永远的卡西尼

作者:高孟嘉

 从1997年10月15日16时43分发射升空,到2000年12月飞掠木星;从探索土卫一、土卫二、土卫六等土星卫星,到坠入土星大气层,完成伟大的终结,卡西尼号在人们心中已不仅是一个探测器的名字,更是一种情怀,是那个时代人类勇于探索宇宙的见证,是天文精神的代名词。

作为二十世纪最后一艘行星际探测器,卡西尼号由美国国家航空航天局、欧洲航天局和意大利航天局合作研发,主要任务是环绕土星飞行,对土星及其大气、光环、卫星和磁场进行深入考察。

卡西尼号模型(图片来源于网络)

 

卡西尼号探测器是以法国天文学家多米尼克•卡西尼的名字命名的。作为一名伟大的天文学家,卡西尼于1693年提出了卡西尼定律,精确描述了月球的运行;他先后发现了木星的大红斑和木星的较差自转,对黄道光也有极大的研究贡献。然而,卡西尼最广为人知的,是他对土星的观测:他发现了土星的四个卫星(土卫八、土卫五、土卫四、土卫三)以及土星环中间的暗缝(卡西尼环缝)。他猜测土星环是由无数小颗粒构成,这个猜想直到两个多世纪后,人们才通过观测证实。

多米尼克•卡西尼(图片来源于网络)

卡西尼号的旅程漫长而艰辛。发射伊始,它并没有直奔土星,而是朝着相反的方向,向金星飞去。1998年4月26日,卡西尼号在金星上空300千米处第一次掠过金星,不仅增加了速度,而且还被金星的引力改变了飞行方向,往太阳系外侧飞去。奈何金星的引力太小了,1998年12月,卡西尼号飞至地球与火星轨道之间,速度又渐渐变慢,再次被太阳引力拉回内侧,并在1999年6月24日再度回到金星轨道,再一次由金星引力加速。2000年1月,它成功穿越荆棘丛生的小行星带。2000年12月,卡西尼号在距木星约1000万千米处飞掠,借力木星完成最后一跃。2004年7月1日,卡西尼号成功进入预定轨道,成为环绕土星运行的第一颗人造卫星。

飞掠土星的卡西尼号(图片来源于网络)

卡西尼号直径3米,高7米,重6.4吨,携带了27种当时最为先进的科学仪器设备:用于探测土星的电离层和磁场的离子体分光计(CAPS)、用于探测土星附近宇宙尘埃的宇宙尘埃分析仪(CDA)、用于测量被测物体的温度和成分的复合红外分光计(CIRS)、用于探测土星附近的离子和中性粒子的离子和中性粒子质谱仪(INMS) 等。当然,最为人津津乐道的,还是它身上装载的惠更斯号土卫六探测器(关于惠更斯号,可以看上期小星的介绍啦~)。

卡西尼号携带的一众设备(图片来源于网络)

 

伦敦帝国学院的天体物理学家Dave Clements称:“卡西尼号的探索让我们对于土星卫星的认知从光点变成了现实,包括遍布冰冻岩石和甲烷海洋的土卫六,喷射水蒸气烟羽的土卫二,还有形状怪异的土卫七和土卫十八。它的发现让我们了解到,太阳系的精彩超出我们想象。”英国南安普顿大学物理学和天文学副教授Caitriona Jackman也称:“卡西尼号给我们带来了许多意想不到的惊喜。在绘制土星的卫星图时,我们发现了更多的卫星,我们也发现其中一颗卫星——土卫二的表面裂缝存在喷发水蒸气的间歇泉。这些意料之外的发现能够改变任务的过程。我认为需要强调的是,这个任务不会结束,因为卡西尼号飞船所收集的数据还需要分析很多年。”

土卫二表面模型(图片来源于网络)

释放惠更斯号探测器(图片来源于网络)

 

2013年7月19日,美国宇航局卡西尼探测器飞入土星阴影区并拍下了下面这张照片,展示土星美丽的光环和卫星。图像上还可以看到我们的家园——地球,那是一个暗弱的蓝色光点。

在土星阴影拍摄的照片(图片来源于网络)

 

2013年12月,在美国地球物理联合会的一次讲演中,英国伦敦大学玛丽女王学院的卡尔•默里教授称,他在浏览美国宇航局的“卡西尼”号飞船拍摄的照片时,注意到土星环里的一个奇怪弯曲点。这在后来被认为是正在形成过程中的土卫,科学家也因此窥探到了新卫星形成的机制。

卡西尼号拍摄的土星环(图片来源于网络)

2017年9月15日,卡西尼号完成了最后一个任务:坠入土星的大气层中。这场伟大的终结在天文界掀起了一股热潮,令无数人为之牵肠挂肚。虽然大家都不舍卡西尼的告别,可就像科学松鼠会所写的那样:

“在绕着土星盘旋了那么多圈以后,卡西尼号也许真的相信,土星就是它的家。”  

再见,卡西尼号土星探测器。归来时,流星划过,灿若烟火~


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