인류의 우주 탐사 사상 최대 야심작인 토성 탐사선 CASSINI의 MISSION

CASSINI

5.6k Saturn Cassini Photographic Animation by stephen v2

NO CG, 3D

IMAX IN A BASEMENT

outsideinthemovie.com/​

Not-for-profit animated IMAX film in early production by a single filmmaker. Visit the site to make a tax-deductible contribution to support the film. I hope to present this clip at the international IMAX show (GSCA Expo) next month.

I'm very excited to present the first test from "Outside In" that actually represents real footage in progress from the film. Camera moves are still being tweaked and this is cropped version as IMAX-sized stuff does not play well online. But thanks to the new version of Adobe After Effects, "Outside In" can be made as I have always envisioned.

Much thanks to everyone who has supported and contributed to this. This is the beginning, just a taste of incredible things to come.

This is fly-through of this photograph - photojournal.jpl.nasa.gov/​catalog/​PIA11141 - only a little brightness and contrast has been made to balance the moons with saturn's body. Do note that several thousand layers of many Cassini photographs were animated to make the fly-through work without any 3D CGI. The saturation is off due to lack of Flash Player ICM support.

This is still a work-in-progress and it's an art film, not a science film, but as new image data comes down I will tweak this shot for improved accuracy.

CASSINI MISSION by Chris Abbas

I truly enjoy outer space. It's absolutely amazing that we now have the ability to send instruments out into the void of the universe to observe all sorts of interesting things. Asteroids! Moons! Planets! Dark matter! This is the perfect opportunity for a Carl Sagan quote:

"Somewhere, something incredible is waiting to be known."

The footage in this little film was captured by the hardworking men and women at NASA with the Cassini Imaging Science System. If you're interested in learning more about Cassini and the on-going Cassini Solstice Mission, check it out at NASA's website:

saturn.jpl.nasa.gov/​science/​index.cfm

Track: 2 Ghosts I, Ghosts I – IV by Nine Inch Nails
Self-Directed / Edit / Sound Design / Comp / Color

CASSINI Spacecraft

Cassini completed its initial four-year mission to explore the Saturn System in June 2008 and the first extended mission, called the Cassini Equinox Mission, in September 2010. Now, the healthy spacecraft is seeking to make exciting new discoveries in a second extended mission called the Cassini Solstice Mission.

The mission’s extension, which goes through September 2017, is named for the Saturnian summer solstice occurring in May 2017. The northern summer solstice marks the beginning of summer in the northern hemisphere and winter in the southern hemisphere. Since Cassini arrived at Saturn just after the planet's northern winter solstice, the extension will allow for the first study of a complete seasonal period.

Cassini launched in October 1997 with the European Space Agency's Huygens probe. The probe was equipped with six instruments to study Titan, Saturn's largest moon. It landed on Titan's surface on Jan. 14, 2005, and returned spectacular results.


Meanwhile, Cassini's 12 instruments have returned a daily stream of data from Saturn's system since arriving at Saturn in 2004.

Among the most important targets of the mission are the moons Titan and Enceladus, as well as some of Saturn’s other icy moons. Towards the end of the mission, Cassini will make closer studies of the planet and its rings.

Enceladus
Small, icy Enceladus is of great scientific interest because it is surprisingly active. Cassini discovered an icy plume shooting from this moon, and subsequent observations have revealed the spray contains complex organic chemicals. Tidal heating is keeping Enceladus warm, and hotspots associated with the fountains have been pinpointed. With heat, organic chemicals and, potentially liquid water, Enceladus could be a place where primitive life forms might evolve. Questions surrounding Enceladus’s “astrobiological potential” are at the heart of many investigations being conducted in the Solstice Mission.

Titan
Cassini catapulted our knowledge of giant, haze-enshrouded Titan into a whole new realm. During the primary and extended missions Cassini investigated the structure and complex organic chemistry of Titan's thick, smog-filled atmosphere. on the frigid, alien surface, the spacecraft and its Huygens probe revealed vast methane lakes and widespread stretches of wind-sculpted hydrocarbon sand dunes. Cassini researchers also deduced the presence of an internal, liquid water-ammonia ocean.

