った。表面との摩擦で速度が落ち、最終的な静止地点に着くと、前後に5回揺れた。ホイヘンスのセンサーは、着陸後約10秒で動きが収まるまで、さらに2秒間小さな振動を検知し続けた。探査機は塵の雲（おそらく大気から降り注ぐ有機エアロゾル）を巻き上げ、衝突により約4秒間大気中に浮遊した。^[9]

最初に公開された画像は、高度16キロ（9.9マイル）から撮影されたもので、海岸線と思われる場所に流れ込む排水路と思われるものを示している。暗い部分は平地で、明るい部分は高地を表している。

着陸地点では、オレンジ色の表面に氷の小石が散らばっている形跡があり、その大部分はメタンの薄いもやで覆われている。ホイヘンスによるタイタンの初期の航空写真は、表面に大きな液体の塊が存在することと一致していた。着陸前のタイタンの最初の写真には、明るい色の本土を横切って暗い海に流れ込む大きな排水路らしきものが写っていた。写真の中には島や霧に覆われた海岸線を示唆するものもあった。その後の探査機の軌道の分析により、実際にはホイヘンスが写真の暗い「海」領域内に着陸したことが示された。乾燥した湖底のような地形の表面から撮影された写真は、最近まで液体が表面に作用していた証拠はあるものの、ホイヘンス着陸地点に炭化水素の湖や海は現在存在しない可能性があることを示唆している。しかし、カッシーニ計画からのさらなるデータにより、タイタンの極域に恒久的な液体炭化水素湖が存在することが明確に確認された（タイタンの湖を参照）。 2012年には、熱帯の炭化水素湖も発見された（シャングリラ地域のホイヘンス着陸地点からそう遠くない場所にある湖も含まれ、これはユタ州のグレートソルトレイクの約半分の大きさで、深さは少なくとも1メートル（3フィート）である）。乾燥した砂漠地帯の供給源はおそらく地下の帯水層である。言い換えれば、タイタンの乾燥した赤道地域には「オアシス」がある。^[10]

ホイヘンスが撮影したタイタン表面の現場画像（左と右の画像は画像処理が異なります）。大きさ 10～15 cm の小球（おそらく氷でできている）が、より暗く、より粒子の細かい基質の上に、さまざまな空間分布で横たわっています。いくつかの岩石の左上側が明るくなっているのは、その方向からの太陽光によるもので、南向きの景色であることが示唆されており、これは他のデータセットからの予備的な証拠と一致しています。岩石の数が比較的少ない領域が、前景と背景の岩の塊の間にあり、高度 7 km (4.3 マイル) 以下から撮影された低高度画像内の溝のような特徴の一般的な方向と一致しています。

表面は当初、粘土のような「薄い地殻の後に比較的均一な粘稠度の領域がある可能性のある物質」であると報告された。ESA の科学者の 1 人は、タイタンの表面の質感と色をクレームブリュレ(つまり、粘稠な泥のような表面を覆う硬い表面) に例えた。その後のデータの分析により、表面の粘稠度の測定値は、ホイヘンスが着陸時に大きな小石を地面に押し込んだために生じた可能性が高く、表面は氷粒^[11]または上部で凍った雪でできた「砂」と表現した方が適切であることが示唆された。^[9]探査機の着陸後に撮影された画像には、小石で覆われた平原が写っている。炭化水素で覆われた水の氷でできたと思われる小石は、やや丸みを帯びており、流体が作用したことを示している可能性がある。^[12]岩石は丸みを帯び、サイズが選別され、サイズごとに層状に分布しており、まるで暗い湖底の川底にあるかのように、より細かい粒子の物質で構成されている。直径15cm（5.9インチ）を超える小石は発見されなかったが、直径5cm（2.0インチ）未満の岩石はホイヘンス着陸地点では珍しい。これは、大きな小石は湖底まで運ばれず、小さな岩石は表面からすぐに除去されることを意味している。^[13]

着陸地点の気温は 93.8 K (-179.3 °C; -290.8 °F)、気圧は 1,467.6 mbar (1.4484 atm) で、地表付近のメタン存在度は 5 ± 1%、メタンの相対湿度は 50% であった。したがって、着陸地点付近でメタンによる地上霧が発生する可能性は低い。^[13]温度計は、熱がホイヘンスから非常に速く放出されたため地面は湿っていたに違いないことを示しており、ある画像では、カメラの視野を横切って落ちる露滴が反射した光が写っている。タイタンでは、弱い太陽光のため、年間約 1 センチメートルしか蒸発しない (地球では 1 メートルの水) が、大気は雨が降る前に約 10 m (30 フィート) の液体を保持できるが、地球では数センチメートルに過ぎない。そのため、タイタンの天候は、数十年または数世紀にわたる干ばつを挟みながら、集中豪雨による洪水を引き起こすことが予想されています。^[14]

