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Cassini-Huygens
Missão ao Sistema de Saturno
O Destino
Saturno é conhecido pelo seu magnífico sistema de anéis. Mas o Sistema de Saturno é, para além disso, um ambiente único onde se combinam anéis, luas e o próprio planeta.
 Saturno emite 79% mais energia que a que recebe do Sol;
 Saturno recebe o equivalente a 1/90 da luz solar que a Terra recebe.
Factos sobre Saturno 
 Saturno é o segundo maior planeta do Sistema Solar;
 Titã, a sua maior lua, possui uma fina atmosfera rica em azoto;
Comparação entre Saturno e a Terra
Se colocássemos Saturno e os seus principais anéis (excluindo o difuso anel E) entre a Terra e a Lua, mal existiria espaço para o encaixarmos.
 Distância da Terra à Lua = 384.000 km
 Diâmetro de Saturno com o seu sistema de anéis = 340.000 km
Momentos altos da viagem
Alguns dos excitantes acontecimentos que acontecerão à chegada a Saturno:
A Cassini orbitará o Sistema de Saturno durante 4 anos. Durante esse tempo, a nave efectuará 75 órbitas sobre o planeta e 45 sobrevoos de Titã.
 Encontro com Febe - 11 de Junho de 2004 (máxima aproximação de 2.000 km)
 Inserção na órbita de Saturno - 1 de Julho de 2004
 Libertação da Sonda Huygens, da ESA - 25 de Dezembro de 2004
 Missão da Sonda Huygens, da ESA - 14 de Janeiro de 2005
Inserção na Órbita de Saturno
Data: 1 de Julho de 2004
Aproximação efectuada por debaixo do plano dos anéis. Cruzamento do plano dos anéis em sentido ascendente a 158,500 km de Saturno 1 hora e 52 minutos antes do periastro (máxima aproximação).
A Cassini atravessará o plano dos anéis entre os anéis F e G.
Ignição dos retrofoguetes: 01:12 UTC (2:12 de Lisboa a 30 de Junho)
Duração da utilização dos retrofoguetes = 97 minutos
Fim da utilização dos retrofoguetes: 03:03 UTC (4:03 de Lisboa a 30 de Junho)
Variação de velocidade = 632 m/segundo (2.275,2 km/hora)
Em Órbita de Saturno
Durante a sua visita de 4 anos, a Cassini efectuará 75 órbitas em torno de Saturno, utilizando o campo gravitacional de Titã para mudar a órbita da nave.
A duração das órbitas variará entre 7 e 118 dias.
A distância orbital da Cassini em relação a Saturno variará de 156.858 km a 953.214 km.
A órbita da nave irá variar a sua orientação de equatorial até uma inclinação de aproximadamente 75°. Isto permitirá que os cientistas estudem as regiões polares de Saturno.
Objectivos Científicos
Os 5 grupos de objectivos científicos da missão Cassini-Huygens são:
Os extensos anéis de Saturno
Saturno - o planeta e
a sua atmosfera
Titã
Magnetosfera
Satélites gelados
Objectivos Científicos em Saturno
Objectivos Científicos em Saturno:
a) Determinar as temperaturas, propriedades das nuvens, e composição da atmosfera de Saturno;
b) Medir o vento global, incluindo as componentes de onda e de turbilhão; observar as
 características e os processos sinópticos das nuvens;
c) Inferir a estrutura interna e a rotação da baixa
 atmosfera;
d) Estudar as variações diurnas e o controle
 magnético da ionosfera de Saturno;
e) Fornecer constrangimentos observacionais
 (composição gasosa, proporção de isótopos,
 fluxos de calor) para cenários de formação 
 e evolução de Saturno;
f) Investigar as fontes e a morfologia das trovoadas
 de Saturno (Descargas Electrostáticas e trovoadas
 sibilantes de Saturno).
Factos Físicos de Saturno
Saturno é o 6º planeta a contar do Sol, orbitando-o a uma distância média de 9,54 Unidades Astronómicas ou UA (1.429,4 milhões de quilómetros).
Saturno recebe o equivalente a 1/90 da luz solar que a Terra recebe.
