על הכוכב 

(שמו הלועזי ניתן לו על שם סטורן, אל החקלאות והקציר במיתולוגיה הרומית (מקביל לדמטר האלה במיתולוגיה היוונית.
שבתאי היה כוכב הלכת השביעי בעת הקדומה.
המקור לשמו בעברית מגיע מרקע דומה. משמעות השם הוא “הכוכב השביעי”. יש הגורסים שמשמעות השם שבתאי מרמז גם על כך שכוכב הלכת “שובת” או “נח”. כיוון שיחסית לכוכבי הלכת שהיו מוכרים בעת העתיקה, כוכב זה הוא המרוחק ביותר מהשמש, ולכן תנועתו קטנה ביותר.
שבתאי הוא כדור ענקי, ערפילי וצהבהב, עטור טבעות מבריקות וירחים מופלאים – זהו כוכב-הלכת שבתאי.
קר מאוד בשבתאי ורוחות עזות נושבות בו, האוויר מסוכן לנשימה וחגורת הקרינה סביבו יכולה לצלות כל מי שמעז להתקרב.
למרות כל אלה, שבתאי מציע את אחד המראות המדהימים, עוצרי הנשימה, בכל מערכת השמש.
שבתאי הוא כוכב-הלכת השני בגודלו במערכת השמש. רק כוכב-הלכת צדק גדול ממנו.
צורתו של שבתאי פחוסה ודומה יותר לאליפסה מאשר לכדור.
טבעות
התופעה הבולטת ביותר בשבתאי היא הטבעות המקיפות אותו. מערכת הטבעות נטויה בזווית של 25.33 מעלות יחסית למישור ההקפה של שבתאי סביב השמש. עובי הטבעות הוא ק”מ אחד, לכל היותר, והן מכילות גושי קרח קטנים, שחלקם אינם גדולים מאבן ואחרים קוטרם עד כמה מאות ק”מ. עד ל־2009 נצפו כ־7 טבעות לכוכב שבתאי ובשנת 2009 בזכות טלסקופ החלל שפיצר נצפתה טבעתו השמינית.
ירחים

מערכת הירחים הגדולה והמורכבת ביותר במערכת השמש שייכת לשבתאי: עד היום ידועים יותר משלושים ירחים. ירחיו של שבתאי הם עולמות קטנים של קרח וסלע, וקוטרם נע מ-20 ק”מ ועד ל-5000 ק”מ. על פניהם נתגלו מכתשים, חריצים מוזרים ובקעים, שמעידים על כך שלפחות חלק מירחי שבתאי עברו התנגשויות והתרסקויות.

https://www.youtube.com/watch?v=AyFMPdHU1n0

מידע כללי

היסטוריה 
שבתאי היה כוכב-הלכת המרוחק ביותר שהכירו האסטרונומים הקדומים. היה זה גלילאו גליליי, שבשנת 1610 הבחין לראשונה בטבעותיו של שבתאי. הוא גילה אותן בשעה שצפה בשבתאי באמצעות הטלסקופ. אבל הטבעות נראו לו, מבעד לעדשת הטלסקופ הפשוט שעמד לרשותו, כמו בליטות מוזרות של כוכב-הלכת… חמישים שנה מאוחר יותר, בשנת 1660, זיהה האסטרונום ההולנדי הויגנס את ה”בליטות” כטבעות.

מאפיינים

קוטרו של שבתאי 120,500 ק”מ וצפיפותו 0.69 גרם לסמ”ק; הוא מורכב, ברובו, ממימן ומהליום. במרכז הכוכב נמצאת, כנראה, ליבה של ברזל וסלע ומסביבה מצוי אזור של מימן מתכתי המשתרע עד למחצית הרדיוס של שבתאי, ומעבר לו מתחילה האטמוספירה. מרחקו של שבתאי מהשמש הוא 9.54 יחידות אסטרונומיות והוא משלים הקפה סביב השמש אחת ל־29.46 שנה במהירות של 9.644 ק”מ לשנייה. שבתאי משלים סיבוב סביב צירו אחת ל־10.23 שעות בלבד. משקלו הסגולי של שבתאי הוא הנמוך ביותר מכל כוכבי הלכת במערכת השמש שלנו, אף פחות ממשקלם הסגולי של המים.