ホイヘンスは、着陸時のタイタン表面の明るさが地球の太陽光の約1000倍暗い（または満月の光の500倍明るい）ことを発見した。これは、地球の日没後約10分、ほぼ深夜の薄暮に感じる照度レベルである。タイタンの空と景色の色は主にオレンジ色であるが、これはタイタンのもやによる青色光の減衰が赤色光に比べてはるかに大きいためである。太陽（ホイヘンスが着陸したときは比較的空に高かった）は、地球から見た太陽円盤の10分の1の大きさの小さな明るい点として見え、大きさと明るさは約150メートル（500フィート）から見た車のヘッドライトに匹敵する。太陽は鮮明な影を落とすが、照明の90%が空から来るためコントラストは低い。^[13]

詳細ホイヘンスアクティビティタイムライン

ホイヘンスは、2004 年 12 月 25 日02:00 UTC (宇宙船イベント時間)にカッシーニ探査機から分離されました。
ESAによると、ホイヘンスは2005年1月14日10時13分（UTC）にSCETでタイタンの大気圏に突入した。
探査機は、SCETでUTC12:43頃（大気圏突入後2時間30分）、南緯10.6度、西経192.3度付近のタイタン表面に着陸した。(1)

着陸のわずか数時間前に、土星/タイタンから見ると、地球と月が太陽を横切る現象がありました。ホイヘンスは、地球の太陽面通過が終了してから 2.7 時間後、つまり月の太陽面通過が終了してからわずか 1、2 分後にタイタンの大気圏上層に入りました。しかし、この太陽面通過は、カッシーニ探査機やホイヘンス探査機には干渉しませんでした。その理由は 2 つあります。第 1 に、太陽の正面にあったため、地球からの信号を受信できなかったものの、地球は信号を聞くことができました。第 2 に、ホイヘンスは読み取り可能なデータを直接地球に送信しませんでした。代わりに、ホイヘンスはデータをカッシーニ探査機に送信し、その後、カッシーニ探査機が受信したデータを地球に中継しました。

計装

ホイヘンスには 6 つの機器が搭載されており、探査機がタイタンの大気圏に降下する際に、幅広い科学データを取得しました。6 つの機器は次のとおりです。

ホイヘンス大気構造計器 (HASI)

この機器には、タイタンの大気の物理的および電気的特性を測定する一連のセンサーが含まれています。加速度計は、探査機が大気圏を降下する際に、3 軸すべてで力を測定しました。探査機の空気力学的特性は既にわかっていたため、タイタンの大気の密度を決定し、突風を検出することができました。探査機は、液体の表面に着陸した場合に、波による動きも測定できるように設計されていました。温度および圧力センサーは、大気の熱特性を測定しました。誘電率および電磁波分析器コンポーネントは、大気の電子およびイオン(つまり、正に帯電した粒子) の伝導率を測定し、電磁波活動を検索しました。タイタンの表面では、表面材料の電気伝導率と誘電率(つまり、電気変位場と電界の比率) が測定されました。HASI サブシステムには、探査機の降下および着陸中の音響イベントを記録するために使用されたマイクも含まれています。^[15]

ドップラー風洞実験 (DWE)

この実験では超安定発振器^[16]が使用され、正確なSバンド搬送周波数が提供され、カッシーニ探査機はドップラー効果を利用してカッシーニに対するホイヘンスの視線速度を正確に測定することができました。ホイヘンスの風による水平運動は、測定されたドップラーシフトの測定値から導き出され、既知のすべての軌道および伝播効果が補正されたものです。大気の特性によるパラシュート下の探査機の揺れも検出された可能性があります。地上の管制官がカッシーニ探査機の受信機をオンにできなかったため、このデータは失われました。^[17]地上の電波望遠鏡は、その一部を再構築することができました。測定はタイタンの表面から150km上空から始まり、そこではホイヘンスは時速400km以上で東に吹き飛ばされ、^[18]過去数年間に望遠鏡を使って行われた高度200kmでの風の測定結果と一致している。60～80kmの間では、ホイヘンスは急速に変動する風に見舞われたが、これは垂直方向の風のシアーによるものと考えられる。地上レベルでは、地球ベースのドップラーシフトとVLBI測定は数メートル/秒の穏やかな風を示しており、ほぼ予想通りである。

降下イメージャー/スペクトル放射計 (DISR)

