卡西尼号13年的土星之旅 卡西尼飞船在飞往土星的过程中,分别经历了( 二 )


2004年12月25日:卡西尼母船释放惠更斯着陆器,后者将独自飞行22天,前往土卫六;
2005年1月13日:惠更斯着陆器成功降落土卫六,从而达成人类历史上最遥远的一次登陆行动;
2017年4月26日:“壮丽终章”执行指令发出,卡西尼飞船根据指令调整轨道,踏上撞击土星自我毁灭的道路;
2017年9月15日,北京时间19:54,卡西尼飞船将最终在土星大气层中焚毁,任务终结;

卡西尼号13年的土星之旅 卡西尼飞船在飞往土星的过程中,分别经历了

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2、卡西尼探测器与惠更斯着陆器
卡西尼-惠更斯探测器是人类迄今发射过的最为雄心勃勃的探测器之一 。她装备了世界上最先进最复杂的设备与相机,能够获取高精度数据并拍摄高清图像 。
正如名字明显暗示的那样,卡西尼-惠更斯探测器主要包括两部分:卡西尼轨道器,以及惠更斯着陆器 。前者围绕土星轨道飞行,成为首个土卫人造卫星,后者则在2005年成功着陆到了土卫六的表面,这是太阳系里唯一一颗拥有浓密大气层的卫星,这也成就了人类历史上距离最遥远的一次登陆行动 。
卡西尼-惠更斯探测器采用三轴稳定设计,安装了许多不同的科学载荷,其中卡西尼轨道器上安装有12台设备,惠更斯着陆器上安装有6台设备 。飞船通过一台高增益天线和两台低增益天线保持与地球之间的通讯联系 。
从某种角度可以说,卡西尼飞船是一台核动力飞船,因为它的电力系统是三台“同位素热差电机”(RTG),其原理是通过33公斤放射性同位素钚-238(二氧化钚形式)自然衰变过程中产生的热量来为飞船提供电力供应,保证科学设备、控制计算机和天线等的正常工作并进行温度控制 。
另外,可以说在某些方面,卡西尼探测器要比我们人类更加灵敏 。比如说,它的“眼睛”能够感知到我们的肉眼无法感知的光线和能量,它还能感知到土星磁场的变化并分析周围空间里极其细微,肉眼根本看不到的尘埃的密度和成分 。
主要科学载荷包括:
卡西尼轨道器上的科学载荷(12台):
1)卡西尼等离子体光谱仪 (CAPS)
CAPS是直接接触分析设备,能够测量飞船周围带电粒子的能级与电性(即该粒子内电子与质子的数量);
2)宇宙尘埃分析仪(CDA)
CDA是一台直接接触分析设备,能够分析土星周围尘埃颗粒的大小,飞行速度和方向等;
3)合成红外光谱仪(CIRS)
CIRS是一台遥感设备,能够测量从物体上发出的红外波段辐射,从而推断其温度,热性质与成分;
4)离子与中性粒子质谱仪(INMS)
INMS 是一台直接接触分析设备,主要用途是分析土星与土卫六附近空间内的带电粒子(比如质子和重离子),以及中性粒子(比如原子);
5)成像科学子系统(ISS)
ISS 是一套遥感设备,主要就是各类相机,有窄角相机也有广角相机 。其拍摄波段主要在可见光波段,但也可以拍摄红外和紫外波段图像;
6)双模式磁强计(MAG)
MAG是一台直接探测设备,其能够测量飞船周围感受到的土星磁场强度和方向;
7)磁层成像仪(MIMI)
MIMI能够测量和感知被土星磁场束缚的粒子相关的数据与信息,从而了解土星磁场结构细节;
8)雷达设备
卡西尼搭载了雷达设备,该设备既能够被动接收雷达波反射信号,也可以主动发射雷达波进行探测,主要用于扫视被雾霾大气层覆盖下的土卫六地表景象;
9)无线电与等离子体波科学设备(RPWS)
RPWS能够测量土星发出的无线电信号,包括太阳风与土星以及土卫六磁场之间的相互作用产生的信号等;
10)无线电科学子系统(RSS)
RSS是一套遥测系统,使用从地球上发出的信号来对天体大气进行测量,比如通过观测地球上传来的无线电信号在土星以及土卫六大气中发生的变化来推断这些天体大气的成分,气压和温度等参数;
11)紫外成像光谱仪(UVIS)
UVIS是一台遥感设备,能够捕捉物体表面反射的紫外光波,比如土星云层及其光环表面,从而测算其结构与成分;
12)可见光与红外成像光谱仪(VIMS)
VIMS是一台遥感设备,包括两台相机:一台在可见光波段工作,另一台在红外波段工作 。其能够用于判断土卫表面,土星卫星以及土星和土卫六大气层的成分与结构;
惠更斯着陆器上科学载荷(6台)
1)惠更斯大气结构测量仪(HASI)
该设备主要用于惠更斯着陆器在土卫六大气层中下降时测定土卫六大气层的物理与电性结构;


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