Factos físicos de Saturno:
Diâmetro = 120.660 km - comparar com o diâmetro da Terra (12.756 km)
Massa = 569x1024 kg
(95 vezes maior que a massa da Terra)
Período de Rotação = 10 horas e 40 minutos
“Mapa de Estradas” de Saturno
A ordem dos anéis e das luas, começando pelo mais próximo de Saturno, é:
Saturno			Epimeteu		Titã
Anel D			Jano			Hiperião
Anel C			Anel G			Jápeto
Anel B			Mimas			Febe
Divisão de Cassini	Anel E			Novos Satélites
Anel A			Encelado
Divisão de Encke	Tétis
Pã			Telesto
Atlas			Calipso
Prometeu		Dione
Pandora		Helena
Anel F			Reia
Atmosfera de Saturno
Os conteúdos primários da atmosfera de Saturno são:
	Hidrogénio (94%)
	Hélio (6%)
Além destes, existem traços de amónia, metano, etano, fosfina, acetileno,
metilacetileno e propano.
Sabia?
O que produz aquelas bandas douradas
coloridas na alta atmosfera de Saturno?
 --- Cristais gelados de Amónia
Fortes Ventos de Saturno
Saturno possui os segundos ventos mais rápidos que alguma vez se mediram em todo o Sistema Solar. Apenas Neptuno possui ventos mais rápidos. As velocidades do vento a latitudes semelhantes a Norte e a Sul do Equador são quase iguais.
Velocidades equatoriais: sopram para Leste a 500 metros/segundo (1.800 km/hora).
Que velocidade é essa?
Um avião a jacto voa a uma velocidade de cruzeiro de cerca de 900 km/hora;
Os ventos mais rápidos de um furacão (ciclone) atingem os 350 km/hora;
Uma onda gigante (tsunami) viaja através do mar aberto a uma velocidade de 900 km/hora;
A velocidade do som é de 1.224 km/hora.
Milhas por hora
Latitude
Objectivos Científicos em Titã
Objectivos científicos em Titã:
a) Determinar a abundância de constituintes atmosféricos (incluindo os gases nobres), estabelecendo a proporção de isótopos para os elementos abundantes, constranger cenários da formação e evolução de Titã e da sua atmosfera;
c) Medir os ventos e as temperaturas globais, investigar a física das nuvens, a circulação geral e os efeitos sazonais na atmosfera de Titã; pesquisar a existência de descargas eléctricas do tipo trovoadas.
b) Observar as distribuições vertical e horizontal de traços gasosos, procurar moléculas orgânicas mais complexas, investigar fontes de energia para a química atmosférica, modelar a fotoquímica da estratosfera e estudar a formação e composição dos aerossóis;
Factos Físicos de Titã
Titã possui uma fina atmosfera principalmente constituída por Azoto.
 Azoto ~ 95%
 Metano ~ 5%
 Traços de hidrocarbonetos e 
 ácido cianídrico
Distância a Saturno = 1.222.000 km
Período Orbital = 15,94 dias
Diâmetro = 5.150 km 
 40% do diâmetro da Terra
Temperatura à Superfície = 95 Kelvin
(-178° Celsius)
Sabia?
Titã tem um diâmetro superior ao de Mercúrio ou de Plutão.
Titã e a Terra
Apesar de o diâmetro ser de apenas 40% o da Terra, a sua atmosfera estende-se até uma altitude 10 vezes superior à da Terra. A atmosfera da Titã compõe-se principalmente de azoto (90-97%) e metano (2-10%).
A atmosfera da Terra compõe-se principalmente de azoto (78%) e de oxigénio (21%).
Claro que a temperatura à superfície de Titã são uns enregelantes 95°K (-178°Celsius) comparada com os agradáveis 290K (17°Celsius) da Terra
Libertação da Sonda Huygens
A sonda Huygens, da ESA, não possui jactos de propulsão a bordo. Por essa razão,tanto a nave Cassini, como a sonda serão colocadas numa rota de colisão com Titã. 
A libertação da sonda está marcada para o dia 24 de Dezembro de 2004.
