Viimeinen jättiläinen
Vierailin kesällä 1996 Jet Propulsion Laboratoryssä, Nasan planeettalennoista vastaavassa keskuksessa. Tuolloin huomio oli kuitenkin Marsissa, sillä Mars Pathfinder oli juuri laskeutunut punaiselle planeetalle ja lähettänyt sieltä ensimmäisiä kuvia sitten 70-luvun Vikingien. Mars Pathfinder oli silloisen Nasan johtajan Daniel Goldinin uuden politiikan ensimmäinen edustaja: se oli nopeammin tehty, pienempi ja aikaisempia huomattavasti edullisempi luotain. Pathfinder viitoitti tietä tulevaisuuteen ja julisti vanhan ajan loppua: aikaisemmin suuri osa luotaimista oli mutkikkaita ja kalliita, ne lensivät pitkään avaruudessa ja niihin oli kasattu mukaan mahdollisiman monta erilaista tutkimuslaitetta - ne olivat monitieteellisiä observatorioita, joiden suunnitteluun, rakentamiseen ja testaamiseen jo ennen avaruuteen laukaisua kului helposti vuosikymmen.
Samalla kun Pathfinderin nuoret tutkijat iloitsivat onnistumisestaan, suuren ja kalliin saturnusluotain Cassinin projektipäällikkö Charles Kolhase varautui jo jäämään eläkkeelle. JPL:n erään legendan takana oli pitkä historia monien erilaisten luotaimien parissa 60-luvulta alkaen, mutta kuten aina, oli viimeisin projekti hänen lempilapsensa.
"Tämä on viimeinen suuri avaruusluotain", totesi Kolhase JPL:n puhdastilassa, missä kävimme luotainta katsomassa, "ainakin se on viimeinen sellainen pitkään aikaan. Syynä tähän ei ollut vain uusi politiikka, vaan myös käytännön syyt, sillä kun Saturnukseen kerran mennään, niin sinne kannattaa lähettää kerralla isompi alus, minkä lisäksi pitkään matkaan tarvitaan kookas alus."
Uusi tekniikka on hieman muuttanut tätä näkemystä, mutta Cassinin suunnittelun aikaan ei nykyelektroniikka ollut kuin haavetta vain. Nyt 2010-luvun puolivälissä on edelleen todennäköistä, ettei Cassinin tapaisia luotaimia ole tulossa vähään aikaan edelleenkään – nyt tosin suurin syy on budjettien pienuudet.
Cassinin juuret ovat 80-luvun puolivälissä, jolloin kolmen luotaimen Saturnuksen ohilennot olivat vielä tuoreessa muistissa. Pioneer 11 sekä Voyagerit 1 ja 2 suhahtivat planeetan ohitse vajaan vuoden välein vuosien 1979 ja 1981 välissä, minkä seurauksena tutkijoilla oli suuri into lähteä tutkimaan Saturnusta paremmin. Se oli myös seuraava looginen etappi, sillä Jupiterin lähteväksi oli jo tekeillä Galileo, Venusta tutkimaan oli tekeillä tehokas tutkaluotain ja Marsia varten oli omat suunnitelmansa.
"Cassinin tarina alkoi vuonna 1986 Grazissa, Itävallassa, pidetyssä kokouksessa. Meitä oli amerikkalaisia ja eurooppalaisia, ja päätimme ehdottaa amerikkalaiseurooppalaiseksi yhteisluotaimeksi projektia nimeltä 'Saturnuksen kiertolainen ja Titanin sondaaja', eli aika pitkälti kyse oli toteutuneesta luotaimesta. Hyvin nopeasti pääsimme työnjakoon, jossa Nasa tekisi emoaluksen ja eurooppalaiset Titanin laskeutujan."
Kyse on tosiaankin nykyisiin luotaimiin verrattuna suuresta aluksesta: laukaisun aikaan kokonaisuus painoi lähes kuusi tonnia, mistä laskeutujan massa oli 320 kiloa ja itse Cassinin massa oli noin 5,3 tonnia. Cassinin lähtöpainosta 3,1 tonnia oli polttoainetta, jota tarvittiin Saturnuksen kiertoradalle asettumiseen ja ratamuutoksiin niin planeettojenvälisen lennon aikana kuin Saturnuksen ympärilläkin. Puhdastilassa seisoessaan kullanväriseen lämpösuojaan kääritty alus kohosi kannattimensa päällä noin kymmenen metrin korkeuteen ja sen huipulla hohtava valkoinen antenni oli neljä metriä halkaisijaltaan.
