Cassini. Koniec wielkiej misji

Od listopada 1995 r. w Jet Propulsion Laboratory prowadzono montaż i testy orbitera, podczas gdy integrację i testy próbnika Huygens wykonano w zakładach Daimler-Benz Aerospace Dornier Satellitensysteme w Ottobrunn w pobliżu Monachium. Na początku kwietnia 1997 r. Huygens został przetransportowany samolotem na kosmodrom Cape Canaveral. 21 kwietnia 1997 r. trafił tam także orbiter Cassini.

Na kosmodromie przeprowadzone zostały finalne etapy montażu i testów przedstartowych sondy oraz jej integracja z rakietą nośną. 29 sierpnia 1997 r., już po zamontowaniu sondy na szczycie rakiety Titan IV, wykryto uszkodzenie fragmentu osłony termicznej wewnątrz próbnika Huygens, spowodowane przez nieprawidłowo ustawiony przepływ powietrza w systemie chłodzenia. W celu naprawy osłony konieczne było zdemontowanie sondy i jej przewiezienie do hali montażowej, co zmusiło do przesunięcia terminu startu, zaplanowanego pierwotnie na 6 października.

Lecimy!

Start sondy Cassini-Huygens nastąpił 15 października 1997 r. o 8:43:01 UTC ze stanowiska startowego SLC-40 na Cape Canaveral Air Force Station. O 8:54 UTC rakieta nośna Titan 401B/Centaur (numer seryjny 4B-33/TC-21) wprowadziła sondę na wstępną orbitę parkingową. Powtórny zapłon członu Centaur o 9:13 UTC umożliwił wejście na orbitę heliocentryczną. Ponieważ sonda miała zbyt dużą masę na to, żeby rakieta nośna mogła dostarczyć energii wystarczającej na bezpośredni lot do Saturna, dla potrzeb misji zaprojektowano trajektorię lotu nazwaną VVEJGA (Venus-Venus-Earth-Jupiter Gravity Assist). Umożliwiła ona czterokrotne wykorzystanie manewrów asysty grawitacyjnej mijanych planet (podczas dwukrotnych przelotów obok Wenus, przelotu obok Ziemi oraz Jowisza) dla dotarcia do Saturna.
27 marca 1998 r. Cassini przeszła przez pierwsze peryhelium swej orbity, w odległości 0,67 AU od Słońca. Największe zbliżenie podczas pierwszego przelotu obok Wenus, na odległość 283,7 km od powierzchni planety, miało miejsce 26 kwietnia 1998 r. o 13:44:41 UTC. Wykonany w efekcie przelotu manewr asysty grawitacyjnej zwiększył prędkość sondy względem Słońca o 3,7 km/s.
3 grudnia 1998 r. przy użyciu silnika głównego został wykonany manewr DSM (Deep Space Maneuver; Δv = 450,2 m/s), który zaplanowano w celu zmniejszenia prędkości sondy w pobliżu apoapsis, obniżając następujące peryapsis i umożliwiając przeprowadzenie ponownego manewru asysty grawitacyjnej ze strony Wenus. 7 grudnia 1998 r. sonda przeszła przez aphelium, w odległości 1,58 AU od Słońca.
Drugi przelot obok Wenus nastąpił 24 czerwca 1999 r. o 20:29:55 UTC, w odległości 602,6 km od jej powierzchni. W wyniku przelotu prędkość sondy względem Słońca zwiększyła się o 3,1 km/s. 29 czerwca 1999 r. sonda przeszła przez drugie peryhelium, w odległości 0,72 AU od Słońca.
18 sierpnia 1999 r. Cassini zbliżyła się do Ziemi, przelatując o godz. 3:28:26 UTC w odległości 1171 km od niej, nad południowym Pacyfikiem. Prędkość sondy zwiększyła się przy tym o 4,1 km/s. 15 sierpnia, krótko przed tym przelotem, została odrzucona osłona instrumentu VIMS IR, a 16 sierpnia – rozłożony wysięgnik magnetometru.
