
有着“指环王”美誉的土星,实际上是太阳系中的一个巨大的“气球”,比地球大750倍。自人类开始仰望星空,土星就引起人们的注意。然而,直到1980年,人类才得以近距离观察这颗距离太阳第六远的行星——美国发射的“旅行者”系列深空探测器飞经土星,发回了这个遥远世界的迷人景象,而土星美得惊人的神秘“指环”也前所未有地近在我们眼前。土星环究竟是什么,它们是怎样形成的,是什么时候形成的,将存在到什么时候⋯⋯这些都是天文学家很关心的问题,也是“旅行者”的任务。不过,探测土星环并不是“旅行者”唯一的任务——被“旅行者”同时发回地球的还有土星卫星(简称土卫)的详细图像。土星有超过40颗卫星在令人目眩的轨道中环绕着它,其中大多数都很小,但有一颗却大到接近地球直径的一半,它就是被西方天文学家命名为“巨人”( 泰坦)、中国天文学家称之为“土卫六”的泰坦星。
难度极高的计划
造访土星,登陆泰坦,这可不是一个容易完成的计划,因为这需要建造一艘飞船:它能穿越超过32亿千米的漫长距离,与深空的严寒抗争,踏过危机四伏的土星环,忍耐与大气层的摩擦生热和登陆时的致命撞击,最终向地球发回照片和数据。那么,完成这项难度极高的计划的可能性有多大呢?这就好比从美国宇航局位于佛罗里达州卡纳维拉尔角的航天发射场投出一只篮球,通过漫长的“球场”距离把它投入位于德国的欧洲航天局指挥中心的一个篮筐,而且不能碰筐。
科学家将这艘飞船命名为“卡西尼”。卡西尼是17世纪的一位意大利天文学家,他首先发现了土星环中有缝隙。“卡西尼”飞船由美国宇航局喷气动力实验室建造,飞船上面携带了一系列复杂得惊人的探测设备。
“卡西尼”有两只“眼睛”——两部超级复杂的相机,其中一部的焦距很长,分辨率很高,但只能拍摄邮票大小的面积;另一部的视野宽,焦距短,但精度欠缺一些。两者珠联璧合,对探测来说再合适不过了。
“卡西尼”装有一台强力雷达,其设计要求是能“看穿”泰坦的模糊大气层。这还不够。在“卡西尼”的7年任务期中,它上面还要搭乘一个小型探测器——由欧洲航天局建造的“惠更斯”。惠更斯是一位荷兰天文学家,他在1655年率先发现了泰坦。按照计划,“惠更斯”将在泰坦表面登陆,它将看、嗅、摸、听这颗神秘的卫星,然后把探测到的图像和数据以无线电波的形式发回 到在轨道中绕行的“卡西尼”母船上。
艰难曲折的长征
1999年,也即“卡西尼”启程两年后,它按照计划第二次环绕金星并飞返地球。又过了一年,“卡西尼”在太空中飞行24亿千米后,到达了“太阳系中的巨人”——木星。木星的大小比太阳系其余行星加起来还大1倍,在“卡西尼”的相机群面前,木星的雄壮得到了前所未有的揭示,它那旋转的大气层以惊人的分辨率被拍照。
到2004年春季,“卡西尼”逼近土星。在它遭遇土星之前,科学家计算出了一个精确的轨道,让它经过了土卫九——菲比,离土星最远的一颗土卫。在此之前,科学家只看过“旅行者”在23年前拍摄的菲比照片。而这一次,“卡西尼”拍摄的图像显示,菲比有着古老的表面,上面分布着数十亿年来留下的陨击坑。菲比的照片令人惊奇,不过,与后面的发现比起来,它只能算是一碟“开胃菜”,真正的“大菜”之一是即将揭开神秘面纱的——土星环。
2004年6月,“卡西尼”已经在太空中飞行了35亿千米,它正在靠近太阳系最大的奥秘——土星环。事实上,直到此时科学家们对这个谜环仍然所知甚少——土星环从何而来?它们已经存在了多久?还能存在多久?“卡西尼”的主要任务之一就是回答上述问题。
扣人心弦的登陆
到2004年春季,“卡西尼”逼近土星。在它遭遇土星之前,科学家计算出了一个精确的轨道,让它经过了土卫九——菲比,离土星最远的一颗土卫。在此之前,科学家只看过“旅行者”在23年前拍摄的菲比照片。而这一次,“卡西尼”拍摄的图像显示,菲比有着古老的表面,上面分布着数十亿年来留下的陨击坑。菲比的照片令人惊奇,不过,与后面的发现比起来,它只能算是一碟“开胃菜”,真正的“大菜”之一是即将揭开神秘面纱的——土星环。
然后发出要“卡西尼”释放“惠更斯”登陆器的指令。接着,“惠更斯”被推离了母船“卡西尼”。
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编译:刘声远
完整的故事,请阅读《大自然探索》杂志2008年第8期