ホイヘンスの降下中の DISR データの視覚化

ホイヘンスは主に大気圏ミッションであったため、DISR 機器はタイタンの大気圏内の放射バランスを調査するために最適化されました。可視・赤外線分光計と紫色光度計は、高度 145 km (90 マイル) から地表までの上下方向の放射フラックスを測定しました。太陽オーレオールカメラは、エアロゾルによる散乱が太陽の周囲で強度をどのように変化させるかを測定しました。同じCCDを共有する 3 つのイメージャーは、ほぼ天底から地平線のすぐ上まで、約 30 度の幅の帯を定期的に撮影しました。ゆっくりと回転する探査機の助けを借りて、着陸地点の完全なモザイクを構築しましたが、驚いたことに、高度 25 km (16 マイル) 以下でのみ鮮明に見えました。すべての測定は、太陽が視野を通過したことを DISR に知らせるシャドウバーの助けを借りて時間を計りました。残念ながら、この計画は、ホイヘンスが予想とは逆の方向に回転したという事実によって狂ってしまいました。着陸直前にランプが点灯され、表面を照らしました。これにより、大気のメタン吸収によって完全に遮断される波長での表面反射率の測定が可能になりました。

DISR は、アリゾナ大学の月惑星研究所でマーティン・トマスコの指揮の下、ハードウェアにいくつかのヨーロッパの研究所が貢献して開発されました。「この実験の科学的目的は、次の 4 つの分野に分かれます。(1) タイタンの熱バランスを研究するための太陽熱プロファイルの測定。(2) 表面の構成、地形、および表面を形成する物理的プロセスの研究、ならびに降下中の風プロファイルの直接測定のための表面の画像化およびスペクトル反射測定。(3) 太陽の光輪を含む散乱太陽光の明るさと直線偏光度の測定、ならびに波長と高度の関数としてのエアロゾルの減光光学的厚さの測定。これにより、タイタンの大気中のエアロゾルのサイズ、形状、垂直分布、光学特性、発生源とシンクを研究。(4) 大気の構成、特に降下中のメタンの混合比プロファイルを研究するための下向きの太陽フラックスのスペクトル測定。」^[19]

ガスクロマトグラフ質量分析計 (GC/MS)

この機器は、タイタンの大気中の化学物質を識別し、測定するために設計されたガス化学分析装置です。^[20]高高度で分析用に充填されるサンプラーが装備されていました。高電圧四重極の質量分析計は、各ガスの分子量のモデルを構築するためのデータを収集し、ガスクロマトグラフによって分子種と同位体のより強力な分離を達成しました。^[21]降下中、GC/MSはエアロゾルコレクターパイロライザーから渡された熱分解生成物（加熱によって変化したサンプル）も分析しました。最後に、GC/MSはタイタンの表面の組成を測定。この調査は、衝突直前にGC/MS機器を加熱し、接触時に表面物質を気化させることで可能になりました。GC/MSは、ゴダード宇宙飛行センターとミシガン大学宇宙物理学研究所によって開発されました。

エアロゾルコレクターおよびパイロライザー (ACP)

ACP実験では、フィルターを通して大気中のエアロゾル粒子を吸い込み、捕らえたサンプルをオーブンで加熱して（熱分解プロセスを使用）、揮発性物質を気化させ、複雑な有機物を分解しました。生成物はパイプを通ってGC/MS装置に送られ、分析されました。異なる高度でサンプルを収集するために、2つのフィルターが用意されました。^[22] ACPは、（フランスの）ESAチームの大気圏システム研究所（LISA）で開発されました。

表面科学パッケージ (SSP)

SSP には、衝突地点のタイタン表面が固体か液体かの物理的特性を判定するためのセンサーが多数搭載されていた。^[23]音響サウンダは、降下中の最後の 100 メートル (300 フィート) の間に作動し、表面までの距離を継続的に測定し、降下速度と表面の粗さ (波などによる) を測定した。この機器は、表面が液体の場合、音響サウンダが「海」の音速と、場合によっては地下構造 (深さ) も測定するように設計されていた。降下中、音速の測定から大気の組成と温度に関する情報が得られ、加速度計が衝突時の減速プロファイルを記録し、表面の硬さと構造を示した。傾斜センサーは、降下中の振り子運動を測定し、着陸後の探査機の姿勢を示し、波による動きを示すようにも設計された。表面が液体であった場合、他のセンサーが密度、温度、熱伝導率、熱容量、電気的特性（誘電率と伝導率）、屈折率（臨界角屈折計を使用）も測定していたはずです。ホイヘンス降下モジュールの底部から 55 mm（2.2 インチ）突き出た貫入計は、ホイヘンスが表面に着陸した際の貫入計のトレースを作成するために使用されました。これは、着陸によって物体の表面が貫入計を突き破り、物体内に押し下げられたときに、物体の表面によって計器に及ぼされる力を測定することによって行われました。トレースは、約 400 ミリ秒間の時間の関数としてこの力を示しています。トレースには最初のスパイクがあり、これは、DISR カメラによって撮影された表面の氷の小石の 1 つに計器が衝突したことを示しています。