(שם: שבתאי (סאטורן
סוג: כוכב-לכת, השישי במרחק מהשמש
קוטר בקו-המשווה: 120,536 ק”מ
מסה: פי 95.2 ממסת כדור-הארץ
צפיפות: 0.71 גרם/סמ”ק
כוח-משיכה: גדול ב-10/1 משל כדור-הארץ
מרחק ממוצע מהשמש: 1,429 מיליון ק”מ
הרכב: גזי, אטמוספרה: מכילה בעיקר מים ואמוניה
זמן הסיבוב העצמי (אורך היממה): 10 שעות ו-40 דקות
זמן ההקפה סביב השמש (אורך השנה): 29.424 שנות-ארץ
ירחים: ידועים 20
טמפרטורה: בפסגות העננים: 180- מעלות

מרחק מהשמש
שבתאי הוא כוכב-הלכת השישי במרחק מן השמש. הוא רחוק ממנה 9.5 יחידות אסטרונומיות, כלומר, פי 9.5 מן המרחק שבין כדור-הארץ לבין השמש. “שכניו” של שבתאי הם כוכבי-הלכת צדק ואורנוס.
לתמונת מסלולם של כוכבי הלכת סביב השמש

זמן ההקפה סביב השמש (אורך השנה)
למסלול של שבתאי סביב השמש יש צורה של אליפסה, בדומה למסלוליהם של רוב כוכבי-הלכת.
הזמן שעובר עד ששבתאי מבצע הקפה אחת סביב השמש נמשך… כמעט 30 שנות-ארץ!
כשבכדור-הארץ חולפת שנה, שבתאי עובר רק דרך קצרה מאוד במסלולו סביב השמש.

סיבוב עצמי (אורך היממה)-
לשבתאי יש אמנם שנה ארוכה מאוד, אבל היממה שלו קצרצרה: שבתאי משלים סיבוב אחד סביב עצמו תוך 10 שעות ו-40 דקות בלבד.

מרכיבי האטמוספירה 

(שבתאי שייך לקבוצת כוכבי-הלכת הגזיים. במרכזו יש ליבה סלעית קטנה. סביב הליבה נמצאת מעטפת של מימן מתכתי (זהו הגז מימן, שבלחץ העצום ששורר בתוך שבתאי, הופך למוצקַ.
מעל שכבה זו נמצאים מימן והליום במצב נוזלי. השכבה החיצונית ביותר היא האטמוספרה, ובה עננים העשויים מחומרים שונים, כמו מים ואמוניה.
שבתאי הוא כוכב-לכת גזי, חסר קרקע מוצקה. המסה שלו ענקית – פי 95.2 מזו של כדור-הארץ. בכל כוכבי-הלכת הגזיים מקובל לקבוע את כוח-המשיכה לפי ערכו בגובה, שבו הלחץ האטמוספרי זהה לזה שבפני כדור-הארץ, כלומר: לחץ של 1 אטמוספרה. בגובה זה בשבתאי כוח-המשיכה גדול בעשירית מזה של כדור-הארץ. כוח-המשיכה של שבתאי מחזיק את עשרות הירחים והטבעות שסביבו.

גשושיות
הויגנס
הויגנס היא גשושית אירופית שנועדה לחקור את כוכב הלכת שבתאי. קרויה על שם האסטרונום ההולנדי בן המאה ה-17, כריסטיאן הויגנס, שחקר את שבתאי וירחיו. פרויקט קאסיני-הויגנס הוא יוזמת סוכנות החלל האירופית.
הויגנס הופרדה מגשושית האם שלה, קאסיני, ב-24 בדצמבר 2004 ונחתה על טיטאן, ירחו של שבתאי, ב-14 בינואר 2005. זהו העצם הרחוק ביותר שעליו נחת כלי שנשלח מכדור הארץ. מיד עם נחיתתה החלה הגשושית לשדר תמונות ממקומה. הצניחה עצמה ארכה למעלה משעתיים וגם במהלכה ביצעו מכשירי הגשושית צילומים ומדידות.

