Quando la sonda spaziale Cassini della NASA ha fatto la sua fatidica immersione nell'atmosfera superiore di Saturno il 15 settembre, il veicolo spaziale trasmetteva in streaming i dati di otto dei suoi strumenti scientifici, insieme a letture da una varietà di sistemi di ingegneria. Mentre l'analisi dei dati scientifici dal tuffo finale richiederà del tempo, Gli ingegneri di Cassini hanno già una comprensione abbastanza chiara di come si è comportato il veicolo spaziale stesso quando è entrato. I dati sono utili per valutare i modelli dell'atmosfera di Saturno che il team ha usato per prevedere il comportamento del veicolo spaziale alla fine della missione, e aiutano a fornire una base per la pianificazione delle future missioni su Saturno.

Primo fra questi dati ingegneristici, o telemetria, sono misurazioni che indicano le prestazioni dei piccoli propulsori di controllo dell'assetto del veicolo spaziale. Ogni propulsore era in grado di produrre una forza di mezzo newton, che è approssimativamente equivalente al peso di una pallina da tennis sulla Terra.

Negli ultimi istanti del suo tuffo, Cassini stava viaggiando attraverso l'atmosfera di Saturno, che era circa la stessa densità del tenue gas in cui la Stazione Spaziale Internazionale orbita sopra la Terra. In altre parole, c'è a malapena aria lì. Nonostante il fatto che questa pressione dell'aria sia vicina al vuoto, Cassini viaggiava circa 4,5 volte più veloce della stazione spaziale. La maggiore velocità moltiplicava notevolmente la forza, o pressione dinamica, che la sottile atmosfera esercitava su Cassini. È come la differenza tra tenere la mano fuori dal finestrino di un'auto che si muove a 15 mph rispetto a una che si muove a 65 mph.

I dati mostrano che quando Cassini ha iniziato il suo approccio finale, nell'ora prima dell'ingresso nell'atmosfera oscillava sottilmente avanti e indietro di frazioni di grado, pulsando dolcemente i suoi propulsori ogni pochi minuti per mantenere la sua antenna puntata verso la Terra. L'unica forza perturbante in quel momento era un leggero strattone dalla gravità di Saturno che cercava di ruotare la navicella.

"Per mantenere l'antenna puntata sulla Terra, abbiamo usato quello che viene chiamato 'controllo bang-bang, '" ha detto Julie Webster, Il capo delle operazioni della navicella spaziale di Cassini al Jet Propulsion Laboratory della NASA, Pasadena, California. "Diamo alla navicella un raggio ristretto su cui può ruotare, e quando urta contro quel limite in una direzione, spara un propulsore per ribaltarsi dall'altra parte." (Questa gamma era davvero piccola:solo due milliradianti, che equivale a 0,1 gradi. I dati ricostruiti mostrano che Cassini correggeva sottilmente il suo orientamento in questo modo fino a circa tre minuti prima della perdita del segnale.)

A questo punto, circa 1, 200 miglia (1, 900 chilometri) sopra le cime delle nuvole, la navicella iniziò a incontrare l'atmosfera di Saturno. Cassini si avvicinò a Saturno con il suo braccio magnetometro lungo 36 piedi (11 metri) che puntava dal lato della navicella. Il tenue gas cominciò a spingere contro il boom come una leva, costringendolo a ruotare leggermente verso poppa (o indietro). In risposta, i propulsori spararono getti di gas correttivo per impedire al boma di ruotare ulteriormente. Nei prossimi due minuti, come avevano previsto gli ingegneri, i propulsori iniziarono a sparare più a lungo, impulsi più frequenti. La battaglia con Saturno era iniziata.

Con i suoi propulsori che sparano quasi continuamente, il veicolo spaziale ha resistito per 91 secondi all'atmosfera di Saturno:i propulsori hanno raggiunto il 100% della loro capacità negli ultimi 20 secondi circa prima che il segnale venisse perso. Gli ultimi otto secondi di dati mostrano che Cassini ha iniziato a ribaltarsi lentamente all'indietro. Come questo è successo, il segnale radio strettamente focalizzato dell'antenna iniziò a puntare lontano dalla Terra, e 83 minuti dopo (il tempo di percorrenza per un segnale da Saturno), La voce di Cassini è scomparsa dai monitor del controllo missione JPL. Primo, i dati di telemetria effettivi sono scomparsi, lasciando solo un segnale di portante radio. Quindi, 24 secondi dopo la perdita della telemetria, silenzio.

Questi dati spiegano perché coloro che guardavano il segnale—che appare come un alto picco verde su un diagramma ondulato della frequenza radio di Cassini—in controllo missione e in diretta su NASA TV—hanno visto quello che sembrava essere un breve rinvio, quasi come se la navicella stesse facendo un breve ritorno. Il picco del segnale ha iniziato a diminuire in pochi secondi, ma poi è risorto brevemente prima di scomparire definitivamente.

"No, non era un ritorno. Solo un lobo laterale del fascio dell'antenna radio, " ha detto Webster. In sostanza, la tregua era una parte sfocata del segnale radio altrimenti stretto che ruotava in vista mentre la navicella spaziale iniziava a ribaltarsi lentamente.

"Dato che Cassini non è stato progettato per volare in un'atmosfera planetaria, è notevole che l'astronave abbia resistito tanto a lungo, consentendo ai suoi strumenti scientifici di inviare dati all'ultimo secondo, " disse Earl Maize, Cassini project manager presso JPL. "Era un'imbarcazione solidamente costruita, e ha fatto tutto ciò che gli abbiamo chiesto."