Titan remains a top priority as scientists hope to catch the moon’s surface features in the act of changing. The spacecraft will look for signs of seasonal climate change such as storms, flooding, or changes in lake levels, as well as evidence of volcanic activity.

Saturn
The spacecraft eventually will make repeated dives between Saturn and its rings to obtain in depth knowledge of the gas giant. During these close encounters, the spacecraft will study the internal structure of Saturn, its magnetic fluctuations, and the mass of the rings.

Rings
From a distance the rings look ordered and tidy. But up close, Cassini finds Saturn’s rings to be a complex place where small moons and ring particles jostle and collide, where waves and jets constantly form and dissipate.


Icy Moons
Cassini is revisiting many of Saturn’s icy moons in the Solstice Mission. Over multiple flybys, Cassini will study the intriguing bright and dark surfaces of Dione and Rhea to compare their geological and cratering histories with those of other icy moons. Scientists will also study further the unique thermal features recently discovered on Mimas.

Magnetic Environment
Cassini’s continued journey carries it throughout the huge sphere of magnetic activity that surrounds Saturn. one major discovery was that water ice jets from Enceladus play a major role in Saturn’s magnetosphere. Water from the jets loads up the magnetosphere, influencing radio and auroral activity, and even causes changes in the rotation of the magnetic field itself. The Solstice mission will study these phenomena in unexplored areas of the magnetosphere and probe for links to Enceladus in addition to connections with other moons.