ホイヘンスSSPは、ジョン・ザーネッキ教授の指揮の下、ケント大学宇宙科学部とラザフォード・アップルトン研究所宇宙科学部（現RALスペース）によって開発されました。ジョン・ザーネッキ教授が2000年に異動した際に、 SSPの研究と責任はオープン大学に移りました。

宇宙船の設計

ホイヘンスは、フランスのカンヌ・マンドリュー宇宙センター（現在はタレス・アレニア・スペース傘下）で、アエロスパシアル社を主契約者として建造された。耐熱シールドシステムは、ボルドー近郊のアエロスパシアル社（現在はエアバス・ディフェンス・アンド・スペース傘下）の責任で建造された。

パラシュート

マーティン・ベーカー・スペース・システムズは、ホイヘンスの パラシュートシステムと、探査機のタイタンへの降下を制御する構造部品、機構、および火工品を担当しました。IRVIN -GQは、ホイヘンスの各パラシュートの構造の定義を担当しました。アーヴィンは、マーティン・ベーカー・スペース・システムズとの契約に基づいて、探査機の降下制御サブシステムに取り組みました。

重大な設計上の欠陥が部分的に解決

打ち上げからかなり経ってから、数人の粘り強いエンジニアがカッシーニの通信機器に致命的な設計上の欠陥があり、それがホイヘンスが送信したすべてのデータの損失を引き起こす可能性があることを発見した。^[24]^[25]

ホイヘンスは地球に直接送信するには小さすぎたため、タイタンの大気圏を降下中に取得したテレメトリデータを無線でカッシーニに送信するように設計され、カッシーニはそれを直径4メートル（13フィート）の大きなメインアンテナを使用して地球に中継した。一部のエンジニア、特にESA ESOCの従業員であるクラウディオ・ソラッツォとボリス・スメッズは、この機能が打ち上げ前に十分に現実的な条件下でテストされていないことに不安を感じていた。スメッズは、カッシーニの飛行中に上司を追加テストを行うよう、苦労しながらも説得した。2000年初頭、彼はさまざまな出力とドップラーシフトレベルでの模擬テレメトリデータを地球からカッシーニに送信した。カッシーニはデータを正しく中継できなかったことが判明した。^[24]

これは、当初の飛行計画では、ホイヘンスがタイタンに降下する際にカッシーニに対して加速し、信号のドップラーシフトが変化するためであった。その結果、カッシーニの受信機のハードウェアは、シフトした周波数の範囲で受信できるように設計された。しかし、ファームウェアは、ドップラーシフトによって搬送周波数だけでなく、8192ビット/秒で位相シフトキーイングによってコード化されたペイロードビットのタイミングも変化するであろうことを考慮に入れていなかった。^[24]

ファームウェアの再プログラム化は不可能であり、解決策として軌道を変更する必要があった。ホイヘンスは当初の計画より1か月遅れて（2004年11月ではなく12月）分離し、カッシーニに対する移動方向に対して垂直に信号を送信するようにタイタンに接近し、ドップラーシフトを大幅に削減した。^[24]

軌道変更により設計上の欠陥はほぼ克服され、データの送信は成功したが、2つの無線チャネルのうち1つからの情報は無関係なエラーにより失われた。

チャネルAのデータ損失

ホイヘンスは、チャンネル A と B、またはチェーン A と B と呼ばれる2 つの冗長S バンド無線システムを使用して、テレメトリと科学データをカッシーニ探査機に送信し、地球に中継するようにプログラムされていました。チャンネル A は、ホイヘンスの動きによって生じるわずかな周波数の変化を研究して風速を測定する実験のための唯一の経路でした。完全な冗長性から意図的に逸脱したもう 1 つの点として、降下用イメージャーからの画像が分割され、各チャンネルに 350 枚の写真が送信されました。

カッシーニは、宇宙船に送信されたコマンドのシーケンスにエラーがあったため、チャンネルAを一度も聞くことができなかった。^[17]欧州宇宙機関の職員によると、探査機の受信機は電源を入れるよう命令されなかったという。ESAは、このエラーはESA側のミスであり、欠落していたコマンドはホイヘンス・ミッションのためにESAが開発したコマンドシーケンスの一部であり、カッシーニはそれを配信通りに実行したと発表した。

