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( 三 )


2)多普勒风速实验(DWE)
该设备使用一台超稳定振荡器来帮助惠更斯着陆器改善与轨道上飞行的卡西尼母船之间的通讯联络 。同时其可以通过多普勒效应测量土卫六大气中的风速大小 。
3)下降成像/光谱辐射计(DISR)
主要用于在下降过程中拍摄下方土卫六地表的图像,并测量土卫六大气与地表的辐射平衡情况;
4)气相色谱-质谱仪(GC/MS)
这是一台多用途的气体分析设备,用于识别并测定土卫六大气的成分 。
5)气溶胶收集器和热解分析仪(ACP)
这台设备会在飞船降落时通过一个过滤口采集空气中的气溶胶并放入加热器加热蒸发并进行分析,判断有机物成分;
6)地面科学包(SSP)
由于事先无法确认惠更斯着陆器着陆的地方究竟是陆地还是海洋,因此其搭载的这个设备包做了两手准备,不管在何种情况下其都能够正常工作并采集周围环境数据;
3、卡西尼的壮丽终章
在太空飞行20年之后,美国宇航局的卡西尼号探测器正在逐渐接近它生命的终点站 。这背后的主要原因是卡西尼号自身携带的燃料即将耗尽,然而之前我们获得的知识已经告诉我们,在土星周围的几颗卫星,比如土卫二和土卫六,上可能拥有适宜微生物生存的原始宜居环境,尽管卡西尼号飞船在出发前经过了消毒处理,但如果不知道怎么回事,有一些细小的微生物竟然侥幸逃脱了消毒处理的杀灭,并且竟然奇迹般地附着在卡西尼飞船上并在太空存活了20年之久,那么在未来当卡西尼号飞船的燃料完全耗尽,地球上的控制人员无法再对其轨道与姿态进行适当控制的时候,失控的飞船就有可能与土卫六或者土卫二等卫星相撞,从而可能造成化学乃至生物污染,而这对于未来我们开展天体生物学研究来说是不能接受的结果 。因此,科学家们经过深思熟虑,决定让卡西尼号探测器在尚有最后一些燃料,还能控制轨道的时候主动选择“自杀”,在土星大气层中安全地焚毁 。
从2010年开始,卡西尼探测器开始了为期7年的任务延续期,在此期间飞船多次飞过多颗土星卫星并首次有机会对土星上的季节变化进行了监测 。这一计划从一开始就设想,在7年任务期间将会耗尽卡西尼飞船剩余的全部燃料,并最终以冲入土星大气层焚毁的方式结束使命 。卡西尼飞船的命运在2017年的4月份被最终注定了,当时卡西尼飞船调整了轨道,这个新轨道将让她最终冲入土星大气层焚毁 。但在此之前,她还有5个月的时间 。宇航局的科学家们为她规划了大胆的任务:先后22次从土星与它光环之间的狭窄空档(宽度不超过2000公里)中穿过,并将这一计划命名为“壮丽终章”(the Grand Finale) 。这是一个前所未到的未知区域,卡西尼飞船在生命中最后五个月期间的工作将极大地丰富科学家们对于这一区域的了解 。
在2017年9月15日,卡西尼飞船将最后一次接近土星 。但这次与以往的上百次类似接近都不一样,这一次她不会再绕开土星,而是勇敢地一头撞向这颗气体星球,冲入土星大气层,并在这一过程中利用仅剩的最后一些燃料启动姿态控制发动机努力维持姿态,将它的天线对准地球,并开启所有探测设备,在坠落焚烧的过程中将所有能够采集到的数据全部发给地球,直到她再也无法支撑,直到最终粉身碎骨 。地球上控制中心内,那个来自土星,持续了20年的亲切信号将终于消失 。
4、卡西尼的科学成就
在卡西尼飞船之前,我们对于土星的了解很少 。先驱者11号以及两艘旅行者飞船在数十年前先后对土星进行了短暂的飞掠考察,在匆匆一瞥中拍摄了一些图像,并获取一些近距离探测数据 。
这些先驱性的探测向我们展示了一个复杂的行星世界,绚丽的光环,多样的卫星和性质奇特的磁场 。但所有这些都是时间的片段,科学家们需要连续的观测数据 。
于是,专门的土星探测器:卡西尼探测器应运而生 。这是人类首次有机会长期、近距离的观察土星及其卫星系统 。土星一年的时长大约相当于地球上的29年,也就是说,土星上每一个季节的长度都相当于地球上的整整7个年头 。而从2004年到2017年,卡西尼飞船在土星轨道上一共运行294圈,连续观测长达13年,几乎相当于土星上的半年的时间 。在卡西尼飞船刚刚抵达时,土星北半球正逐渐从深冬中走出,迎来新的春天 。而现在,土星北半球已经开始迎接夏季的到来 。
卡西尼飞船又太多的科学成就,在有限的篇幅内没有办法一一叙述,以下仅对其中最重要的土卫六和土卫二的发现进行介绍:


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