卡西尼号 空间借力

时间:2020-07-07 17:20:01 作者:h租号网

土星探测器卡西尼号明日将"自杀"是真的吗?

2017年10月15日本该是“卡西尼”号的20周年纪念日,不过,它等不到这一天了。明日(北京时间9月15日傍晚),卡西尼号将执行来自美国国家航空航天局(NASA)的最后一条指令:自我焚毁。 这艘20世纪末的行星际飞船,将点燃推进器,一头扎进土星大气层,与这颗探测了13年的气态行星融为一体。

该任务的代号是:大终章(Grand Finale)。在逐渐燃烧、汽化,融进土星大气层的过程中,卡西尼号的高增益天线会保持对准地球,传输珍贵的数据,直至信号消失。

不过,由于距离遥远,当NASA接受到最后信号时,卡西尼号实际已经消失83分钟了。

为何要自我焚毁?其实,卡西尼号在2008年就达到了设计寿命,如今,迟暮的飞船行将“油尽灯枯”。为了避免失去动力的飞船撞向土星的卫星,破坏后续的探测任务,NASA决定令其“自杀殉道”。其中,土卫二和土卫六具备生命存在的条件,是重点保护对象。

1997年10月15日,卡西尼号从美国的卡纳维拉角发射升空,携带着欧洲空间局的土卫登陆探测器“惠更斯”号。

从地球到土星,卡西尼号飞了7年。它借用引力弹弓效应,先后两次掠经金星(1998年4月和1999年6月)、一次掠经地球(1999年8月)、一次掠经木星(2000年12月),最终抵达土星。

土星距离地球的最近距离约为13亿公里,而卡西尼号采取的这段迂回路线长达35亿公里。不过,这样借力飞行,并未更加耗时,且大大节省了燃料。

北京时间2004年7月1日12时,卡西尼号进入土星轨道。土星的公转周期是地球的29倍,也就是说,终其一生,卡西尼号差不多了陪伴了土星“半年”。此时此刻,土星北半球的冬天正开始消退。

2008年,完成了第一期4年任务后,科学家们给卡西尼号安排了第二期2年任务:观察土星抵达昼夜等分点,阳光照向土星环侧面时,土星和土星环的变化。这之后,卡西尼号的服役期又延长了7年,继续探索土卫二和土卫六。

土卫二(Enceladus)是一颗被冰雪覆盖的“冰月”,冰层下隐藏着流动的海洋。2015年,卡西尼号从冰层裂缝中喷射出来的羽流里检测到二氧化碳和大量氢气。科学家认为,这是冰层下的温软海洋和海底岩层之间的水热反应所致。水热反应可以为深海微生物提供能量。

氢气和二氧化碳可以合成甲烷。科学家们已经发现,地球的深海里存在独特的热泉生态系统。在太阳照不到的地方,甲烷也能养活海底热泉附近的微生物。

“泰坦”(Titan)是希腊神话中的巨人族,冠以泰坦之名的土卫六是土星最大的卫星,也是太阳系中第二大的卫星,仅此于木卫三。土卫六也是太阳系已知的唯一一颗拥有真正大气层的卫星。

科学家们一直想要知道,土卫六稠密的大气层下藏着什么?冰雪、海洋,甚至是生命?卡西尼号并非人类派来的第一个访客。目前已飞到太阳风边缘的“旅行者1号”和“旅行者2号”,都曾是匆匆过客。

2004年10月24日,卡西尼号传回了首批土卫六照片和数据。2004年12月23日,卡西尼号释放惠更斯号。2005年1月14日,惠更斯号成功登陆土卫六。

卡西尼号和惠更斯号一起,揭开了土卫六大气层下的真面目:这是一个在气候和地理上最接近地球的世界,存在关于生命的伏笔。

土卫六的地表温度约为零下179摄氏度,没有水只有冰,却有着“甲烷海”和“甲烷河”,下着“甲烷雨”,天上飘着“甲烷云”。

而这些“甲烷河”流经深深的峡谷,汇入“甲烷海”,冲刷出鹅卵石一般的冰块。

土卫六的赤道地区,充满了贫瘠的沙丘,与纳比米亚和撒哈拉地区的地貌相似,由来自大气层的有机物构成。此外,土卫六上还有疑似有火山的存在。如果那真是火山,那喷射的将不是岩浆,而是泥泞的沸水。

9月11日,卡西尼号在11.9万公里外飞掠土卫六,这是卡西尼号距离土卫六最近的一次,也是最后一次。借助土卫六的引力,卡西尼号直奔土星大气层而去,迎接最终命运。

与土星相伴13年,卡西尼号的主要任务就是拍拍拍。NASA官网上展示着卡西尼号拍摄所有的39万多张照片。

卡西尼号眼中的土星、土星环和土星月亮们是怎样的呢?让我们回顾一下其中的“名人堂”作品。

卡西尼号到达土星了吗

卡西尼号1997年发射升空,2004年7月1日到达的,在土星上服役已经有七年了。卡西尼还把它的子探测器“惠更斯”号放在了土卫六上呢!目前已绕土星76圈了。接近土星的卫星也有上百次了。字数限制加我会告诉你的

