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发布时间:2020-08-24 16:17  

  北京时间9月15日消息,或许大多数人都未曾意识到,今天将会有一场重要的事件发生。尽管很多人可能从来都不会朝天空看那么一眼,但在今晚19:54分,请抬头看一看西南方向的天空,如果天气还可以,你应该会看到一颗闪耀着白色光泽的亮星。就在你抬头看它的这一瞬间,正有一艘20年前从地球出发的飞船在这颗星球上坠落。

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  你应该了解,就在此时此刻,全世界正有无数双眼睛正与你一样,注视着这颗星球,缅怀这位逝去的太空老兵。届时美国宇航局将进行视频直播,而新浪科技也将全程为读者跟进事态发展。

  卡西尼-惠更斯(Cassini-Huygens)探测器是一项主要由美国宇航局(NASA)、欧洲空间局(ESA)以及意大利航天局牵头实施的一项国际合作探测计划,全球有超过20个国家参与其中。这也是人类首个围绕土星运行的专门探测器。

  该项目是基于两位17世纪的科学家:意大利的卡西尼(Jean Dominique Cassini) 以及荷兰的惠更斯(Christiaan Huygens),这两位科学家都对土星研究做出过重要贡献。卡西尼发现了4颗土星卫星,并发现了土星光环之间的环缝(卡西尼缝, Cassini Gap);惠更斯则在1655年发现了土卫六,这也是为何着陆土卫六的探测器被命名为“惠更斯”的原因。

  从一开始,卡西尼探测器计划就是作为一个国际合作项目被构思的。在1982年,该项目第一次被提出,在那之前不久,两艘美国宇航局的“旅行者”飞船刚刚飞过土星附近。两艘旅行者探测器发回的探测数据揭示了一个生机勃勃的土星系统,尤其是土星最大的卫星——土卫六(Titan)引发了行星科学家们的强烈兴趣。他们迫切希望能够发射一艘专门的土星探测器去做更深入的调查。

  经过15年的酝酿和研制,1997年,“卡西尼”飞船顺利发射,在太空飞行7年之后,2004年,这艘飞船终于抵达土星并成功进入轨道。伴随这艘飞船一起的,还有一台由欧洲制造的“惠更斯”(Huygens)着陆器,它将首次尝试着陆到土卫六的表面。

  卡西尼探测器任务的实施几乎革新了我们对于土星的各种认识,包括它复杂的光环,类型多样的卫星体以及磁场环境。卡西尼飞船是人类迄今发射的最遥远的行星人造卫星。在它抵达土星的第一时间便开始发回重要的探测数据并一直持续工作至今,其年龄超过了很多正在读到这篇文章的读者。卡西尼飞船对橘色大气笼罩,地表拥有丰富有机物质的土卫六进行了重点探测,大胆穿过土卫二极地上空喷射的水汽“喷泉”,并对土星本身与光环系统进行了前所未有的详尽调查。这些数据已经从根本上改变了我们对于土星系统以及行星形成理论的某些认识。

  由于探测器状态远好于预期,原计划只持续4年的卡西尼探测器一直在土星工作了13年之久,直到今天,9月15日,它即将结束自己的光荣使命。

  从起点——到终点:卡西尼-惠更斯项目时间线日:一枚“大力神IVB/人马座”火箭将卡西尼飞船从美国佛罗里达州的卡纳维拉尔角航天发射场发射升空;

  卡西尼-惠更斯探测器是人类迄今发射过的最为雄心勃勃的探测器之一。她装备了世界上最先进最复杂的设备与相机,能够获取高精度数据并拍摄高清图像。

  在太空飞行20年之后,美国宇航局的卡西尼号探测器正在逐渐接近它生命的终点站。这背后的主要原因是卡西尼号自身携带的燃料即将耗尽,然而之前我们获得的知识已经告诉我们,在土星周围的几颗卫星,比如土卫二和土卫六,上可能拥有适宜微生物生存的原始宜居环境,尽管卡西尼号飞船在出发前经过了消毒处理,但如果不知道怎么回事,有一些细小的微生物竟然侥幸逃脱了消毒处理的杀灭,并且竟然奇迹般地附着在卡西尼飞船上并在太空存活了20年之久,那么在未来当卡西尼号飞船的燃料完全耗尽,地球上的控制人员无法再对其轨道与姿态进行适当控制的时候,失控的飞船就有可能与土卫六或者土卫二等卫星相撞,从而可能造成化学乃至生物污染,而这对于未来我们开展天体生物学研究来说是不能接受的结果。因此,科学家们经过深思熟虑,决定让卡西尼号探测器在尚有最后一些燃料,还能控制轨道的时候主动选择“自杀”,在土星大气层中安全地焚毁。

