来自地球的孤独旅行者,15日晚消失在土星的茫茫大气中

摘要

20世纪最后一艘行星际探测大飞船落幕,永不离开土星。

北美东部时间 9 月 15 日早上 7:55,北京时间 9 月 15 日晚上 19:55 。

这时的土星,北半球逐渐进入夏季。不过,如果「卡西尼号」有知觉,它依旧会感觉寒冷。这里距离太阳最近时,也超过了 13 亿公里,几乎是地球和太阳最近距离的 10 倍。土星的气温,不会高于摄氏零下 130 度。

「卡西尼号」是 20 世纪最后一艘行星际探测的大飞船,1997 年 10 月 15 日,它从美国佛罗里达卡纳维拉尔角升空,开始了自己奔向土星的漫漫太空之旅。

现在,它等不到自己 20 岁的生日了,即将消亡在土星的茫茫大气中。

大约一分钟前,它运行在土星大气层顶约 1915 公里的高空,静静注视着这个陪伴了自己 13 年的星球。它的身下,正刮着 1800 公里每小时的大风,这是太阳系行星的最高风速。


出发

如果可以,「卡西尼号」愿意回顾自己的一生。它的名字取自 17 世纪的一位意大利天文学家,当时担任巴黎天文台首任台长的卡西尼,在土星光环中发现了一条黑暗缝隙,后来的天文学家们把它称为卡西尼环缝。

1995 年,受「伽利略号」对木星及其四大卫星科学研究成功的鼓舞,美国和欧洲打算进一步合作,研制一个飞向土星的太空探测器,并将其取名为「卡西尼号」,以纪念那位数百年前的天文学家。

这次土星探测计划有 17 个国家参加,是人类进入太空时代以来,最激动人心的大型国际合作课题之一。

从人类个体的角度来看,「卡西尼号」身材魁梧,直径 3 米,高 7 米,重 6.4 吨,还携带了 27 种最先进的科学仪器设备。「惠更斯号」是「卡西尼号」上的唯一一名乘客,任务是对土星最大的卫星土卫六进行探测。

因为难以携带旅途所需的 70 吨燃料,「卡西尼号」采取了迂回的路线飞向土星。它打算借用行星引力(引力弹弓效应)来加快速度,它的前辈「伽利略号」也采用了同样的办法。

1998 年、1999 年、2000 年「卡西尼号」先后掠过金星、地球和木星,在获得超过每秒 30 千米的速度后,它向目的地土星飞去。

经过 6 年零 8 个月、35 亿公里的漫长太空之旅,2004 年 6 月 30 日,「卡西尼号」进入环绕土星转动的轨道,开始对土星大气、光环和卫星进行考察。

(土星)

孤独的观察者

在远离地球的太空,「卡西尼号」是一位努力、孤独的观察者。

它的观察成果让等在地球上的人类一次次欢呼。它和「惠更斯号」一起发现了土卫六上的「甲烷循环」,原理和地球上的水循环相似,有甲烷云、甲烷雨、甲烷河及甲烷湖泊。这些发现让科学家们开始推测土卫六上是否有奇异的生命形式存在。

它在土卫六上确认了液态沟渠的存在,形态像早期美国亚利桑那州沿科罗拉多河一带。这让「卡西尼号」像是一架时光机,借助它,人类似乎看到了处于「婴儿时代」的地球。

在土卫二上,「卡西尼号」发现了冰层之下的海洋,还看到了喷发的冰。经过分析,它发现其中含有大量氢气分子和二氧化碳,这极有可能产生于温暖的海洋和海底岩层间的水热反应。果真如此,这便能为深海微生物提供能量,就像数十亿年前孕育生命的地球那样。

除此之外,「卡西尼号」还发现了土卫五上富含氧气的大气,土卫十六神秘的 F 环,土星上的季节变化和北极旋涡……

在和土星相伴的 13 年间,「卡西尼号」拍摄了近 39.6 万张照片,这些照片被一一公开陈列在了 NASA 官网上。

其实早在 2008 年,「卡西尼号」就达到了它的设计使用寿命,但在完成第一期 4 年任务后,科学家们又陆续将它的服役期延长了 9 年,让它继续观察探索土星、土星环和卫星们。

如今,这位来自地球的年迈旅行者即将结束自己漂泊的一生,自行坠毁在土星大气中,以避免它撞向那些具备生命条件的卫星。

(这是「卡西尼号」拍摄的最后一张照片,拍摄于北京时间 9 月 15 日 3 时 59 分,当时它距离土星约 63.4 万公里)

伟大的终曲

「卡西尼号」以每小时 113000 公里的速度冲向土星大气层。在和大气层最初接触时,它的推进器开始短时间喷射,以对付稀薄的气体。同时,它的高增益天线指向地球,传递着它所能发出的最后数据。

大气变得越来越浓,为了保持前进,一分钟内,推进器的使用功率被迫从 10% 提升到 100%。增益天线难以再稳定地指向地球,「卡西尼号」开始翻滚。

当天线指向和地球达到几度的夹角时,「卡西尼号」和地球间的通信被永远切断了。飞船像一颗流星一样燃烧起来,在失去信号大约 30 秒内,飞船开始解体。几分钟后,「卡西尼号」烟消云散,和土星大气融为一体。

从此,它永不离开土星。

83 分钟后,地球上的科学家开始接收到「卡西尼号」发回的最终信号。

「我们知道,在土星,『卡西尼号』已经遭遇了它的最终命运,但在地球上,只要我们仍能收到它的信号,它就还在执行任务。」「卡西尼号」项目经理厄尔·梅兹说,满脸落寞。

最新文章

极客公园

用极客视角,追踪你最不可错过的科技圈。

极客之选

新鲜、有趣的硬件产品,第一时间为你呈现。

顶楼

关注前沿科技,发表最具科技的商业洞见。