在卡西尼號(hào)拜訪土星之前,人類對(duì)土星的認(rèn)識(shí)全部來(lái)自飛掠探測(cè)器先驅(qū)者11號(hào)和旅行者1號(hào)與2號(hào),它們分別在1979年9月、1980年11月以及1981年8月高速掠過(guò)土星,而且旅行者1號(hào)還專門變軌探測(cè)了科學(xué)最感興趣的土衛(wèi)六,因?yàn)榭茖W(xué)家在土星的第六顆衛(wèi)星上發(fā)現(xiàn)了濃厚的大氣層!
這是太陽(yáng)系中第一顆擁有大氣層的衛(wèi)星,而且表面還可能存在液體,但旅行者所載設(shè)備無(wú)法透過(guò)厚厚的大氣層探測(cè)其表面,因此在旅行者1號(hào)和2號(hào)相繼飛掠后,NASA新的土星新的環(huán)繞探測(cè)計(jì)劃也提上了臺(tái)面,原本科學(xué)家認(rèn)為會(huì)在土衛(wèi)六或者土星上有一個(gè)突破性的發(fā)現(xiàn),但事實(shí)上也確實(shí)有很多無(wú)比震驚的新認(rèn)知,而且還有一個(gè)始料未及的發(fā)現(xiàn),直接顛覆了科學(xué)家對(duì)行星和衛(wèi)星的形成理論。
卡西尼-惠更斯探測(cè)器是唯一進(jìn)入土星環(huán)繞軌道的探測(cè)器,它距離太陽(yáng)已經(jīng)非常遙遠(yuǎn),土星與地球最近時(shí)理論單程通訊時(shí)間都需要1.26個(gè)小時(shí)!而卡西尼-惠更斯探測(cè)器一次旅程,有兩個(gè)重大任務(wù),其一是卡西尼號(hào)探測(cè)器環(huán)繞土星探測(cè),其二則是惠更斯探測(cè)器在土衛(wèi)六上登陸!別的不說(shuō),這土衛(wèi)六登陸任務(wù)實(shí)在太讓人激動(dòng)了,因?yàn)檫@顆衛(wèi)星不僅有大氣層,表面還有液態(tài)碳?xì)浜矗敲磿?huì)不會(huì)有能動(dòng)的東西在上面呢?
1997年10月15日泰坦VB/半人馬將卡西尼-惠更斯探測(cè)器送入太空,7年之后的2004年7月1日進(jìn)入環(huán)繞土星的軌道,其實(shí)探測(cè)器前往土星的軌道是怪異的,它兩度經(jīng)過(guò)金星、一次經(jīng)過(guò)地球進(jìn)行引力彈弓加速,最后在木星最后一下的助力下,一鼓作氣前往土星!
2004年12月25日,惠更斯號(hào)與卡西尼號(hào)分離,并且在2005年1月14日成功降落土衛(wèi)六,惠更斯號(hào)探測(cè)器重約319千克,外觀有點(diǎn)像一個(gè)放大的老款帶粉底盒的化妝鏡,底部是一個(gè)防熱盾,因?yàn)橥列l(wèi)六大氣濃密程度是地球的2倍?;莞挂?千米/秒的速度沖入土衛(wèi)六大氣層!
距離地表190千米時(shí),防熱盾與主體分離,到達(dá)170千米時(shí)速度降低到0.4千米/秒(超音速),之后打開三個(gè)降落傘,然后再慢悠悠的降落土衛(wèi)六泰坦表面,總共耗時(shí)約2個(gè)半小時(shí),為什么要安排如此漫長(zhǎng)的降落時(shí)間?
惠更斯的魚眼鏡頭拍攝,從6千米(左上角)到200米(右下角)
那是因?yàn)橥列l(wèi)六的大氣層是一個(gè)絕不可錯(cuò)過(guò)的探測(cè)對(duì)象,惠更斯探測(cè)器取得了大量的大氣層數(shù)據(jù),包括成分、氣壓以及風(fēng)速等,并且在土衛(wèi)六上幾百米處時(shí)打開了巨大的探照燈,拍攝了土衛(wèi)六表面的物體照片,這些數(shù)據(jù)通過(guò)卡西尼號(hào)的中繼,傳送到了地球!非??上У氖腔莞固?hào)在土衛(wèi)六表面只“存活”了大約90分鐘,據(jù)資料時(shí)因?yàn)殡娏谋M而終止工作!
紅十字標(biāo)志著'惠更斯'的著陸點(diǎn)。右邊的明亮區(qū)域是上都地區(qū)
環(huán)繞探測(cè)的卡西尼號(hào)
惠更斯號(hào)穿越土衛(wèi)六大氣層取得的數(shù)據(jù)滿足了科學(xué)家們的好奇心,而后續(xù)土衛(wèi)六是否存在生命仍然是個(gè)謎,因?yàn)槎堂幕莞固?hào)只在表面工作了90分鐘,想要了解更多,只能下次再安排探測(cè)任務(wù)了,因此科學(xué)家將重心轉(zhuǎn)移到了卡西尼的環(huán)繞探測(cè)上來(lái)!
2004年7月1日,卡西尼號(hào)經(jīng)過(guò)F環(huán)和G環(huán)之間的空隙進(jìn)入了環(huán)繞土星的觀測(cè),第二天它就獲得了有史以來(lái)最為清晰的土星照片!2005年卡西尼號(hào)接近觀測(cè)土衛(wèi)二,檢測(cè)到了土衛(wèi)二的冰晶噴射活動(dòng),證實(shí)土衛(wèi)二是第第四顆存在火山活動(dòng)的天體!
