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宇宙探秘(四):土星的神秘卫星

为了发现外星生命,它居然被科学家勒令自杀

为了发现外星生命,它居然被科学家勒令自杀

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谷歌的首页再次换上了一款新动画涂鸦,但却不是为了什么重大节日或是名人,而是为了纪念一位太空探索者的慷慨赴死。26日,卡西尼号土星探测器开始执行最后的“死亡任务”,它将耗尽燃料冲向土星,以一场壮烈的“自杀”为它的土星之旅画上句号。

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戳视频看NASA特制煽情短片《卡西尼的伟大结局》。
专注土星家族20年的“孤独旅行者”

卡西尼号是美国国家航空航天局、欧洲航天局和意大利航天局的合作项目,它以天文学家卡西尼的名字命名,主要任务就是对土星及其周围的光环、卫星进行考察。

▲1997年10月15日,卡西尼号发射。

但这一目标的实施并不简单,卡西尼单是为了抵达木星,就耗费了7年之久。由于土星轨道远离太阳,卡西尼号想要顺利抵达目标,只能先往位于相反方向的金星进行2次“借力”,然后重回地球获取地球引力,最后飞往木星获得助力,这才能克服太阳带来的引力进入土星星系。

▲2004年7月1日,卡西尼号成功进入土星轨道。

卡西尼在探索太空的20年人生中,对土星星系约31颗已知卫星进行了记录和观测,并找到了7颗全新的土星卫星家族成员,将人类所记录的“土星族谱”扩大至62颗。当然,卡西尼也有“开小差”的时候——在观察土星之余,卡西尼还为一旁的木星拍摄了大量照片影像。

▲卡西尼号传回的木星影像。

卡西尼曾给人类带来这些惊喜

此前不久,卡西尼号还扔出了一个重磅炸弹,表明土卫二(Enceladus)上可能存在生命,引发了外界对于外星生物的又一波新猜想。根据NASA科学家对于卡西尼号所取得数据的研究,证实土卫二冰层下隐藏着巨大海洋,并很可能存在海底热泉,具备孕育生命的条件。

▲土卫二外部影像。

▲土卫二星球内部猜想图。

而在这个爆炸性新闻之前,卡西尼也为人类贡献过不少惊人发现。

1.土星环原来这么美

卡西尼第一次带给人类的“感动礼物”,是一张关于土星环的完整照片。这张照片显示了土星遮挡太阳时的场景,能够看到土星周围各种各样的环状带。在追随土星的10多年间,卡西尼号研究了土星上层大气层的构成及温度,观测了土星上的季节变化,发现了土星上存在的奇异风暴和喷流,还在土星上探测到了无法在地球上找到的无线电波和等离子体波。

▲卡西尼号拍摄的土星环。

探测器还捕捉到了行星及行星环之间的交互。它观测到了有史以来土星环的最低温度,还以及当阳光照射到土星环的边缘时,昼夜平分点的变化。向科学家们揭示了土星环的新的特征和细节。

▲2005年5月3日,卡西尼探测器对土星环进行了第一次无线电侦察。

2.土卫六上的海洋和神秘岛

在卡西尼任务之前,我们所知道的土星上最大的卫星土卫六(Titan),仅仅是表面上覆盖着一层厚厚的氮气的卫星。但卡西尼的出现大大刷新了人类的认知。通过卡西尼探测器,惠更斯号探测器得以被送往外太阳系,在土卫六着陆,进行人类对于这颗神秘卫星的首次探索。

▲2005年1月15日,惠更斯号抵达土卫六,并传回数据。

也正是卡西尼和惠更斯的携手努力,我们发现土卫六上存在雷电风暴等自然电活跃的独特大气,存在着液态甲烷海洋和湖泊,甚至可能孕育有生命。此外,卡西尼还发现土卫六上存在一座神秘岛屿,这座岛屿附近的情况一直在变化,因此也被NASA称为“魔法岛”(magic island)。

▲土卫六上的“魔法岛”。

3.另一个“第九大行星”

去年1月,美国物理学家团队预测了“九号行星”的存在,这是一个神秘的第九大行星,远远超出了海王星的轨道。此后,法国的一群科学家利用卡西尼的数据通过观察卡西尼在围绕轨道时所产生的轻微干扰,来缩小对于巨型行星本体的探测。哈佛史密松天体物理中心的2位天文学家后来通过分析卡西尼的多个轨道数据,进一步证实了“九号行星”存在的想法。

即将迎来“可能最有价值的自杀”

虽然卡西尼号是土星星系目前独一无二的人类使者,但随着其所装配的燃料即将耗尽,科学家们也不得不放弃这一位老员工,令其自毁。但在卡西尼的“自杀”途中,它仍会进行一系列任务,探索此前从未接近过的土星区域,争取用生命最后一刻为人类带去新发现。

事实上,“自毁”是许多太空探测器的最终宿命,因为如果将卡西尼号这样的探测器留在太空中,不仅可能成为太空垃圾,它可能携带的地球生物也会对太空中行星、卫星上可能存在的外星生物造成影响。

▲此前欧洲宇航局的罗塞塔号探测器于2016年9月30日自毁。

根据任务指令,卡西尼在22日第127次、也是最后一次接近土卫六,并通过雷达设备首次对土卫六上的甲烷湖海进行探测。之后的26日起,卡西尼号会在土星环和土星之间进行22次穿越绕行,以观测土星环内部的情况。

▲卡西尼21日近距离拍下的土卫六影像。

在飞行过程中,卡西尼号会将自带的大型天线作为盾牌,以防止突遭小型碎片带的袭击,确保能够在进行最后绕行时,仍能将观测到的数据发往地球。同时,这一举措还将有助于NASA记录下卡西尼号穿越时周边的环境数据,以便后续的探测任务能够参考。

▲卡西尼号最后的绕行轨道模拟图。

而在完成全部的穿越任务后,NASA会改变卡西尼号的飞行轨迹,令其向土星本土加速,最终在2017年9月15日在土星坠毁。“从没有任何太空飞船这样做过,”NASA科学任务委员会副行政官托马斯•祖布肯(Thomas Zurbuchen)表示,“卡西尼最后的大胆行动,将让我们更好地了解巨行星和行星系统的形成与演化过程。卡西尼号直到生命尽头都在做出重大发现。”

▲卡西尼最后冲入土星的场景模拟图。

虽然尚不可知在最终死亡前,卡西尼还能向地球传递多久的信号,但毫无疑问的是,卡西尼最后的发现很有可能会再一次颠覆人类的认知。据NASA表示,卡西尼项目组的科学家们希望在此次终极任务中,能够收集到土星大气和土星环的颗粒样本。卡西尼项目科学家琳达•斯皮尔克(Linda Spilker)表示,“用这种方式终结卡西尼的旅程,无疑是参与此次项目的科学家们最好的选择。”

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