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标  题: 聚焦“卡西尼”
发信站: 哈工大紫丁香 (Fri Jul 16 19:16:29 2004), 站内

    被遗忘的探测器

　　1997年10月15日，“卡西尼”探测器从卡纳维拉尔角发射升空，开始了其在宇
宙中的漫漫旅行。它的目的地是土星，那是太阳系中除了地球以外惟一一颗被以氮
气为主的大气保护着的星球。

　　为了节省能量，它与当年的伽利略探测器一样，都使用了行星借力式轨道。
1998年4月26日，它从金星上空经过，当年12月，进行了一次深空调整；1999年6月
再次从金星身边经过，1999年从地球身边经过，经过三次行星借力，它的速度达到
了每秒20公里，并再次调整方向，向木星飞去。2000年12月30日，它从木星上空约
980万公里的地方飞过，并借着木星的引力经过再次调整，向土星飞去。

　　在“卡西尼”探测器之后，美国宇航局又发射了国际太空站、火星环绕飞行器
和登陆器，还有大获成功的“勇气”号和“机遇”号火星车，美国总统布什还公布
了载人重返月球计划。与此同时，“卡西尼”探测器继续着在太阳系中的旅行，除
了少数科学家和太空爱好者以外，它几乎就被人们遗忘了。

　　非凡的身价和非凡的任务

　　这实在是一个不该被遗忘的探测器，因为它有着非凡的身价和非凡的使命。

　　卡西尼计划由17个国家合作进行，参与者有美国宇航局、欧洲空间局、意大利
航天局等机构，总共有4300多名科学家参与了它的设计工作。“卡西尼”号任务花
费了33亿美元，是“勇气”号和“机遇”号火星车任务费用之和的4倍还多。它有
一辆客车大小，而火星车却只有一辆高尔夫球车那么大。而且，当“卡西尼”号开
始其长途旅行时，这些火星车还只存在于美国宇航局科学家的想象之中。这么大的
个头就需要大功率的火箭才能把它送入太空，承担这项任务的是泰坦4B／半人马火
箭。“卡西尼”搭载的物品包括12种先进的科学仪器，32.7千克提供动力用的钚，
以及另一个探测器。

　　非凡的个头和非凡的身价注定它要担当非凡的任务。20多年前访问过土星的“
先驱者”11号和“旅行者”1号以及“旅行者”2号探测器都只是擦着土星的边缘掠
过。而“卡西尼”却将在4年的时间内从各个不同的角度研究这颗星球。它将“训
练”12种适应土星环境的仪器，利用它们拍摄土星及它狂暴的大气照片，绘制其冰
封的卫星表面地图，研究土星光环的组成和旋转以了解奇怪的“轮辐”是如何产生
和消失的，测量土星磁场的强度以更多了解它内部的金属态液氢。“卡西尼”还将
把欧洲航天局研制的“惠更斯”号探测器释放到土星最大的卫星“泰坦”上。

　　重出江湖

　　当“卡西尼”探测器到达木星的时候，它给我们带来了关于木星的新讯息。但
过了木星之后，它的探测系统都被关闭了，它开始沉寂了。从今年4月开始，当它
越来越接近土星，这个被人们遗忘的探测器又开始重出江湖。它对土星的一系列新
发现把人们的注意力从火星上吸引过来。

　　2004年4月中旬，“卡西尼”首次拍摄到了土卫六的照片，那是它的最重要的
目标，科学家开始对这颗神秘的卫星有了新的认识。

　　2004年6月11日，“卡西尼”掠过土卫九，部分揭开了这颗卫星的神秘面纱。
飞船上诸多仪器的观测结果显示，土卫九可能是一个拥有40多亿年历史、产生于太
阳系外围的原始天体。美国科学家认为，土卫九很可能是由冰、岩石和含碳化合物
等组成的混合体，构成这颗卫星的物质在很多方面与冥王星以及海王星的卫星海卫
一类似，属于“柯伊伯带”天体。

　　2004年6月30日，根据“卡西尼”提供的资料，科学家们最新测出的土星自转
周期为10小时45分45秒，误差范围36秒。这与1980年和1981年美国“旅行者”1号
和2号飞船测得的结果相比，大约长了6分钟。
此外它还观测到土星最小的卫星——土卫十五，这些也仅仅是它到达土星轨道之前
的初步成就。

　　大显身手

　　经过六年半时间的航行，它的行程达到35.2亿公里，按照原定计划，7月1日它
进入到最关键的时刻。这时候，地面控制人员启动了主发动机以降低“卡西尼”的
速度，经过96分钟的工作，变轨成功，它开始进入了土星轨道，这是土星的第一个
人造卫星。从此之后，它开始大显身手，正式开始了对土星的探测工作。

