美國國家航空航天局的卡西尼號宇宙飛船即將在土星和土星環之間俯衝——然後盤旋進入土星
在過去的13年裡，美國宇航局的一個校車大小的宇宙飛船一直在圍繞土星旋轉，收集資料並拍攝土星環及其冰冷衛星的迷人影象。這輛車是卡西尼號，它對土星的探索導致了一些關於我們太陽繫世界的重大發現。但是，儘管這艘飛船已經完成了任務，它的生命也該結束了：本週末，卡西尼號將改變航向，開始一條環繞土星的新路徑——這條路徑最終將導致探測器的毀滅。
卡西尼號的死亡是美國宇航局任務計劃的重要組成部分。經過這麼長時間後，該飛行器的燃料不足，這意味著美國宇航局最終將失**控它的能力。原子能機構不想冒險讓卡西尼號去不該去的地方。土星的海洋衛星土衛二（Encladus）和覆蓋著甲烷湖的土衛六（Titan）可能是外星生命的家園。如果不加以控制，卡西尼號可能會離這些衛星太近，並被地球微生物汙染，破壞我們在太陽系其他地方發現原始外星生物的機會。最穩妥的辦法是讓飛船飛向土星，在那裡它會燃燒並碎裂。
但在那之前，卡西尼號還有很多事要做。週六清晨，飛船將在土衛六附近飛行，此舉將使飛船在土星和土星環之間俯衝。這將使卡西尼號進入迄今為止最接近土星的軌道，距離土星大氣層約1840英里。探測器將在這個高度完成22個完整的軌道，每7天一個，這一階段被稱為大結局。
此時，探測器將近距離觀察土星的大氣層，以及對土星磁場和引力場的一些最精確的測量。這是關鍵的科學，除非卡西尼號正在走向毀滅，否則不會發生。”卡西尼號專案經理厄爾·玉米告訴《邊緣報》說：“情緒反應是全譜的。”你進來看看我們正在做的圖片和即將到來的科學帶來的興奮。這是一種莫大的自豪感，但在那之後一切就結束了。”事實上，在9月中旬，這顆行星的引力最終將把卡西尼號吸引到內部，飛船將撞向它一直探索的世界。
無論卡西尼號在大結局中發現了什麼，都將為已經令人印象深刻的外太陽系任務添磚加瓦。卡西尼號於1997年發射升空，在2004年7月進入土星軌道之前，它在太空中飛行了7年。從那時起，宇宙飛船就吹噓著一個又一個重大發現。例如，探測器就是我們知道土衛二錶面下有一個液態海洋的原因，這些水週期性地以羽流的形式噴發穿過月球外殼。就在最近，美國宇航局宣佈，卡西尼號在這些羽流中發現了氫氣——這是月球洋底熱點的有力指示。這意味著土衛二可能是外星生命繁衍生息的最佳場所。
卡西尼號還負責攜帶一個著陸器前往土星，被稱為惠更斯探測器，該探測器於2005年到達土衛六錶面。這個探測器是由歐洲航天局建造的，它是當初將卡西尼號送上土星的一大動力。科學家們對土衛六非常好奇，土衛六是一個多雲的衛星，有著迷人的化學組成和疑似甲烷湖卡西尼號的副專案科學家斯科特·埃德金頓告訴《邊緣》雜誌說：“它所含的化學物質正是地球上生命所需要的。”惠更斯探測器讓科學家們第一次近距離觀察了土衛六的錶面。
為了研究土星，卡西尼號繞著土星走了一條極其複雜的路線。為了接近土星環或土星眾多衛星中的一個，飛船已經多次改變軌道。我們的目標也是在儘量保護卡西尼號推進劑的同時，盡可能覆蓋更多的領土。所以卡西尼號的路徑看起來有點混亂。”“想象一下，一個大團的紗線都打結了，”埃德金頓說為了滿足每個人的要求，你必須想出這些看起來很複雜的軌道。”
實際上，明天對卡西尼來說只是例行的一次演習。這是宇宙飛船第127次也是泰坦最後一次飛行。但是卡西尼號也將利用泰坦的引力，在土星和行星環之間進入其最後的軌道，這是以前從未做過的。不過，這一部分並不一定讓任務組擔心。”“我們毫無疑問，泰坦會把我們拉到這個缺口，”玉米說我們對這一差距的把握較少。”
土星和土星環之間的區域以前從未被探索過，卡西尼號在那裡會遇到什麼還有些不確定。卡西尼號總有可能被來自光環的足夠大的粒子擊倒。研究小組目前還不知道這艘飛船是否在首次“穿越環”中倖存下來。卡西尼號將於美國東部時間4月26日凌晨5點左右首次透過，收集資料並用它的天線作為抵禦任何粒子的屏障。飛船將在近一天後向地球傳送一條資訊。直到美國東部時間4月27日凌晨3點10分，團隊才會收到“我還活著”的資訊我們都會等待這個訊號，”玉米說。
如果它倖存下來，卡西尼號將再次進行同樣的軌道執行——大約每週一次，直到9月15日。在這次旅行中，卡西尼號將直接對土星的大氣層進行取樣，並獲得更精確的土星質量測量值。例如，科學家並不知道土星環的重量和行星的重量。但是在環隙中執行將使卡西尼號能夠更好地分離這兩個測量值。探測器還將對一種名為“環雨”的物質進行取樣，這種物質是從土星環中逸出並流入行星本身的粒子。這將使科學家更好地瞭解這些環是由什麼組成的。
但是當卡西尼號繞土星執行時，它每次都會穿過土衛六的軌道。這就把卡西尼號推向了一點——要麼靠近土星環，要麼深入土星大氣層。在最後五個軌道中，“泰坦”號將把卡西尼號推到離大氣層相當近的位置，任務小組有可能不得不使用最後一點推進劑來稍微調整航向，保持飛行器漂浮。但就是這樣。在某個時刻，土星的引力將變得太大，卡西尼號將使其死亡俯衝。”我相信每個人都會押註卡西尼號的最後一個訊號何時會被聽到，”埃德金頓說，他補充說，這一時刻對所有參與的人來說也會非常激動[太空船]已經在我的家裡獃了15年多了。”
然而，這一現實離我們還有將近五個月的路程，所以現在還沒有時間哀悼飛船。另外，一旦卡西尼走了，仍有很多資料要分析。埃德丁頓預計這項工作將持續多年，可能比宇宙飛船探測土星的時間還要長。現在，也有很多動力把其他東西送到行星系統。卡西尼在土衛二和泰坦的發現，剛剛使衛星更誘人地尋找外星人生命，證明可居住的世界不一定要看起來像地球。”卡西尼將留下一個影響我們對外行星的探索的遺產，在未來很長一段時間內，”埃德丁頓說。
- 發表於 2021-05-10 18:15
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