Cassini är den mest sofistikerade rymdsonden som någonsin byggts. Lanserades 1997 som ett gemensamt NASA/European Space Agency -uppdrag, det tog sju år att resa till Saturnus. Det har kretsat den sjätte planeten från solen sedan dess, skicka tillbaka data av enormt vetenskapligt värde och bilder av magnifik skönhet.

Cassini inleder nu en sista kampanj. Dubbade Grand Finale, det kommer att sluta den 15 september, 2017 med sonden som störtade in i Saturns atmosfär, där det kommer att brinna upp. Även om Saturnus besöktes av tre rymdfarkoster på 1970- och 1980 -talen, mina forskare och jag kunde inte ha föreställt oss vad rymdproben Cassini skulle upptäcka under sin vistelse på den ringade planeten när den sjösattes för 20 år sedan.

En planet med dynamisk förändring

Massiva stormar uppträder regelbundet i Saturns molntoppar, känd som Great White Spots, observeras av jordbundna teleskop. Cassini har en plats på första raden för dessa evenemang. Vi har upptäckt att precis som jordens åskväder, dessa stormar innehåller blixt och hagel.

Cassini har kretsat Saturnus tillräckligt länge för att observera säsongsförändringar som orsakar variationer i dess vädermönster, inte till skillnad från årstiderna på jorden. Periodiska stormar uppträder ofta på sensommaren på Saturns norra halvklot.

År 2010, under norra våren, en ovanligt tidig och intensiv storm uppstod i Saturns molntoppar. Det var en storm av sådan enormhet att den omringade hela planeten och varade i nästan ett år. Det var inte förrän stormen åt sin egen svans som den så småningom sputtrade och bleknade. Att studera stormar som detta och jämföra dem med liknande händelser på andra planeter (tänk Jupiters stora röda fläck) hjälper forskare att bättre förstå vädermönster i hela solsystemet, även här på jorden.

Efter att ha gjort hundratals banor runt Saturnus, Cassini kunde också djupt undersöka andra funktioner som bara skymtades från jorden eller tidigare sonder. Nära möten med Saturns största måne, Titan, har tillåtit navigatörer att använda månens gravitation för att omorientera sondens bana så att den kan svänga över Saturns poler. På grund av Saturns starka magnetfält, polerna är hem för vackra Aurorae, precis som Jorden och Jupiter.

Cassini har också bekräftat förekomsten av en bisarr hexagonformad polvirvel som ursprungligen skymtades av Voyager-uppdraget 1981. Virveln, en massa virvlande gas ungefär som en orkan, är större än jorden och har toppvindhastigheter på 220 mph.

Hem för dussintals olika världar

Cassini upptäckte att Saturnus har 45 fler månar än de 17 tidigare kända - och placerar nu totalt 62.

Den största, Titan, är större än planeten Merkurius. Den har en tät kväverik atmosfär med ett yttryck som är en och en halv gånger så mycket som jordens. Cassini kunde undersöka under månens molntäcke, upptäcka floder som rinner ut i sjöar och hav och fylls på med regn. Men i det här fallet, vätskan är inte vatten, utan snarare flytande metan och etan.

Därmed inte sagt att det inte finns mycket vatten där -men det är så kallt på Titan (med en yttemperatur på -180 ℃) att vatten beter sig som sten och sand. Även om den har alla ingredienser för livet, Titan är i huvudsak en "frusen jord, "fångad i det ögonblicket innan livet kunde bildas.

Saturnus sjätte största måne, Enceladus, är en isig värld med cirka 300 mil i diameter. Och för mig, det är platsen för uppdragets mest spektakulära fynd.

Upptäckten började ödmjukt, med en märklig blipp i magnetfältavläsningar under Enceladus första flyby 2004. När Cassini passerade över månens södra halvklot, det upptäckte konstiga fluktuationer i Saturns magnetfält. Från detta, Cassinis magnetometerteam drog slutsatsen att Enceladus måste vara en källa till joniserad gas.

Fascinerad, de instruerade Cassini -navigatörerna att göra en ännu närmare flyby 2005. Till vår förvåning, de två instrument som är avsedda att bestämma sammansättningen av gasen som rymdfarkosten flyger genom, Cassini Plasma Spectrometer (CAPS) och Ion and Neutral Mass Spectrometer (INMS), bestämde att Cassini oväntat passerade genom ett moln av joniserat vatten. Utgår från sprickor i isen vid Enceladus sydpol, dessa vattenpylmar rinner ut i rymden med hastigheter upp till 800 mph.

Jag är i teamet som gjorde en positiv identifiering av vatten, och jag måste säga att det var det mest spännande ögonblicket i min yrkeskarriär. När det gäller Saturns månar, alla trodde att all action skulle vara på Titan. Ingen förväntade sig små, anspråkslös Enceladus för att hysa några överraskningar.

Geologisk aktivitet som sker i realtid är ganska sällsynt i solsystemet. Före Enceladus, den enda kända aktiva världen bortom jorden var Jupiters måne Io, som har vulkanutbrott. Att hitta något som liknar Old Faithful på en Saturnusmåne var praktiskt taget ofattbart. Det faktum att allt började med att någon märkte en udda läsning i magnetfältdata är ett underbart exempel på upptäcktets serendipitösa natur.

Historien om Enceladus blir bara mer extraordinär. År 2009, plymerna avbildades direkt för första gången. Vi vet nu att vatten från Enceladus utgör den största komponenten i Saturns magnetosfär (det rymdområde som styrs av Saturns magnetfält), och plymerna är ansvariga för själva existensen av Saturns stora E-ring, planetens andra yttersta ring.

Mer förvånansvärt, vi vet nu att under Enceladus skorpa finns ett globalt hav av flytande saltvatten och organiska molekyler, alla värms upp av hydrotermiska ventiler på havsbotten. Detaljerad analys av plymerna visar att de innehåller kolväten. Allt detta pekar på möjligheten att Enceladus är en havsvärld som rymmer liv, här i vårt solsystem.

När Cassini dyker ner i Saturnus molntoppar senare i år, det kommer att markera slutet på en av de mest framgångsrika upptäcktsuppdrag som någonsin lanserats av mänskligheten.

Forskare överväger nu riktade uppdrag till Titan, Enceladus eller möjligen båda. En av de mest värdefulla lärdomarna man kan ta av Cassini är behovet av att fortsätta utforska. Så mycket som vi lärde oss från den första rymdfarkosten som nådde Saturnus, ingenting förberedde oss för vad vi skulle hitta med Cassini. Vem vet vad vi hittar härnäst?

Denna artikel publicerades ursprungligen på The Conversation. Läs originalartikeln.