チャンネル A が使用されなかったため、予定の 700 枚ではなく 350 枚の写真しか受信されませんでした。カッシーニとホイヘンス間のドップラー電波測定もすべて失われました。地球からのホイヘンスのドップラー電波測定は行われましたが、カッシーニが行った失われた測定ほど正確ではありませんでした。ホイヘンスの加速度センサーと地球からのホイヘンス探査機の位置のVLBI追跡を使用することで、かなり正確な風速と風向の計算を行うことができました。

市民科学プロジェクトからの貢献

ホイヘンスが計画と逆方向に回転したため、プロジェクトチームによる生データからの表面モザイクの作成が何ヶ月も遅れました。その一方で、これは、いくつかの市民科学プロジェクトに、表面モザイクの組み立て作業に挑戦する機会を与えました。これが可能になったのは、欧州宇宙機関が DISR 生画像の公開を承認し、市民科学者がインターネット上で結果を発表する許可を与えたからです。^[26] これらの市民科学プロジェクトのいくつかは、科学コミュニティで大きな注目を集め、^[27]一般的な科学雑誌^[28]^[29]^[30]^[31] および公共メディア^[32]^[33]で取り上げられました。メディアは、アマチュアがプロよりも優れているという話を好んで紹介しましたが、^[28]^[31]^[32]参加者のほとんどは、自分たちを市民科学者であると認識しており、彼らの仕事の原動力は、これまで知られていなかったタイタンの表面をできるだけ多く発見し、見せたいという願望でした。いくつかの熱狂的なプロジェクトは、ホイヘンスが着陸した翌日にタイタンの表面モザイクとパノラマ写真を公開した最初のプロジェクトであり、^{[34]別のプロジェクトは、}ホイヘンスのDISRデータを数か月間処理し、認識可能な構造を持つほぼすべての画像を正しい位置に割り当てることができ、包括的なモザイクとパノラマ写真を作成しました。^[35] この市民科学プロジェクトによる表面パノラマ写真は、最終的にジョセフ・バーンズによるネイチャー誌のレビューの中で公開されました。^[36]

着陸地点

探査機はタイタンの表面、南緯10°34′23″ 西経192°20′06″ / 南緯10.573° 西経192.335° / -10.573; -192.335に着陸した。

参照

参考文献

引用

^ 「ホイヘンス」.
^ Kazeminejad, Bobby (2011年5月). 「タイタンの新しい極：ホイヘンス突入および降下軌道と着陸座標への影響」.宇宙研究の進歩. 47 (9): 1622–1632. Bibcode :2011AdSpR..47.1622K. doi :10.1016/j.asr.2011.01.019 . 2018年1月4日閲覧。
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^ ab 「Solstice Mission Overview」NASA。2008年12月17日時点のオリジナルよりアーカイブ。2013年1月21日閲覧。
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^ 「カッシーニ-ホイヘンスミッションの事実」欧州宇宙機関2019年3月22日閲覧。
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文献

Nature 438、2005 年 12 月 - 9 つの論文、編集者への手紙、関連メディアで分析された結果は、オンラインで無料でアクセスできます。

さらに読む

ラルフ・ローレンツ (2018)。NASA /ESA/ASI カッシーニ・ホイヘンス: 1997 年以降 (カッシーニ探査機、ホイヘンス探査機、および将来の探査コンセプト) (オーナーズワークショップマニュアル)。ヘインズマニュアル、英国。ISBN 978-1785211119。

外部リンク

NASA と ESA のリリースに先立つアマチュアによる画像合成。2005 年 1 月 17 日にWayback Machineにアーカイブされました。
欧州宇宙機関カッシーニ・ホイヘンスウェブサイト（降下の様子を撮影したビデオを含む）
ESA ホイヘンスの科学情報
2008 年までのカッシーニの軌道をインタラクティブなフラッシュアニメーションで表現
ホイヘンス探査機の最新ニュース
NASA のカッシーニ・ホイヘンスのページ
ニューサイエンティスト — 「カッシーニ-ホイヘンス：土星へのミッション」
惑星協会の土星報道
アマチュアによる表面モザイクと広範囲な画像処理
「ホイヘンス探査機：科学、ペイロード、ミッションの概要」
エクスプロラトリアムの土星とタイタンに関するウェブキャスト
ESA ホイヘンスに関する速報
ホイヘンス探査機のパラシュートとコンピュータシステムの設計

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概要