토성과 타이탄 위성탐사를 위한 카시니(Cassini )프로그램

카시니 토성탐사 우주선을 싣고 발사준비를 기다리는 타이탄4 발사체(1997년) 토 성을 향한 카시니(Cassini) 임무는 행성탐사 가운데서 가장 야심 찬 노력이다. 미 항공우주국 NASA, 유럽우주국 ESA, 이탈리아 우주국 등의 협력으로 진행되는 카시니 프로그램은 는 4년 동안 토성에 대한 정밀 탐사를 위해 정교한 로봇 우주선을 보내려는 것이다. 유럽 16 개국과 미국 내 수백 명의 과학자 및 엔지니어들이 팀을 이루어 우주선 설계 및 제작 조립을 하였다. 카시니 미션은 캘리포니아 파사데나에 있는 나사 제트추진 연구소(JPL)가 주도하고 있으며 호이겐스 타이탄 위성 탐사선 개발은 유럽우주국 연구센터 ESTEC (European Space Technology and Research Center ) 가 담당했다. NASA는 카시니 오비터와 과학 장비 개발 등에 있어서 14억 달러 이상의 막대한 비용을 투자했다. 호이겐스 개발을 위한 ESTEC의 주 계약자는 프랑스의 Aerospatiale 사로서 유럽우주국 ESA는 타이탄 위성 탐사체인 호이겐스 개발에 대략 500 백만 달러를 투자했다. 이탈리아 우주국도 카시니 오비터기에 달리는 접시형 안테나와 중요 과학장비 개발에 160 백만 달러를 투자했다. 그 외 관련 장비 개발이 여러 국가에서 진행되었다. 카시니 프로그램은 1990년 미 국회로부터 승인을 받아 시작되었고 2008년 까지 탐사 임무수행을 예상하다면 거의 18년간의 노력이 들어가는 프로그램이다. 카 시니는 1997년 10월 15일 플로리다 Cape Canaveral 공군기지에서 타이탄 로켓에 실려 발사되었다. 그 후 거의 7년간에 걸친 비행 끝에 2004년 토성에 이르렀는데 우주선의 궤도를 바꾸기 위해 행성의 중력을 이용해 우주선 속도를 증가시켜 비행 방향을 바꾸는 이른바 gravity-assist 방식의 스윙바이(swing-by) 방법이 수행되었다. 카시니 우주선과 지구간의 통신은 NASA의 Deep Space Network station을 통해 이루어진다. 스윙바이 기동을 하면서 두 차례 금성을 통과하고 지구와 목성을 한차례 통과하면서 토성에 도달한 수준으로 속도를 증가시켜 진행하였다. 토성궤도에 진입하면 상세한 과학관측을 수행하게 된다. 카시니는 1998년 4월에 금성 상공 약 176 마일에서 근접통과 했고 두 번째 금성 통과는 그 다음해인 1999년 6월에 고도 약 1,014 마일 상공에서 이루어졌다. 두달 후 지구 스윙바이가 이루어졌으며 목성 스윙바이는 2000년 12월에 고도 6백만 마일 상공에서 이루어졌다 카니시 우주선 2004 년 7월 1일에 토성궤도에 도착하였고 2004년 11월에 유럽이 제작한 호이겐스 탐사선을 타이탄 위성을 향해 성공적으로 분리시켰다. 타이탄 위성 과학탐사를 위해 호이겐스(Huygens) 라 명명되는 탐사선(probe)은 카시니 오비터 모선에서 분리되어 토성 위성 중 가장 크고 흥미를 주는 타이탄 위성 상층부에 도달한 뒤 낙하산을 통해 하강하면서 대기권을 뚫고 지표로 떨어지게 된다. 현재 정상적으로 타이탄 위성을 향해 진행 중에 있어 곧 타이탄 위성표면에 도착 예정이다. 타이탄 진입을 하면서 탑재된 과학장비들을 이용해 대기권 온도, 압력, 밀도, 에너지 밸런스 등의 과학관측 임무가 수행될 것이다. 배터리 구동을 통해 동작되는 호이겐스는 30분에서 1시간 미만 정도의 임무수명을 통해 우주선으로 지표 측정 데이터를 보낼 것이다. 카니시 우주선에서 분리되는 타이탄위성 탐사선 호이겐스 궤 도기인 오비터(orbiter)와 호이겐스 탐사체로 구성되는 카시니 우주선은 가장 크고 무거우면서도 복잡한 우주선 중의 하나이다. 오비터 무게만도 2,125 킬로그램이며 무인 탐사선 호이겐스도 320 킬로그램이 나간다. 발사체와의 결합어댑터와 추진제 무게를 합하면 발사 시 카시니 우주선 총 무게는 5,712 킬로그램 정도가 나간다. 토성자기장 조사를 위한 자력계(磁力計,magnetometer) 장비는 13미터 길이의 우주선 밖으로 뻗어 나온 붐(boom) 에 장착된다. 안테나 역할을 담당하는 또 다른 10미터 길이의 세 개의 봉(rod)형태의 붐이 Y 자 형태로 우주선 밖으로 뻗어 있다. 머나먼 토성으로의 비행과 야심 찬 과학관측 임무수행을 위한 카시니 우주선의 복잡성은 12 킬로미터 이상의 케이블링(cabling)을 한 것으로도 짐작 할 수 있다. 토성궤도에서는 태양열이 매우 약하기 때문에 솔라 어레이(태양판)는 부적합하다. 카시니 우주선 전력발생을 위해 방사성동위원소 플루토늄 238 원소 붕괴로 인한 열을 이용하는 열전기 발생기 (radioisotope thermoelectric generator)를 통해 전력이 공급된다. 카시니 오비터 에는 12개의 과학 실험장치가 탑재되고 호이겐스 탐사선(probe)에 다른 6개의 실험장치가 탐재된다.   