NASA:s rymdfarkost Cassini har fortfarande några månader kvar innan den slutför sitt uppdrag i september, men veteranen Saturnus-utforskaren når en ny milstolpe idag. Saturnus solstånd – det vill säga, den längsta sommardagen på norra halvklotet och den kortaste vinterdagen på södra halvklotet – anländer idag för planeten och dess månar. Det Saturniska solståndet inträffar ungefär vart 15:e jordår när planeten och dess omgivning sakta kretsar runt solen, med norra och södra halvklotet som alternerar sina roller som sommar- och vinterpoler.

När man når solståndet, och observera säsongsmässiga förändringar i Saturnussystemet längs vägen, var ett primärt mål för Cassini's Solstice Mission – namnet på Cassinis andra utökade uppdrag.

Cassini anlände till Saturnus 2004 för sitt fyraåriga primära uppdrag att studera Saturnus och dess ringar och månar. Cassinis första utökade uppdrag, från 2008 till 2010, var känd som Equinox Mission. Under den fasen av uppdraget, Cassini såg när solljuset träffade Saturnus ringar på kanten, kastade skuggor som avslöjade dramatiska nya ringstrukturer. NASA valde att ge rymdfarkosten en ytterligare sjuårig turné, Solståndsmissionen, som började 2010.

"Under Cassinis solståndsuppdrag, vi har sett – på nära håll för första gången – en hel säsong på Saturnus, sa Linda Spilker, Cassini-projektforskare vid NASA:s Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, Kalifornien. "Saturnussystemet genomgår dramatiska övergångar från vinter till sommar, och tack vare Cassini, vi hade en plats vid ringsidan."

Saturnus

Under sitt solståndsuppdrag, Cassini såg en jättestorm bryta ut och omringa planeten. Rymdfarkosten såg också försvinnandet av blåare nyanser som hade dröjt sig kvar längst i norr när vårdisen började bildas där. Disorna är en del av anledningen till att drag i Saturnus atmosfär är mer dämpade i sitt utseende än de på Jupiter.

Data från uppdraget visade hur bildandet av Saturnus dis är relaterat till de säsongsmässigt växlande temperaturerna och den kemiska sammansättningen av Saturnus övre atmosfär. Cassini-forskare har funnit att en del av spårkolväteföreningarna där - gaser som etan, propan och acetylen – reagerar snabbare än andra på den förändrade mängden solljus under loppet av Saturnus år.

Forskarna var också förvånade över att förändringarna som Cassini observerade på Saturnus inte skedde gradvis. De såg förändringar ske plötsligt, på specifika breddgrader i Saturnus bandade atmosfär. "Till slut genomgår en hel halvklot förändring, men det kommer dit genom dessa hopp på specifika latitudband vid olika tidpunkter på säsongen, sa Robert West, en Cassini bildbehandlingsteammedlem på JPL.

Ringar

Efter dagjämningen och fortsätter mot norra sommarsolståndet, solen steg allt högre över ringarnas norra sida. Och när solen går upp högre, dess ljus tränger djupare in i ringarna, värma upp dem till de varmaste temperaturerna som setts där under uppdraget. Solståndets solljus hjälper till att avslöja för Cassinis instrument hur partiklar klumpar ihop sig och om partiklarna som är begravda i mitten av ringplanet har en annan sammansättning eller struktur än de i ringarnas yttre lager.

Saturnus ändrade vinkel i förhållande till solen innebär också att ringarna tippas mot jorden med sin maximala mängd vid solståndet. I denna geometri, Cassinis radiosignal passerar lättare och renare genom de tätaste ringarna, tillhandahåller data av ännu högre kvalitet om ringpartiklarna där.

Titan

Cassini har sett Saturnus största måne, Titan, förändras med årstiderna, med enstaka dramatiska utbrott av molnaktivitet. Efter att ha observerat metanstormmoln runt Titans sydpol 2004, Cassini såg jättestormar övergå till Titans ekvator 2010. Även om några nordliga moln har börjat dyka upp, Forskare har sedan dess blivit förvånade över hur lång tid det har tagit för molnaktiviteten att flytta till norra halvklotet, att trotsa klimatmodeller som hade förutspått sådan aktivitet borde ha börjat flera år tidigare.

"Observationer av hur platserna för molnaktivitet förändras och hur lång tid sådana förändringar tar ger oss viktig information om hur Titans atmosfär fungerar och även dess yta, eftersom nederbörd och vindmönster förändras med årstiderna, sa Elizabeth Turtle, en Cassini-avbildningsteamassistent vid Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory i Laurel, Maryland.

Under 2013, Cassini observerade en plötslig och snabb uppbyggnad av dis och spårkolväten i söder som tidigare observerades endast i Titans höga norr. Detta indikerade för forskarna att en säsongsmässig vändning var på gång, där Titans huvudsakliga atmosfäriska cirkulation ändrar riktning. Denna cirkulation kanaliserade tydligen färska kolvätekemikalier från närmare ekvatorn mot sydpolen, där de var säkra från förstörelse av solljus när den stolpen rörde sig djupare in i vinterskuggan.

Enceladus

För Enceladus, den viktigaste årstidsförändringen var vintermörkrets början i söder. Även om det innebar att Cassini inte längre kunde ta solbelysta bilder av den geologiskt aktiva ytan, rymdfarkosten kunde tydligare observera värmen som kommer inifrån Enceladus själv. Med den isiga månens sydpol i skugga, Cassini-forskare har kunnat övervaka temperaturen i terrängen där utan att bry sig om solens påverkan. Dessa observationer hjälper forskare att bättre förstå det globala hav som ligger under ytan. Från månens södra polarområde, det gömda havet sprutar en höga plym av is och ånga ut i rymden som Cassini direkt har tagit prov på.

Mot den sista milstolpen

När Saturnus solstånd anländer, Cassini är för närvarande i slutfasen av sitt långa uppdrag, kallade dess Grand Finale. Under 22 veckor från 26 april till 15 september rymdfarkosten gör en serie dramatiska dyk mellan planeten och dess isiga ringar. Uppdraget ger nya insikter om planetens inre och ringarnas ursprung, tillsammans med bilder från närmare Saturnus än någonsin tidigare. Uppdraget kommer att avslutas med ett sista dopp i Saturnus atmosfär den 15 september.