¿Qué fuerza está trayendo a Cassini a la atmósfera de Saturno en otros 145 días? arrastrar, o...?

Los titulares sugieren (al igual que sus artículos) que como resultado gravitacional del último sobrevuelo de Titán por parte de Cassini, su destino está sellado y su órbita está destinada a llevarlo a la atmósfera de Saturno el 15 de septiembre de 2017, con 22 órbitas completas primero.

¿Qué fenómeno está causando esta certeza de relojería? En la Tierra, la salida de órbita y el reingreso inducidos por el arrastre pasivo son difíciles de predecir en parte porque la atmósfera superior cambia constantemente debido a la influencia del sol y el viento solar. La altura de la escala atmosférica de Saturno es de casi 60 km , lo que significa que la presión atmosférica aumenta mucho más gradualmente con la disminución de la altitud que en la atmósfera de la Tierra, pero no sé si eso tiene algo que ver o no.

¿Es el arrastre atmosférico repetido durante cada periapsis lo que resultará en el descenso sistemático de la órbita que llevará a Cassini a la atmósfera de Saturno en el periápside 23 después del sobrevuelo de Titán, o es alguna otra fuerza la que está causando que esto suceda?

Aquí hay una trama de datos extraídos de la base de datos JPL Horizons . Altitud sobre Titán (línea verde delgada) y Saturno (radio ecuatorial supuesto) (línea azul gruesa) en función del tiempo relativo a un día arbitrario 2017-sep-15 00:00:00 utc( JD=2458011.5) de la entrada en la atmósfera de Saturno. Los datos fueron descargados y representados en intervalos de 10 minutos. El giro de Titán está indicado por la línea verde delgada que se extiende hasta 1000 km a la izquierda, la incineración planificada es la línea azul gruesa que se acerca a 30 km cerca del 15 de septiembre de 2017. Parece que la simulación se ejecutó durante más tiempo solo para ver qué pasaba.

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Un comentario de felicitación, uhoh: Te has vuelto extremadamente bueno haciendo preguntas extremadamente buenas y haciendo tu propia investigación en profundidad sobre esas preguntas antes de hacerlas.
@DavidHammen gracias a la continuidad de la membresía a largo plazo de miembros altamente capacitados y la administración y curaduría de excelentes moderadores y ayudantes, SXSE es un gran lugar para aprender, y he aprendido mucho aquí.

Respuestas (1)

Es alguna otra fuerza. En particular, es ese último acercamiento a Titán el 11 de septiembre lo que enviará a Cassini lo suficientemente profundo a la atmósfera de Saturno como para que la nave espacial se queme el 15 de septiembre.

Tenga en cuenta que su gráfico muestra que Cassini realizará varios acercamientos algo cercanos a Titán durante los próximos meses. Algunos elevarán el periapsis de Saturno de Cassini, otros lo bajarán. El encuentro del 8 de agosto (más o menos) hará que Cassini apenas se sumerja en la atmósfera de Saturno en el periapsis. El encuentro del 11 de septiembre sella el destino de Cassini. No hay recuperación de la inmersión profunda en la atmósfera de Saturno que resultará de ese encuentro final.

Bueno, sabía que no eran mascons gaseosos, pero no pensé en esto, aunque es bastante obvio en la trama ahora que lo mencionas. Titán es más masivo de lo que pensaba, y supongo que ese último paso cerca del apoapsis de Cassini no es solo una coincidencia. La órbita de Cassini ha sido una verdadera belleza (¡las fotos de Cassini tampoco están mal!)
Parece ser difícil encontrar una órbita estable a largo plazo para una nave espacial alrededor de Saturno. La órbita debe ser lo suficientemente baja para obtener buenas imágenes de Saturno y sus lunas. Pero los acercamientos cercanos a las lunas son una oportunidad para obtener imágenes espectaculares además de su influencia en la órbita.
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