מניתוח ראשוני של התמונות נראה שיש נוף המעיד על זרימת נוזלים – ערוצי נחלים בתוך צוקים גבוהים, ומישורים מוצפים. ההערכה היא שמדובר באגמי אתאן ופרופן, חומרים שעל כדור הארץ נמצאים במצב צבירה גזי, אך בטמפרטורה שאינה עולה על C‏180°-, השוררת בטיטאן, חומרים אלה מתנזלים.

הגשושית המשיכה לשדר במשך למעלה משעתיים לאחר נחיתתה, והייתה זו הפתעה לטובה משום שהמדענים תכננו כי תשרוד דקות אחדות בלבד. השידור הופסק למעשה כאשר אתר הנחיתה שקע מעבר לאופק עבור הגשושית קאסיני שהעבירה את שידוריה לכדור-הארץ. ההעברה הזו גם היא הייתה יוצאת דופן משום שבמשך כל הזמן בו שהתה הויגנס על טיטאן הפנתה קאסיני את האנטנה שלה לעבר טיטאן ורק לאחר שזו השתתקה, הפנתה קאסיני את האנטנה לעבר כדור-הארץ ושידרה את ההקלטות האצורות בתוך המחשב שלה. בינתיים, נאלצו המדענים להיעזר ברדיו-טלסקופים על כדור-הארץ שהצליחו לקלוט את הגל הנושא של שידורי הויגנס לקאסיני, והצליחו להבין מכך שהמשימה מתבצעת. כל זאת בנוסף לעובדה שלגלי הרדיו אורכים שעה וחצי בערך להגיע משבתאי לכדור-הארץ, ולכן בעצם הגשושית פעלה באופן אוטונומי לפי תכנות מראש.

התמונה צולמה במהלך צניחת הגשושית. החלק השמאלי בתמונה, מראה גבול בין אזורים בהירים וכהים. הפסים הבהירים הנראים ליד הגבול יכולים להיות ערפל קרקעי של מתאן או אדי אתאן, מכיוון שהם לא נצפו באטמוספירה העליונה. ככל שהגשושית ירדה, היא נסחפה מעל מישור (במרכז התמונה) והתקדמה לעבר אתר הנחיתה באזור כהה (מימין). אזור כהה זה הוא קרוב לודאי ערוץ ניקוז בו עשויים גם להיות כמויות כלשהן של חומר נוזלי. מתנועת הגשושית, מהירות הרוח הייתה בערך 6-7 מטרים לשנייה. התמונה צולמה מגובה של כקילומטר אחד ברזולוציה של כ-20 מטרים לפיקסל.

אחד מצילומי השטח הראשונים של הויגנס בעת נחיתתה.

הגשושית קאסיני

קאסיני היא גשושית שנשלחה על ידי נאס”א וסוכנות החלל האירופית לחקור את כוכב הלכת שבתאי וירחיו. שיגור הגשושית נעשה ב-15 באוקטובר 1997 מנמל החלל קייפ קנוורל, פלורידה. הגשושית נכנסה למסלול סביב שבתאי ב-1 ביולי 2004.

הגשושית קרויה על שמו של האסטרונום האיטלקי בן המאה השבע-עשרה ג’ובאני דומניקו קאסיני.

הגשושית שוגרה בכיוון הפוך ליעדה. במקום לשלוח אותה בכיוון הפוך מזה של השמש, כיוון בו נמצא מסלולו של שבתאי יחסית לכדור הארץ, היא שוגרה דווקא לכיוון השמש, לעבר כוכב הלכת נוגה, הקרוב לשמש יותר מאשר כדור הארץ. הגשושית התקרבה אל נוגה ועברה בסמוך אליו. זאת על מנת להאיץ את מהירות הגשושית, בטכניקה הקרויה מקלעת כבידתית.

