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▲真实看到的土星环 由欧洲宇航局和美国宇航局联合发射的“卡西尼”号无人探测器，已经在太空中飞行了将近20年，它终于将在两周后结束其传奇一生，燃料耗尽，坠入土星。而正是“卡西尼”和它的同伴，“惠更斯”号土星着陆器给地球传送回了迄今为止最详尽的土星的资料。 1655年，荷兰科学家惠更斯利用当时分辨率最高的望远镜，发现伽利略看到的土星“耳朵”其实是土星的光环，他还发现了土星的最大卫星——土卫六。 20年后，在意大利出生的法国天文学家卡西尼发现土星光环中存在一条暗缝，现在将其称为卡西尼环缝。 当十多年前，美国国家航天局、欧洲航天局和意大利航天局准备联合开展了一个项目，发射探测器对土星空间进行探测时，科学家们一致决定，轨道器的名字以发现土星环中存在缝隙的天文学家“卡西尼”命名，着陆器的名字则以发现土卫六的天文学家“惠更斯”命名。 第一次为人们送来了其他星体的声音 土星的质量约是地球的95倍，直径约是地球的9.5倍，如果把土星比作一个橄榄球大小，那么地球大约就相当于1元钱硬币。土星与地球距离遥远，当土星和地球在太阳同侧时，距离9天文单位，13.5亿公里；土星与地球异侧时相距11天文单位，16.5亿公里。平均距离为10天文单位，15亿公里。而土星轨道与地球轨道的平均距离为12亿8千万公里。 为了探测土星及其周边的卫星，重六吨的“卡西尼”带着“惠更斯”在1997年10月15日离开地球，并在2004年7月1日进入环绕土星运行的轨道。 为支持预计的11年任务时长，“卡西尼”一口气带了三个放射性同位素热电机（RTG）供电，预计可提供电力一直到2030年。这总共99千克的二氧化钚-238外加18台各类型光学和电磁仪器，使其成为迄今为止造过的发射质量最大的深空探测器（5712千克）。 ▲卡西尼发射组组装图，全称卡西尼·惠更斯号，长6.7米，宽4米，质量5.7吨 作为一个无人探测器，它不是一个小家伙，如何把它送入距离约14亿千米之外的土星附近呢？ 像卡西尼这样升空的飞船，在飞行过程中也不是全程需要燃料，因为它已经挣脱了地球的引力。它在前往土星的过程中借助其它行星的引力、弹弓效应时才需要开启发动机。发动机主要是进行轨道的调整，而不是进行飞行器的推进。这个过程中已经设计好了路线，期间会有一些其它大的行星经过它的路线，也会带着它前进，给它提供助力。 为了抵达土星，卡西尼的前进道路可谓坎坷，一开始卡西尼号是对着金星发射的，想通过行星的引力获得更高的加速度，但是太阳的引力过于强大，所以第一次借力成功后没多久便被已经在太阳拉回了轨道内侧，所以就有空中飞行了第二次借力。这次主要是将轨道调回地球，然后借由地球的引力将它抛向木星。木星的引力非常强大，几乎所有外行星探测器都要靠木星借力。 ▲从1997年10月15日至近2004年7月4日，卡西尼-惠更斯号借力的路线图 自抵达土星轨道以来，卡西尼号就一直兢兢业业地进行探测，传送回了迄今为止，它环绕土星290圈。（注：1次绕转或1次轨道，指围绕土星绕转一次，从0开始计数。一次轨道的开始，以飞行器距离土星最远的位置开始算起） “惠更斯”着陆在土卫六表面后拍摄了第一张彩色照片，它在着陆传输了90分钟数据后，因电池能量耗尽而停止工作。正是这唯一的一张地表照片，为人类揭示了一个真实的土卫六，一个有着液体甲烷河流，烟雾弥漫的橙色星球。“惠更斯”的麦克风更捕捉到了土卫六上的声音，这亦是人类第一次听到来自其他星体的声音。 ▲惠更斯的降落过程 “卡西尼”对土星卫星的观测更具有科学价值。2006年7月21日，“卡西尼”的雷达成像照片中首次发现土卫六的北半球存在直径约为100千米的碳氢化合物湖泊，这是首次在地球以外的星体发现湖泊。2007年3月13日，喷气推进实验室正式宣布土卫六北半球存在碳氢化合物湖泊群，至少其中一个湖泊的面积要大于北美五大湖中最大的苏必利尔湖。随着甲烷-液氧引擎慢慢步入火箭飞船推进主流，富含液体和气体甲烷的“泰坦”颇有一种未来太空“加油站”的感觉。 ▲土卫六上的碳氢化合物湖泊群 不过对于大部分天文学家来说，土卫六的甲烷远没有“卡西尼”对另一个土星卫星的新发现来的劲爆。2005年“卡西尼”首次近距离观测土卫二，“卡西尼”的雷达成像系统拍摄到土卫二南极冰层裂缝剧烈的冰晶喷射，这使得土卫二成为太阳系第四颗被证实存在火山活动的天体。（其余三颗分别是地球、海卫一和木卫一）此发现为土卫二是土星E环主要物质来源的猜想提供了关键证据。 ▲表层由冰层完全覆盖的土卫二，此照片由“卡西尼”的高清相机拍摄 就在几个月前，NASA宣布土卫二具备孕育生命的所有条件，被人们称为太阳系最有可能存在生命的星球之一。这是因为探测器在对土卫二的喷射羽流进行了采样和分析后，发现了氢气和二氧化碳，从而证明可能具备孕育微生物的条件。未来不排除NASA发射探测器直接登上土卫二进行探测，以确认这颗星球的海洋环境是否存在生命的可能。 永别了，卡西尼 从今年4月26日开始，“卡西尼”要22次穿越土星与最内缘土星环之间只有2400公里的缝隙，并在第23次穿越时一头扎进土星上层大气，为自己漫长的探测旅程画上句号。这样做的目的是为了避免“卡西尼”上可能携带的微生物或者能量系统中的辐射污染土卫六或土卫二。 ▲NASA将其命名为地球的微笑。这张图除了有土星的所有卫星外，还有金星、火星、地球 不过JPL不打算让如此传奇的“卡西尼”简单的坠入土星大气，从来没有那个探测器能如此近距离接触土星，所以“卡西尼”全程都要尽力把自己的高频天线对准地球，发送近距离获取的关于土星大气的所有数据，直到化作土星上空绚丽的流星。 “卡西尼”20年的任务行将结束，届时并不会出现爆炸的火球，而是它所发出的信号会逐渐衰弱，直至消失在茫茫的宇宙中…… 永别了，卡西尼，谢谢你给人类留下了最好的礼物。 *图片摘自NASA官网 |
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