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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( 四 )


1） 土卫六——太阳系最奇特的卫星
在卡西尼探测器之间，我们对于土卫六了解很少，只知道它是土星最大的卫星，大小几乎与水星接近，并被一层厚厚的富氮大气所覆盖 。而卡西尼探测器携带的设备能够穿透这层厚厚的大气，让我们窥见土卫六的地表景象，分析其大气成分，并发现了土卫六表面的液态海洋，甚至还第一次将一颗着陆器送上了土卫六！
2005年的着陆行动之后，全球各地的科学家们一直在忙于分析惠更斯着陆器传回的数据 。这些数据极大丰富了我们对于这个神秘世界的认识 。
我们现在知道土卫六上存在湖泊和海洋，这些湖泊海洋中的液体主要是甲烷和乙烷，并且这些湖泊海洋更多地集中在两极高纬地区，而在低纬度靠近赤道的区域则广泛分布着干旱地区，大量暗黑色的，由碳氢化合物组成的沙漠覆盖这些地区 。而在土卫六的深深地下，可能存在一个巨大的液态水海洋 。
卡西尼探测器的长寿命让科学家们首次有机会能够对土星系统进行持续监测，因为某些东西是必须要靠一定时间的持续观测才能取得成果的，比如说水循环和四季变化 。
土卫六是整个太阳系内除了地球之外唯一一个被发现拥有液体循环的星球，尽管它的液体并不是液态水 。土卫六上每个季节长度是7.5个地球年 。从2011年以来，卡西尼探测器注意到在土卫六的南极地区附近出现了从秋季向冬季转变的趋势，同时北半球则开始显露夏季来临的种种迹象 。
在土卫六表面，卡西尼飞船观测到大量类似地球上撒哈拉大沙漠中那种波浪状的沙丘，主要集中在接近赤道的地区 。科学家们认为这些沙丘成分不是硅酸盐而是碳氢化合物组成的有机质颗粒 。图像显示这些沙丘的宽度一般可以达到1~2公里，绵延数百公里，高度超过100米，非常巨大 。
惠更斯着陆器首次实现了对土卫六底层大气的直接探测 。返回的数据包括各种气体成分的高度数据，同位素比值和微量气体以及有机物颗粒成分含量等等 。惠更斯着陆器还进行了气溶胶的直接取样和分析，并确认了这些颗粒物的主要成分是碳和氮 。
科学家们注意到，土卫六大气中显示复杂的化学特性，主要由甲烷和氮气相互作用并产生复杂的化学分子，最终形成笼罩整个土卫六的厚厚橘色雾霾 。科学家们认为土卫六上会有降雨现象，但是降下来的不是液态水滴，而是液态的甲烷和乙烷，但土卫六上为何会有这么多的有机物质，目前仍然无法解释 。
2） 土卫二——冰冻水星球
数十年以来，科学家们并不知道土卫二其实是太阳系里面表面反照率最高的星球——也就是说，这颗星球看上去是最白的！我们也不知道土卫二与土星光环中的E环之间存在着怎样的密切联系 。卡西尼的探测结果发现，土卫二地表覆盖的“皑皑白雪”，以及E环中大量的冰粒物质，其实都来自土卫二地下的全球性盐水海洋以及地表形成的太空热泉喷流 。
在卡西尼飞船抵达之前，行星科学家们只是在1980年代旅行者飞船拍摄的图像中注意到土卫二的地表似乎特别光滑，并且亮度很高 。但后来我们才了解到，其实这颗直径500公里的小卫星是太阳系里反照率最高的星球 。
卡西尼飞船的磁强计采集的数据引起了科学家们的注意——土卫二附近似乎有什么东西在扰动土星磁场，似乎有什么东西在从土卫二上向外喷射 。
很快，卡西尼飞船便找出了事情真相：土卫二是一颗极为活跃的星球，其地下存在一个巨大的全球性地下盐水海洋 。并且，透过其地表的巨型裂谷系统，这个地下海洋正向太空中喷射大量的水汽和冰晶，卡西尼飞船测定其喷出的速度高达每秒400米左右，形成一个高出土卫二地表数百公里的“太空喷泉” 。其中有些水冰物质会落回土卫二地表，构成了那里的“皑皑白雪”，另一些则逃离土卫二并补充到了土星光环中的E环之中 。
2005年，卡西尼飞船上的相机对土卫二地表进行了详细成像，在其南极地区发现大量被称作“虎斑”的裂谷系统 。这里的地形出乎意料的年轻且复杂，几乎完全没有撞击坑 。整个地区似乎漂浮着大量的海上冰山和裂隙遍布的表面 。令人意料之外的是，探测器还探测到这些裂谷系统上方似乎存在水汽和冰晶成分，后续的数据分析工作确凿无疑的确认这些裂谷内正在喷射出水体 。
在2008年的一次近距离飞掠中，卡西尼飞船勇敢地直接穿越这片水雾，并使用设备直接对水汽样本进行分析，结果发现其中成分包括挥发性气体，水汽，二氧化碳和一氧化碳，以及有机物质的混合成分 。而这些有机物质的密度则超过事前预计数值的20倍以上 。


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