  从2010年开始,卡西尼探测器开始了为期7年的任务延续期,在此期间飞船多次飞过多颗土星卫星并首次有机会对土星上的季节变化进行了监测。这一计划从一开始就设想,在7年任务期间将会耗尽卡西尼飞船剩余的全部燃料,并最终以冲入土星大气层焚毁的方式结束使命。卡西尼飞船的命运在2017年的4月份被最终注定了,当时卡西尼飞船调整了轨道,这个新轨道将让她最终冲入土星大气层焚毁。但在此之前,她还有5个月的时间。宇航局的科学家们为她规划了大胆的任务:先后22次从土星与它光环之间的狭窄空档(宽度不超过2000公里)中穿过,并将这一计划命名为“壮丽终章”(the Grand Finale)。这是一个前所未到的未知区域,卡西尼飞船在生命中最后五个月期间的工作将极大地丰富科学家们对于这一区域的了解。

  在2017年9月15日,卡西尼飞船将最后一次接近土星。但这次与以往的上百次类似接近都不一样,这一次她不会再绕开土星,而是勇敢地一头撞向这颗气体星球,冲入土星大气层,并在这一过程中利用仅剩的最后一些燃料启动姿态控制发动机努力维持姿态,将它的天线对准地球,并开启所有探测设备,在坠落焚烧的过程中将所有能够采集到的数据全部发给地球,直到她再也无法支撑,直到最终粉身碎骨。地球上控制中心内,那个来自土星,持续了20年的亲切信号将终于消失。

  在卡西尼飞船之前,我们对于土星的了解很少。先驱者11号以及两艘旅行者飞船在数十年前先后对土星进行了短暂的飞掠考察,在匆匆一瞥中拍摄了一些图像,并获取一些近距离探测数据。

  于是,专门的土星探测器:卡西尼探测器应运而生。这是人类首次有机会长期、近距离的观察土星及其卫星系统。土星一年的时长大约相当于地球上的29年,也就是说,土星上每一个季节的长度都相当于地球上的整整7个年头。而从2004年到2017年,卡西尼飞船在土星轨道上一共运行294圈,连续观测长达13年,几乎相当于土星上的半年的时间。在卡西尼飞船刚刚抵达时,土星北半球正逐渐从深冬中走出,迎来新的春天。而现在,土星北半球已经开始迎接夏季的到来。

  在卡西尼探测器之间,我们对于土卫六了解很少,只知道它是土星最大的卫星,大小几乎与水星接近,并被一层厚厚的富氮大气所覆盖。而卡西尼探测器携带的设备能够穿透这层厚厚的大气,让我们窥见土卫六的地表景象,分析其大气成分,并发现了土卫六表面的液态海洋,甚至还第一次将一颗着陆器送上了土卫六!

  数十年以来,科学家们并不知道土卫二其实是太阳系里面表面反照率最高的星球——也就是说,这颗星球看上去是最白的!我们也不知道土卫二与土星光环中的E环之间存在着怎样的密切联系。卡西尼的探测结果发现,土卫二地表覆盖的“皑皑白雪”,以及E环中大量的冰粒物质,其实都来自土卫二地下的全球性盐水海洋以及地表形成的太空热泉喷流。

  很快,卡西尼飞船便找出了事情真相:土卫二是一颗极为活跃的星球,其地下存在一个巨大的全球性地下盐水海洋。并且,透过其地表的巨型裂谷系统,这个地下海洋正向太空中喷射大量的水汽和冰晶,卡西尼飞船测定其喷出的速度高达每秒400米左右,形成一个高出土卫二地表数百公里的“太空喷泉”。其中有些水冰物质会落回土卫二地表,构成了那里的“皑皑白雪”,另一些则逃离土卫二并补充到了土星光环中的E环之中。

  2005年,卡西尼飞船上的相机对土卫二地表进行了详细成像,在其南极地区发现大量被称作“虎斑”的裂谷系统。这里的地形出乎意料的年轻且复杂,几乎完全没有撞击坑。整个地区似乎漂浮着大量的海上冰山和裂隙遍布的表面。令人意料之外的是,探测器还探测到这些裂谷系统上方似乎存在水汽和冰晶成分,后续的数据分析工作确凿无疑的确认这些裂谷内正在喷射出水体。

  卡西尼飞船是一个机器人,它没有知觉,没有感情,只会忠实地执行地球上的工程师们发给她的每一条指令,在过去的将近20年间,这些指令让卡西尼飞船东奔西走,并同时避免了与土星和周围卫星与光环的相撞。20年来,卡西尼号飞船在地面指令的引导下,真正的AG网址是哪个取得了丰硕的探测成果并且身体健康,完好无损。