호이겐스 탐사선 heat shield 호이겐스 탐사선의 하강 프로파일 토 성의 처음 발견은 1609년과 1610년에 갈릴레오에 의해 이루어졌다. 반세기 후 네덜란드 과학자 호이겐스는 보다 나아진 광학으로 인해 토성의 띠(rings) 존재를 발표하였다. 또한 토성을 관측하면서 위성인 타이탄 위성을 발견하였다. 몇 년 후 천문학자 카시니는 추가적으로 토성의 다른 위성들을 발견하였고 19세기 케플러는 토성의 띠는 매우 작은 입자들로 구성되어 있음을 발견하였다. 토성의 자기장(magnetic field) 에 대한 최초 발견은 1979년 NASA의 파이오니어 11호에 의해 토성을 근접통과 하면서 이루어졌다. 그 후 1980년과 81년 NASA의 보이저 1,2호 우주선은 토성 시스템을 통과하면서 토성의 띠가 미세 먼지와 얼음, 암석 등의 다양한 크기 입자들로 구성되어 있음을 확인하였다. 보이저 우주선의 분광분석(spectroscopic) 조사에 의해 토성은 94퍼센트의 수소와 6퍼센트의 헬륨으로 구성되어 있음이 알려졌다. 이 두 가지 원소는 모든 가스행성의 대표적인 요소이다. 토성의 띠는 수천 개의 작은 고리들로 이루어져 있다. 이것들은 눈에 보이지 않을 정도의 먼지에서부터 매우 큰 얼음 덩어리 에 걸친 셀 수 없는 입자들로 구성되어 있다. 그 고리들의 형성기원에 대한 추측으로는 반복된 운석충격으로 위성들의 잔해가 흩어지면서 중력에 의해 잡아당겨지면서 형성되었다는 것이 있다. 과학자들은 토성의 고리시스템 형성이라든가 자기장에 대한 중요한 단서를 카시니 프로그램을 통해 얻을 것으로 기대하고 있다. 타이탄 위성은 지구대기를 구성하는 질소와 산소 로 구성되어 있고 매우 낮은 온도로 인해 얼어 있는 것으로 예상된다. 만약 보다 많은 태양빛을 받아 녹게 되면 아마도 원시지구 대기와 유사할 것이라고 보기도 한다. 대부분의 과학자들은 너무 낮은 온도로 인해 생물이 진화할 수 없다고 보지만 이 행성의 내부열로 인해 따뜻해진 액체 탄화수소 때문에 생명형태의 가능성이 있을 수 있다고도 추측한다. 카시니 임무를 통해 이런 위성의 화학 작용을 보다 잘 알게 되면 원시지구의 화학에 대해 더 잘 이해되어질 것으로 기대하고 있다. 카시니 오비터에 있는 12개의 과학 장비들과 타이탄 위성 무인탐사선 Huygens에 있는 6개의 과학장비들은 다음과 같은 것들로 구성되어 있다. ▣ 카시니 오비터(orbiter)에 탑재되는 과학임무 장비들 - Imaging science subsystem: 가시광선, 자외선 및 적외선 촬영 - Cassini radar: 레이저 이미저를 통한 표면 맵 작성과 측정 - Radio science subsystem: 토성 중력장, 띠, 대기 연구 - Ion and neutral mass spectrometer: 위성근처의 전하입자 조사 - Visible and infrared mapping spectrometer: 가시광선,적외선을 이용한 표면 대기,띠 화학조사 - Composite infrared spectrometer: 토성에서 방사되는 적외선에너지 측정과 띠와 위성들 온도,구성요소측정 - Cosmic dust analyzer: 토성의 먼지와 얼음 조사 - Radio and plasma wave spectrometer:플라즈마 파 조사 - Cassini plasma spectrometer: 토성 자기장 플라즈마 조사 - Ultraviolet imaging spectrograph: 토성과 고리 자외선에너지조사 - Magnetospheric imaging instrument: 토성 자력장 조사 - Dual technique magnetometer: 토성 자기장 및 태양풍과 주변 위성간의 상호작용 조사 ▣호이겐스 탐사체에 탑재되는 과학임무 장비들 - Descent imager and spectral radiometer: 타이탄 대기 및 지표의 온도측정 및 사진쵤영 -Huygens atmospheric structure instrument: 타이탄 대기의 구조 및 물리적 성질 조사 -Gas chromatograph and mass spectrometer:타이탄 대기의 화학성분 조사 -Aerosol collector pyrolyzer: 타이탄 대기의 구름과 입자 조사 -Surface science package: 타이탄 표면 물리적 성질 조사 -Doppler wind experiment: 탐사체 하강시 미치는 타이탄 대기 영향      토성 사진     토 성 탐사는 그 이전의 다른 태양계 행성탐사보다 더 많은 과학적 성과를 제공해 줄 것이다. 카시니 호의 4년간에 걸친 조사활동과 타이탄 위성 탐사선 호이겐스를 통해 과학자들은 생물학, 대기 화학 및 물리학, 기후학, 화산작용, 지질학 분야 등의 현상들을 더 잘 이해 할 것으로 기대하고 있다.