卡西尼号与惠更斯号以及土星和泰坦之间都是什么关系

惠更斯号是卡西尼号的子探测器,而泰坦是土星的卫星,学名土卫六。

当卡西尼号成功进入环绕土星的轨道进行探测,在适当的位置和时间就像土卫六发射了惠更斯号子探测器。而且之前还拍摄到了土卫六上面似乎有个湖泊。

卡西尼号土星探测器?

1610年,意大利天文学家伽利略观测到在土星的球状本体旁有奇怪的附属物。1659年,荷兰学者惠更斯证认出这是离开本体的光环。1675年意大利天文学家卡西尼,发现土星光环中间有一条暗缝,后称卡西尼环缝。他还猜测,光环是由无数小颗粒构成。两个多世纪后的分光观测证实了他的猜测。但在这二百年间,土星环通常被看做是一个或几个扁平的固体物质盘。直到1856年,英国物理学家麦克斯韦从理论上论证了土星环是无数个小卫星在土星赤道面上绕土星旋转的物质系统。

土星环位于土星的赤道面上。在空间探测以前,从地面观测得知土星环有五个,其中包括三个主环(A环、B环、C环)和两个暗环(D环、E环)。B环既宽又亮,它的内侧是C环,外侧是A环。A环和B环之间为宽约5,000公里的卡西尼缝,它是天文学家卡西尼在1675年发现的。B环的内半径 91,500公里,外半径116,500公里,宽度是25,000公里,可以并排安放两个地球。A环的内半径121,500公里,外半径137,000公里,宽度15,500公里。C环很暗,它从B环的内边缘一直延伸到离土星表面只有12,000公里处,宽度约19,000公里。1969年在C环内侧发现了更暗的D环,它几乎触及土星表面。在A环外侧还有一个E环,由非常稀疏的物质碎片构成,延伸在五、六个土星半径以外。1979年9月,“先驱者” 11号探测到两个新环──F环和G环。F环很窄,宽度不到800公里,离土星中心的距离为2.33个土星半径,正好在A环的外侧。G环离土星很远,展布在离土星中心大约10~15个土星半径间的广阔地带。“先驱者”11号还测定了A环、B环、C环和卡西尼缝的位置、宽度,其结果同地面观测相差不大。

1675年著名天文学家卡西尼(Giovanni Domenico Cassini, 1625–1712)观测到土星光环实际上是双重的,内外两重环之间被一条黑暗的缝隙分隔,此缝现在被命名为卡西尼缝(Cassini Division)。

答案补充

从事“卡西尼”号项目研究的美国宇航局部分科学家认为,土星光环很有可能是由一些古老天体的残渣构成的。据来自纽约州康奈尔大学的科学家约瑟夫-伯恩斯表示:“土星光环中的这些小卫星可能起源于某个古老天体的残余碎片,由古老天体蜕变或受到撞击后形成”。

以前的拍摄的土星光环照片(包括在上世纪80年代由“旅行者号”拍摄的土星光环照片)显示,土星光环由一些微小的冰粒构成,这些冰粒小的只有几厘米见方,大的却有房子那么大。就在前不久,一些科学家们还设想称,土星光环可能由一些超导体冰粒构成。自土星有了磁场以后,这些原始行星云中的超导体冰粒就开始向土星磁赤道面上漂移从而形成了如今这美丽的土星光环

答案补充

儘管現今已知的四個行星環系統細節上各不相同,共通的特性仍然很多。它們都有豐富的紋理,由多個同心環組成,環間還有大小不等的間隙。每一個環都是由無數的石塊與冰粒所組成,這些粒子各自環繞著主行星,同時相互推撞。粒子的密度可以由光深度推敲出來,光深度也就是光垂直穿透行星環時,依指數函數衰減的參數。依據粒子密度大小,行星環可分成兩大類。最密的環,例如土星主環(標記為A與B)及天王星環(以數字和希臘字母為標記),光深度可高達4,意思是只有2%的光透得過。最緊密的環所帶的粒子,直徑小自數公分大至數公尺。

密度較大的行星環系統中,粒子經常碰撞,繞行星一圈就常得撞上好幾回。在此過程中,能量會散失,角動量也會重新分布。因為較靠近行星的粒子跑得比外側的粒子快,而碰撞會拉回內圈粒子(然後掉向行星),並推開外側的粒子(跑離行星),因此行星環就會散開。但是散開需要時間,從這角度,行星環可以看成黏滯的流體,緩慢地向內與向外擴散。土星環實質的動黏滯度與空氣相當。

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