　　在距离土卫六34万公里的时候，借助多种科学仪器，“卡西尼”号拍摄到土卫
六约２%的表面情况，科学家没有看到预想中能显示土卫六上有液体存在的明亮的
闪光物。另外，根据以前对土卫六表面的观测，科学家们以为土卫六表面明亮区域
是水结成的冰，而这次“卡西尼”号传来的照片上冰却显示为黑暗区域，科学家们
推测这是其中混杂了由降水带到土卫六表面的有机物质造成的。

　　科学家对照片的初步分析还发现，土卫六的南半球为多种物质所覆盖，北半球
有一圆形物，他们推测那是一个火山口。土卫六上还存在一些模糊的直线和曲线状
物，这些线条可能是山脉或河流，这表示土卫六上有可能正在进行与地球上相似的
地质活动。科学家认为，从照片上看到的土卫六的南半球大块浓云中含有甲烷。他
们还发现，由于受到土星引力场的吸引，土卫六的大气顶层正经受物质流失。 

　　土卫六表面到处分布着冰块和碳氢化合物。土卫六上发出碳氢化合物信号的地
方，能够以某一波长向其它有冰块的地方“发报”。早几年科学家就发现了这一现
象，这一次使他们更加确信这种情况的存在。可以说，是这种神秘的电波把人类的
探测器吸引到了这里。

　　土星的光环一直是它最引人注目的特征，现在发现，位于土星光环之间的“卡
西尼缝”充满了灰尘，这是迄今所发现的土星最外层光环。就是这层光环，每秒可
引发680次土星物质间的碰撞，它们都会降落到土星上，留下10万个左右的大小土
坑。

　　“卡西尼”发现，土星环由数条主环组成。光环大部分是冰，外层光环附近有
更多的冰。这样的信息提供了土星光环的起源及演变的线索。

　　当“卡西尼”探测器靠近土星的时候，科学家们发现土星的光环突然向外喷射
出一股巨大的氧气流。科学家们还不知道这是一个常规事件，还是光环中偶然出现
的事件，对于科学家来说，这是一个很大的谜团。项目组成员谢曼斯基推测认为，
这股巨大的氧气流也可能是土星光环中的两个三四英里长的物体发生碰撞后产生的
。

　　等待高潮

　　有关“卡西尼”对土星的新发现不断传来，随着探测的深入进行，“卡西尼”
号探测器将研究土星的构成、土星光环及磁场。但这都不是最主要的，它的最主要
的目标是要研究土星的卫星，也就是土卫六，它也是太阳系最大的卫星之一，名字
叫做“泰坦”。科学家认为，它的表面有生命存在的条件，“卡西尼”当然要把它
作为探测的重点。

　　为了探测它，科学家把“卡西尼”设计成环绕土星运行的轨道器，也就是土星
的一颗人造卫星，“卡西尼”还携带着一个名字叫做惠更斯的探测器，这个探测器
将会于今年12月25日从“卡西尼”号脱离，并向土卫六飞去，经过一段时间的运行
，于明年1月14日“跳伞”降落到土卫六表面。在接近两个半小时的降落过程中，
惠更斯探测器将会测定土卫六大气的气温、气压和密度，当它降落到云层之下的时
候，还会拍摄周围的全景照片。它着陆时的速度是每小时25公里，着陆之后，它将
得到土卫六表面的各种数据。土卫六的表面可能会是液体的，如果惠更斯降落到液
体里面，它依然可以分析液体的化学组成。
惠更斯探测器会把自己的探测成果传送给在太空工作的“卡西尼”，“卡西尼”会
把这些数据传送到地球上，那将是“卡西尼”号探测器执行任务的高潮时期，也是
它最重要的使命。

　　聚焦“卡西尼”

　　从2004年7月1日开始，“卡西尼”进入到土星轨道，它的探测活动要到2008年
8月才能结束，在这段时间里，它会围绕土星作轨道飞行74次，其中有45次接近土
卫六，离土卫六的最近距离约950公里。它将使用雷达摄影仪拍出高分辨率的土卫
六表面照片，以给这颗星球绘制一幅地图。它将与惠更斯一起分别在太空中和土卫
六地表探测这颗神秘的星球。

　　科学家相信，地球上生命产生之前的许多化合物，土卫六上目前也有，对它的
研究能够帮助人们理解生命是如何产生的，也有助于人类揭开太阳系生命形成的秘
密。

　　我们期待着“惠更斯”降落到土卫六的那个时刻，因为它将会改变人们过去对
这颗神秘星球的认识，有关土卫六的很多科学知识很可能需要重写。可以预计的是
，当“惠更斯”探测器在这个比火星远得多的陌生星球上降落时，一定会比火星车
降落到火星上更加引人瞩目，更加激动人心。

　　聚焦“卡西尼”，它会给我们带来许多有关土星和土卫六的新消息。（国家航
天局网／北辰）

发布日期：2004-07-16 

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