3 dias após a libertação da sonda, a nave Cassini efectuará uma manobra de deflexão orbital, retirando a nave da sua rota de colisão com Titã e colocando-a na trajectória correcta para a retransmissão dos dados da sonda para a Terra.
A sonda continuará a sua viagem de 21 dias para Titã, chegando a esta lua de Saturno no dia 14 de Janeiro de 2005.
A descida da sonda para Titã
Descida
À medida que a sonda entre na atmosfera de Titã e abrande a sua velocidade, soltar-se-à um pequeno pára-quedas que irá abrir o pára-quedas principal. 
Quando o pára-quedas estiver completamente aberto, o escudo de desaceleração será abandonado e a sonda dirigir-se-à para a superfície de Titã. A cerca de 40 quilómetros da superfície o pára-quedas principal é também abandonado e um pára-quedas guia mais pequeno conduzirá a sonda ao longo desta última distância.
Duração da descida = 2,5 horas
Velocidade
de impacto = 25,2 km/hora
(comparável a uma pára-quedista a aterrar com o pára-quedas aberto)
Tempo de recolha de dados à superfície = 30 minutos
Local de aterragem
Enquanto a matemática nos permite achar a latitude do ponto de descida da sonda Huygens, não é possível identificar a longitude de uma forma tão precisa. Isto deve-se ao facto de não termos um bom conhecimento dos ventos predominantes em Titã. 
Localização da aterragem: -10° latitude (±0.7°), 160° E longitude(±13°)
 Porquê uma missão tão curta?
A temperatura à superfície de Titã é muito baixa (temperaturas à superfície da ordem dos 95 Kelvin, o equivalente a –178º Celsius, e não se espera que as baterias da sonda durem mais que umas duas horas nestas condições.
A sonda utilizará a nave Cassini como uma estação de retransmissão para a Terra. Todos os dados científicos recolhidos pela Huygens serão transmitidos directamente para a Cassini. Assim que a nave descer abaixo do horizonte alcançável pela Huygens, a nave e a sonda deixarão de poder comunicar entre si. Quando a Cassini voltar a sobrevoar Titã, terão passado muitos meses e os sistemas da sonda há muito que terão congelado.
Objectivos Científicos nos Anéis
Objectivos Científicos nos Anéis:
b) Mapear a composição e a distribuição por tamanhos do material dos anéis.
c) Investigar a interligação entre os anéis e os satélites, incluindo os satélites interiores.
d) Determinar a distribuição da poeira e dos meteoróides na vizinhança dos anéis.
e) Estudar as interacções entre os anéis e a magnetosfera, a ionosfera e a atmosfera de Saturno.
a) Estudar a configuração dos anéis e os processos dinâmicos (gravitacional, viscoso, erosivo e electromagnético) responsáveis pela estrutura dos anéis.
Magníficos Anéis de Saturno
Os anéis de Saturno são constituídos principalmente de silicatos (rochas) com grande teor em gelo de água. 
Sabia?
Os tamanhos típicos das partículas dos anéis variam desde os micrómetros (sensivelmente do tamanho das partículas que compõem o fumo dos cigarros) até blocos de gelo que ultrapassam as dezenas de metros.
Imagens dos anéis de Saturno obtidas em cores falsas mostram cores diferentes que ilustram algumas das possíveis variações na composição química.
Questões fundamentais
A missão irá focar-se em quatro perguntas críticas:
 Como se formaram os anéis?
 Que idade têm os anéis?
 Como se mantêm os anéis?
 Quais são as dinâmicas e o relacionamento entre os anéis e Saturno, os seus satélites e os seus campos electromagnéticos?
Objectivos nos Satélites Gelados
Objectivos nos satélites gelados:
a) Determinar as características gerais e o historial geológico dos satélites.
b) Definir os mecanismos das modificações da crosta e da superfície, tanto externa como interna.
c) Investigar as composições e distribuições dos materiais de superfície, particularmente dos materiais escuros e ricos em compostos orgânicos e compostos voláteis condensados de baixo ponto de fusão. 
d) Constranger modelos da composição dos satélites e das suas estruturas internas.
e) Investigar as interacções com a magnetosfera e com o sistema de anéis e hipotéticas injecções de gás na atmosfera.