土衛(wèi)二噴發(fā)的羽狀物
2006年7月,科學(xué)家在卡西尼號(hào)雷達(dá)回波中發(fā)現(xiàn)土衛(wèi)六北半球區(qū)域存在巨大的碳?xì)浠衔锖?,這是科學(xué)家第一次在地球外發(fā)現(xiàn)湖泊!大小估計(jì)超過(guò)100千米,JPL估計(jì)土衛(wèi)六存在的湖泊系可能比北美洲的五大湖還要更大一些。
同年11月,卡西尼的相機(jī)記錄到了土星北極一個(gè)巨大的六角形風(fēng)暴,這個(gè)神奇的風(fēng)暴非常疑似人工,但科學(xué)家經(jīng)過(guò)模擬后,發(fā)現(xiàn)在天然條件下確實(shí)有可能形成!
2013年7月19日,卡西尼號(hào)在距離地球約15億千米由高清晰度照相機(jī)拍攝了由土星回望地球照片。
卡西尼號(hào)驚人發(fā)現(xiàn),顛覆科學(xué)家認(rèn)知
2008年2月29日,《科學(xué)》期刊上發(fā)表了一篇論文,是關(guān)于土衛(wèi)五衛(wèi)星環(huán)的發(fā)現(xiàn)與成因的論述!2005年11月26日,卡西尼號(hào)探測(cè)器飛越土星第二大衛(wèi)星瑞亞”(Rhea)(土衛(wèi)五)時(shí)發(fā)現(xiàn)了一個(gè)非常奇特的現(xiàn)象!
此時(shí)位置極佳,太陽(yáng)光被土衛(wèi)五遮擋,卡西尼號(hào)的磁層成像儀器(MIMI)記錄了整個(gè)過(guò)程,MIMI發(fā)現(xiàn)土衛(wèi)五附近的帶電粒子流被看不到的物質(zhì)給阻礙了,JPL的科學(xué)家對(duì)這些數(shù)據(jù)的詳細(xì)分析后表明,這些看不見的東西是一個(gè)稀疏的碎石塵埃盤,它環(huán)繞土衛(wèi)五的赤道運(yùn)行,就像土星環(huán)一樣!
為什么衛(wèi)星環(huán)能顛覆科學(xué)家認(rèn)知?
其實(shí)要理解這個(gè)事情也挺簡(jiǎn)單,為什么太陽(yáng)系行星系統(tǒng)中,從內(nèi)到外,衛(wèi)星的數(shù)量從水星和金星的0到地球1顆,火星2顆,木星和土星幾十上百顆?這是因?yàn)樾行翘拷阈?,其引力?huì)干擾到衛(wèi)星的穩(wěn)定運(yùn)行,會(huì)被逐漸剝離,因此這就是金星和水星無(wú)法形成衛(wèi)星的原因!
同理在土星的衛(wèi)星系統(tǒng)中,土衛(wèi)五在土衛(wèi)六之前,距離土星約52.7萬(wàn)千米,理論上這里的衛(wèi)星幾乎就不可能存在自己的衛(wèi)星系統(tǒng),當(dāng)然環(huán)也是大量的碎片構(gòu)成,同樣被被母星的引力干擾,無(wú)法形成衛(wèi)星或者衛(wèi)星環(huán),因此土衛(wèi)五衛(wèi)星環(huán)的出現(xiàn),結(jié)結(jié)實(shí)實(shí)的打了科學(xué)家的衛(wèi)星形成理論一記耳光!
衛(wèi)星環(huán)是怎么形成的?
科學(xué)家推測(cè)這是一顆小型天體落入了土衛(wèi)五的洛希極限而被撕碎,因?yàn)楦鶕?jù)JPL科學(xué)家的分析,土衛(wèi)五的環(huán)有三層,上面的物質(zhì)大小不超過(guò)1米直徑,因此更具體的資料需要安排一次抵近觀察,但對(duì)于卡西尼來(lái)說(shuō)這樣的機(jī)會(huì)非常不容易,所以到現(xiàn)在為止還么有取得更詳細(xì)的數(shù)據(jù)。
卡西尼到達(dá)土星后兩次延展任務(wù),一直延續(xù)到2017年4月,其實(shí)到此時(shí)探測(cè)器狀態(tài)還非常不錯(cuò),但由于調(diào)整軌道的燃料即將耗盡,從2016年11月30日起,任務(wù)就進(jìn)入了最后階段,并且逐步安排通過(guò)土星環(huán)的內(nèi)圈,探測(cè)從未接觸過(guò)的區(qū)域!
為避免卡西尼號(hào)對(duì)土星衛(wèi)星系統(tǒng)造成可能的污染(卡西尼號(hào)上可能存在微生物),NASA決定讓卡西尼墜入土星大氣層,2017年9月15日,卡西尼撞入了土星大氣層,并且在徹底燒毀之前,向地球傳回了關(guān)于土星大氣層的最后資料!
卡西尼的最后軌道
卡西尼徹底隕落星辰,它為時(shí)19年的任務(wù)歷程中取得的數(shù)據(jù),人類將永遠(yuǎn)記錄于史冊(cè)!
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