"Siinä on 12 kilometriä johtoa ja 20 000 sähköliitosta", totesi Kolhase ja siirsi sivummalle Italian lipulla varustettua laatikkoa. 3,4 miljardia dollaria maksaneen luotaimen antenni on italialainen.
Mutkikas matka rengasmaailmaan
Kaliforniasta Cassini sai kyydin lentokoneella Kennedyn avaruuskeskukseen, mistä se ammuttiin suuren huudon säestyksellä matkaan 15. lokakuuta 1997. Suuri huuto johtui siitä, että luotaimen sähkönlähteinä on kolme ydinparistoa, ja Cassinin laukaisua vastaan oli järjestetty useita mielenosoituksia. Jopa oikeus pohti laukaisun laillisuutta, mutta antoi luvan luotaimen lähettämiseen. Alun perin 13. päiväksi suunniteltua laukaisua jouduttiin lykkäämään kahdella vuorokaudella kovien tuulien vuoksi, mutta viimein suuri Titan IV/B ja sen ylemmäksi vaiheeksi asennettu Centaur pääsivät toimeen ja lähettivät Cassinin hienosti matkaan.
Ensi alkuun Cassini suunnisti ulkoaurinkokunnan sijaan kohti Venusta, jolta se anasti hieman vauhtia gravitaatiolinkoamisen avulla keväällä 1998. Sen jälkeen se ohitti Venuksen toistamiseen kesällä 1999 ja vielä Maan paria kuukautta myöhemmin, ennen kuin sillä oli tarpeeksi vauhtia nousta ylemmäs aurinkokunnassa. Joulukuun lopussa vuonna 2000 Cassini ohitti vielä Jupiterin, joka tuuppasi sitä osaltaan kohti seuraavaa planeettaa, määränpää Saturnusta.
Perille Saturnukseen Cassini saapui 1.7.2004. Luotain lähestyi Saturnusta sen rengastasojen alapuolelta, käänsi lautasmaisen suurtehoantenninsa eteenpäin kilveksi pölyhiukkasten iskeytymistä vastaan, kun se kulki ensin rengastason läpi klo 05:03 Suomen aikaa F- ja G-renkaiden välisestä aukosta. Noin 25 minuuttia myöhemmin, klo 05:36 Suomen aikaa, luotain käynnisti toisen kahdesta päämoottoristaan ja piti sen käynnissä 96,4 minuuttia päästäkseen Saturnusta kiertävälle radalle.
"Se oli upea tunne", kertoi Cassinin silloinen päätutkija Dennis Matson noin kolmen viikon päästä tapahtumista Pariisissa pidetyssä avaruuskokouksessa.
"Seurasimme tapahtumia Cassinin lähettämän kantoaallon doppler-siirtymän avulla ja kun signaali näytti polton alkaneen, niin en voi kuvatakaan kuinka iloisia olimme. Lennolla on oikeastaan ollut kaksi näin tärkeää hetkeä, laukaisu ja Saturnukseen saapuminen, ja kaikki on sujunut erinomaisesti!"
Cassini lensi siis renkaiden läpi ja oli lähimmillään vain noin 19 000 kilometrin etäisyydellä Saturnuksen pilvien päällä. Saapuminen rengasplaneettaa kiertämään oli erinomainen tilaisuus monien havaintojen tekemiseen: luotain mittasi sähkö- ja magneettikenttää, otti kuvia renkaista ja niiden ympäristöstä, sekä lähetti tietonsa mahdollisimman pian Maahan. Tarkimmat ja parhaimmat kuvat rengassysteemistä tehtiin kun luotain lensi vain muutamia tuhansia kilometrejä niiden yläpuolella.
Punaiset viirut eivät ole ainoita Tethysin oudoista väreistä. Tämä erottuu viereisestä, vuonna 2014 julkaistusta karttaprojisoidusta väärävärikuvien mosaiikista. Radalla etummaisena kulkevaa pallonpuoliskoa piiskaavat Saturnuksen magneettikentässä vauhdilla kulkevat elektronit, minkä vuoksi sen ekvaattori näkyy väärävärikuvissa sinertävänä ellipsinä (oikealla), joka himmenee taustapuolta lähestyttäessä. Taustapuoli (vasemmalla) taas punertaa, minkä syyksi on esitetty sekä muista kuista peräisin olevaa materiaa, tai etupuolesta poikkeavaa plasmaympäristöä. Samanlaisia värieroja näkyy myös muiden Saturnuksen keskikokoisten kuiden pallonpuoliskoilla.