Podczas przelotów obok Wenus i Ziemi zaplanowano przeprowadzenie stosunkowo niewielkiej ilości obserwacji naukowych. W trakcie pierwszego zbliżenia do Wenus poszukiwano oznak wyładowań w jej atmosferze. Podczas kolejnego przelotu badano interakcje zachodzące pomiędzy wiatrem słonecznym a planetą oraz jej jonosferę. Również instrumenty optyczne wykonały wtedy swoje pierwsze, testowe obserwacje. Przelot obok Ziemi wykorzystano do przeprowadzenia kalibracji instrumentów sondy; w tym celu wykonano obserwacje ziemskiej magnetosfery, powierzchni Księżyca oraz test radaru polegający na wysłaniu i odbiorze odbitych od powierzchni Ziemi sygnałów.
W drodze do Jowisza sonda Cassini minęła w znacznej odległości – około 1,5 mln km – planetoidę (2685) Masursky. Największe zbliżenie miało miejsce 23 stycznia 2000 r. o 09:58 UTC. Podczas spotkania sonda wykonała obserwacje oceniające kształt, rozmiary i albedo planetoidy oraz pomiary spektralne.
1 lutego 2000 r. antena główna (HGA) przestała pełnić rolę osłony przeciwsłonecznej i przejęła funkcję utrzymywania łączności z Ziemią.
1 października 2000 r. sonda Cassini rozpoczęła trwającą przez 6 miesięcy kampanię obserwacyjną Jowisza. Badania wykonywane przez nią były przy tym skoordynowane z obserwacjami prowadzonymi przez sondę Galileo, która od grudnia 1995 r. znajdowała się na orbicie wokół tej planety. Podczas fazy zbliżania się do Jowisza Cassini znajdowała się poza granicami jego magnetosfery i prowadziła pomiary wiatru słonecznego, podczas gdy Galileo przebywała głęboko we wnętrzu magnetosfery. Po minięciu planety sonda Cassini leciała wzdłuż brzegu granicy magnetosfery, wielokrotnie ją przekraczając, natomiast Galileo opuściła magnetosferę i prowadziła pomiary wiatru słonecznego.
Obserwacje wykonane podczas przelotu przez instrumenty naukowe obejmowały: badanie składu i dynamiki atmosfery Jowisza, w tym zorzy polarnej i przepływów ciepła, obserwacje pierścieni Jowisza, obserwacje Europy i Kallisto podczas ich opozycji, obserwacje księżyca Himalia i określenie jego okresu rotacji, obserwacje Io podczas jego zaćmienia, badania magnetosfery Jowisza i jego interakcji z wiatrem słonecznym, pomiary strumienia pyłowego pochodzącego z Io oraz obserwacje promieniowania synchrotronowego Jowisza.
W skoordynowanych obserwacjach Jowisza wykorzystano też Kosmiczny Teleskop Hubble’a, Obserwatorium Rentgenowskie Chandra i szereg radioteleskopów na powierzchni Ziemi. Kamery sondy Cassini wykonały łącznie około 26 000 fotografii planety i jej księżyców.
16 grudnia 2000 r., podczas zbliżania do Jowisza, z powodu zakłóceń w funkcjonowaniu koła reakcyjnego RWA-2 nastąpiło przełączenie sterowania położeniem sondy na system sterowania reakcyjnego (RCS). Z tego powodu, w celu ochrony przed nadmiernym zużyciem hydrazyny, od 19 do 28 grudnia wstrzymano prowadzenie kampanii obserwacyjnej.
Największe zbliżenie do Jowisza nastąpiło 30 grudnia 2000 r. o 10:04:21 UTC. Odległość od planety w periapsis wyniosła 9 722 965 km. W wyniku przelotu prędkość sondy zmieniła się o 2,2 km/s, a jej trajektoria została odchylona o 12,2°, kierując się ku Saturnowi. Ostatnie obserwacje Jowisza zostały wykonane 22 marca 2001 r.