בכבידה של נוגה נעשה שימוש פעמיים: ב-26 באפריל 1998 וב-24 ביוני 1999. לאחר מכן, ב-18 באוגוסט 1999, עברה קאסיני ליד כדור הארץ והסתייעה בכבידתו להאצת מהירותה. הבא בתור (והאחרון) להאיץ את הגשושית היה כוכב הלכת הענק צדק, הגדול והמאסיבי שבין כוכבי הלכת של מערכת השמש. הדבר התרחש ב-30 בדצמבר 2000.

בסיום מסעה, כאשר הגיעה לקרבת שבתאי ביולי 2004, הופעל מנועה העיקרי של קאסיני למשך תשעים ושבע דקות כדי להאט את תנועתה. פעולה זו גרמה לה להיכנס למסלול יציב סביב שבתאי, שבו הגשושית נשארה עד אפריל 2017, אז אמורה הגשושית להתרסק על פני שבתאי.

המשימה הראשית של קאסיני נמשכה 4 שנים שהסתיימה בינואר 2008.

הארכת המשימה הראשונה, שנקראה Cassini Equinox Mission הייתה לשנתיים נוספות והסתיימה בספטמבר 2010.

הארכת המשימה השנייה היא עד לספטמבר 2017. משימה זו נקראת Solstice Mission . הארכת משימה זו התחילה במהלך נקודת ההיפוך החורפית של החלק הצפוני (winter solstice) ועד לנקודת ההיפוך הקיצית (summer solstice).
שלב סיום המשימה (The Grand Finale) החל עם התקרבות קאסיני אל שבתאי וטבעותיו ב-23 באפריל 2017. קאסיני נכנסה למסלול הקרב והולך לשבתאי וסיום המשימה מתוכנן ל-15 בספטמבר 2017, כאשר קאסיני תשרף עם חדירתה לחלק העליון של האטמוספירה.
ממצאים :

הגשושית שלחה צילומים של התופעות להן גורם הירח פרומתאוס בטבעות שבתאי ובעיקר בטבעת האחרונה (F).

פרומתאוס הוא אחד הירחים הקטנים, בעל קוטר של 91 ק”מ. כל 14.7 שעות חוצה פרומתאוס את הטבעת F, מושך אחריו חלקיקי קרח ואבק ויוצר שובל בו אין חלקיקים. כל סיבוב נעשה במיקום מעט שונה מהקודם וכך נוצרים מספר שבלים.

הגשושית שלחה קריאות מגנטיות של שבתאי שתרמו להשערת טבעות ריאה.
         

https://www.youtube.com/watch?v=xrGAQCq9BMU&spfreload=5

מחקרים 

ביקורי חלליות בשבתאי
החללית פיוניר 11 הייתה הראשונה שהגיעה לשבתאי: היה זה בשנת 1979. היא עברה סמוך לאטמוספרה של שבתאי וביצעה מדידות ותצפיות רבות על הטבעות. היא גילתה שני ירחים חדשים ואף טבעת בהירה ובלתי-מוכרת.
לתמונת החללית פיוניר

הביקור השני בשבתאי היה של שתי חלליות וויאג’ר בשנים 1980 ו-1981. הן עברו קרוב לאזור הטבעות ומצאו ש”רווח קאסיני” המפורסם מכיל עוד 100 טבעות חדשות!
וויאג’ר 1 ו-2 שידרו אלפי תמונות של ירחי שבתאי, ובעיקר של הירח הגדול טיטאן.

באוקטובר 1997 המריאה החללית קאסיני – הויגנס בדרכה לשבתאי. היא אמורה להיכנס למסלול של שבתאי ביולי 2004. החללית קאסיני תקיף את שבתאי, ירחיו וטבעותיו במשך כ-4 שנים. החללית קאסיני אמורה לשחרר את החללית הויגנס אל האטמוספרה של הירח טיטאן. החללית הויגס מצוידת בחיישנים ובציוד מיוחד לחיפוש עדויות לתהליכי חיים הדומים לאלו שהיו בעבר הרחוק על פני כדור הארץ.
בינתיים החללית קאסיני משגרת תמונות מרהיבות על כוכב הלכת שבתאי.

תודה על הצפייה !!