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“卡西尼”:20年傳奇終謝幕

 昵稱48860834 2019-07-16

2017年9月15日,在土星軌道運行了13年之久的卡西尼號探測器借助土星引力正式墜入土星大氣層燒毀。

這顆由美國宇航局和歐空局聯(lián)合研制的土星探測器,自2004年抵達土星軌道以來獲得了豐碩成果,極大地豐富了人類對這顆氣體巨行星系統(tǒng)的了解。那么,卡西尼號探測器在這些年中獲得了哪些成果?為什么會選擇墜入的方式結束使命?人類對土星的探測是否就因此謝幕呢?

 

成果豐碩

卡西尼-惠更斯號探測器(簡稱卡西尼號探測器)由卡西尼軌道器和惠更斯著陸器組成。

該探測器于1997年10月發(fā)射升空,2004年抵達土星軌道。至今已有20個年頭,當時參加“卡西尼號”計劃的國家一共有17個,是人類進入太空時代以來最大的國際合作項目之一,為人類研究土星提供了寶貴數(shù)據(jù)。

由于土星離地球的平均距離15億公里,為支持預計的11年探測任務,重6噸的卡西尼號探測器攜帶了3個放射性同位素熱電機負責供電,并加裝了33公斤钚-238作為燃料,可以在整個任務期間提供700瓦的電力??ㄎ髂崽柼綔y器在前往土星的途中也沒有閑著,2001年底該探測器飛掠木星時,拍攝了當時最清晰的木星照片;2003年,科研人員還利用卡西尼號探測器的信號測試了愛因斯坦提出的相對論。

卡西尼號探測器最主要的成績還是對土星系統(tǒng)的探測,其攜帶的惠更斯號著陸器于2005年1月成功降落在土衛(wèi)六表面,它不僅拍攝了土衛(wèi)六的地表照片,還為人類傳回了關于土衛(wèi)六大氣壓力、風速和氣體成分的寶貴信息。

惠更斯號著陸器表現(xiàn)不俗,軌道器卡西尼號更是發(fā)揮出色。該探測器成功發(fā)現(xiàn)了土衛(wèi)二表面的冰火山噴射現(xiàn)象后,科研人員根據(jù)卡西尼號探測器的探測數(shù)據(jù),確認土衛(wèi)二冰層下存在巨大的液態(tài)水海洋,提高了土衛(wèi)二存在生命的可能性。

另外,土衛(wèi)六也是科研人員關注的焦點,利用卡西尼號探測器的合成孔徑雷達,科研人員發(fā)現(xiàn)了土衛(wèi)六存在含甲烷的湖泊,這是人類在地外天體上第一次發(fā)現(xiàn)湖泊,其面積比地球上最大的淡水湖蘇必利爾湖還大。

此外,卡西尼號探測器還例行觀測了土星的大氣層和磁場,它發(fā)現(xiàn)土星南極存在一個巨大的螺旋形風暴眼,這在地球外也是第一次發(fā)現(xiàn)。

總之,卡西尼號探測器對人類認識土星做出了巨大貢獻,自從該探測器進入土星軌道以來,科研人員利用它的探測成果發(fā)表了4000多篇關于土星的學術論文??ㄎ髂崽柼綔y器項目科研人員科特·尼布爾博士接受媒體采訪時表示,“卡西尼號探測器任務是一個難以置信、不可思議、簡直完美的成功典范。”

結局悲壯

卡西尼號探測器在2008年和2010年先后進行了兩次延壽,但天下沒有不散的宴席,該探測器9月15日墜入土星大氣層燒毀后,宣告了目前人類唯一的土星探測器正式結束探測使命。

可能會有人問,卡西尼號探測器上攜帶的钚-238至少能繼續(xù)使用到2030年,就算沒有預算支持它的軌道探測,為什么不任由它像部分月球探測器和火星探測器那樣在任務結束后繼續(xù)環(huán)繞行星運行呢?其實道理并不復雜,卡西尼號探測器這么做是為了保護土星衛(wèi)星系統(tǒng)上可能存在的生命。

生命的起源和繁衍是大自然最神秘的奇跡,人類在地球上還不以為然,但放眼宇宙卻還沒找到另一個存在生命的星球,人類對外太空的探索,一半的原因就是為了尋找生命。

根據(jù)卡西尼號探測器的探測結果顯示,科研人員認為土衛(wèi)二和土衛(wèi)六上極有可能存在原始生命,保護可能存在的生物是當務之急,也正是這一考慮決定了卡西尼號探測器的命運。

或許有人會問,卡西尼號探測器已經(jīng)在太空飛行了20年,對那些可能的生物又有什么威脅呢?其實,威脅不在于卡西尼號探測器“一頭砸死一個土衛(wèi)二或土衛(wèi)六上的土星人”,而是該探測器上可能殘留地球上帶去的微生物。這些生物如果隨著探測器落在土星衛(wèi)星上,在那種適合生命起源的環(huán)境下必然如魚得水。

這樣一來,假如未來人類更先進的探測器在土星衛(wèi)星上發(fā)現(xiàn)了生命,到底是地球生命的擴散還是土星衛(wèi)星上的原始生命呢?如果地球的微生物隨著卡西尼號探測器反客為主,消滅了土星衛(wèi)星上的原始生物,那將是人類科學史上空前的悲劇。

因此,為了避免這種可能卡西尼號探測器就不能繼續(xù)留在軌道上,最合適的手段就是讓它墜入土星大氣層燒毀。

后會有期

卡西尼號探測器墜入土星大氣層燒毀后,人類第一個也是目前惟一一個土星軌道器將壽終正寢,而未來較長一段時間里,人類都沒有再發(fā)射另一顆土星探測器的具體計劃。

人類失去進取心了嗎?當然不是。美國宇航局專家曾說過,把磚頭送到木星以外的地方都是旗艦級探測任務,卡西尼號探測器項目總耗資超過30億美元,財大氣粗的美國宇航局也要攢好幾年錢才能執(zhí)行一次旗艦級任務,而近期的旗艦級任務已經(jīng)被“2020火星車”“歐羅巴快車”等項目填滿,太過遙遠的土星自然一時無人問津。

幸運的是,隨著技術的進步,并不是只有重量級的旗艦級任務才能探測土星,美國宇航局中量級的新邊疆任務也具備了探索外太陽系的能力。例如,第一個新邊疆任務就是2015年7月飛掠冥王星的新視野號探測器,第二個是2016年7月成功進入木星軌道的朱諾號探測器。

目前,美國宇航局正在論證新的新邊疆級任務,其中就包括土星大氣探測器,該任務將把一個專門的探測器送入土星大氣層,實地深入了解土星大氣層的奧秘。

今年,美國科研人員還提出了發(fā)射專門探索土衛(wèi)二和土衛(wèi)六的新邊疆任務方案,目的是探索它們獨特的環(huán)境下是否存在生命。如果這些提案競標成功,不遠的將來人類還將在土星周圍看到新探測器的身影,土星后會有期?。ㄗ髡撸耗崮?來源:飛天科普周刊)

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