Factos dos Satélites Gelados
A expressão “satélites gelados” serve para separar Titã das restantes luas menores. Até 2000, conhecíamos 17 “satélites gelados de Saturno”. Hoje são reconhecidos 29.
Os 17 originais, nomeados a partir de figuras das mitologias grega e romana;
Os 12 mais recentes que possuem 
 nomes provisórios.
Sabia?
16 dos satélites de Saturno rodam sincronizadamente (mostram sempre a mesma face para Saturno, tal como a nossa Lua).
Destaques dos Satélites Gelados
Mimas possui uma enorme cratera num dos lados que quase desintegrou o satélite.
Jápeto - com um dos hemisférios extremamente reflectivo e o outro tão escuro como veludo negro, este satélite tem uma personalidade dividida.
Encelado é muito brilhante e poderá ser uma fonte de material para o anel E, através de erupções de água.
Mais Satélites Únicos
Hiperião possui uma forma estranha (como um hambúrguer) e roda caoticamente devido à influência gravitacional de Titã.
O pequeno Pã orbita no interior do anel A e ajuda a limpar a Divisão de Encke.
Febe leva 550 dias a orbitar o planeta.
Além disso possui uma órbita retrógrada, o que significa que viaja em sentido contrário ao dos seus vizinhos.
Satélites Lagrangianos
Os satélites Lagrangianos são pares de luas que partilham uma mesma órbita. Um satélite pequeno orbita no ponto Langrangiano de um satélite maior.
Os pontos Lagrangianos são localizações no interior da órbita de um objecto onde um corpo de menor massa se pode mover numa órbita idêntica e estável.
Os pontos Lagrangianos localizam-se 60° 
à frente ou atrás na órbita do satélite maior.
Quais são os satélites Lagrangianos de Saturno?
Helena é o satélite Lagrangiano de Dione, Calipso e Telesto são satélites Lagrangianos de Tétis.
Tétis
Satélites Pastores
Os Satélites Pastores ajudam a manter o material dos anéis, ao definirem os limites dos anéis com os quais orbitam.
Sabia?
16 das luas de Saturno, incluindo Titã e Jápeto, rodam sincronizadamente (mostram sempre a mesma face para Saturno, tal como a nossa Lua).
Atlas situa-se a várias centenas de quilómetros do limite exterior do anel A.
Prometeu e Pandora orbitam em lados opostos do anel F.
Satélites Co-orbitais
Sabia?
Uma vez que Epimeteu orbita a uma velocidade ligeiramente maior que a de Jano, Epimeteu ultrapassa Jano nas suas órbitas uma vez a cada quatro anos.
Jano e Epimeteu movem-se em órbitas quase idênticas a cerca de dois raios e meio de Saturno. Isto significa 151.000 quilómetros.
São chamados de satélites “co-orbitais” devido a este facto.
Jano
Epimeteu
Objectivos na Magnetosfera
Objectivos na Magnetosfera:
a) Determinar a configuração do campo magnético quase simétrico axialmente e a sua relação com a modulação da Radiação Quilométrica de Saturno (SKR);
b) Determinar os sistemas de correntes, composição, fontes e decaimentos de partículas da magnetosfera electricamente carregadas;
c) Investigar as interacções onda-partícula e as dinâmicas da magnetosfera no lado diurno bem como a magnetocauda de Saturno e as suas interacções com o Vento Solar, os satélites e os anéis.
Factos da Magnetosfera
Os campos magnéticos, tais como os da Terra e de Saturno, são
aproximados por um dipolo (uma estrutura simples com um
pólo norte e um pólo sul, tal como um íman). 
Não existe um desvio mensurável entre o dipolo magnético e os eixos de rotação de Saturno. Este facto é único no Sistema Solar (por comparação, o campo magnético da Terra está desviado do eixo de rotação em 11.4°).
O que é uma magnetosfera?
Saturno gera um campo magnético que escuda o planeta, os seus anéis e as suas luas do Vento Solar. Este escudo chama-se “magnetosfera”.