土星とその環の間にある驚くほど空虚な隙間を聞いてみよう

火曜日、NASAの探査機カッシーニは、長年研究してきた土星とガス巨星の環の間に飛び込んだ。これは22回の同様の操作のうちの2回目であり、最後の操作ではカッシーニは土星の大気圏に突入し、9月15日に炎に包まれて消滅する。

しかし、残り20回の潜水があるにもかかわらず、科学者たちはすでにこれらの前例のない通過から驚くべきデータを受け取り始めている。

カッシーニが4月26日に初めて土星の環に潜ったとき、NASAのエンジニアたちは実際に宇宙船のアンテナ皿を防護シールドとして操作した。彼らは土星の環を構成する岩石の破片である塵の粒子がカッシーニの電子機器に損傷を与えるかもしれないと懸念したのだ。彼らは煙より大きな粒子は予想していなかったが、時速77,000マイルの速度では、タイミングの悪い衝突でこれらの小さな塵の破片とさえ衝突すれば宇宙船は破壊される可能性があった。

しかし、どうやらこれらの予防措置は不要だったようだ。この地域は比較的ほこりが少ないようだ。

「どうやら、リングと土星の間の領域は『大きな空白』のようだ」とカッシーニ計画の責任者、アール・メイズ氏は声明で述べた。これはチームのエンジニアにとって朗報だ。カッシーニの最初の通過で塵の破片の地雷原が見つかれば、アンテナをシールドとして使い続けなければならなかっただろう。しかし、その位置では、特定の機器を特定の時間に使用できなかっただろう。今や彼らは、無防備な探査機で前進できることを知っている（ただし、4回の潜水で探査機を内側のDリングの塵の多い領域に送り込む場合を除く）。

「カッシーニは進路を維持し、科学者たちは塵のレベルが予想よりずっと低い理由の謎を解明する」とメイズ氏は語った。

しかし、その大きな空洞は一体どれほど空っぽなのでしょうか? 幸いなことに、音声による補助があります。カッシーニの電波およびプラズマ波科学 (RPWS) アンテナが塵の粒子と衝突すると、その結果生じる (非常に) 小さな爆発によって電気信号が生成され、研究者はそれを便利な音声および映像形式に変換できます。RPWS はカッシーニの皿型シールドの保護範囲を超えて広がるため、探査機の残りの部分が衝突を回避している間も、研究者は RPWS によってそのエリアの粒子密度の全体像を把握できました。

まず、12 月 18 日のリング面横断中にカッシーニが衝突した塵のパチパチ、パチパチ、ポンという音を聞いてください。

動画では赤いスパイクで示されているように、カッシーニがヤヌス・エピメテウス環を通過する際に、より多くの粒子と衝突し、より多くの衝撃音を「聞いた」ことがわかります。では、最初のグランド フィナーレ環ダイビングの RPWS データを聞いてください。

「少し混乱しました。私たちが聞いていたはずの音が聞こえなかったのです」とアイオワ大学のRPWSチームリーダー、ウィリアム・カースは声明で述べた。「最初の潜水からのデータを聞いていますが、聞こえた塵粒子の衝撃の数はおそらく両手で数えられるくらいです。」

この驚くべき、そして都合のいい発見は、カッシーニが最後の数か月間に必ず行う素晴らしい科学研究のほんの一端に過ぎない。この宇宙船はNASAの最大の成功の一つである。土星系の調査という主な任務は4年間の予定だったが、2度の延長により10年近くも継続した。この最後の犠牲により、研究者は土星の環と大気について前例のない観察が可能になり、惑星の起源と構成について新たなことを知ることができるだろう。

探査機は今朝遅くに地球との交信を再開し、2回目のリングダイブからのデータを送信する予定。3回目のリング横断は5月9日に行われる予定。