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土星探測器卡西尼號為什麽會選擇自毀?

2017年10月15日本該是“卡西尼”號的20周年紀念日,不過,它等不到這壹天了。明日(北京時間9月15日傍晚),卡西尼號將執行來自美國國家航空航天局(NASA)的最後壹條指令:自我焚毀。 這艘20世紀末的行星際飛船,將點燃推進器,壹頭紮進土星大氣層,與這顆探測了13年的氣態行星融為壹體。

該任務的代號是:大終章(Grand Finale)。在逐漸燃燒、汽化,融進土星大氣層的過程中,卡西尼號的高增益天線會保持對準地球,傳輸珍貴的數據,直至信號消失。

不過,由於距離遙遠,當NASA接受到最後信號時,卡西尼號實際已經消失83分鐘了。

為何要自我焚毀?其實,卡西尼號在2008年就達到了設計壽命,如今,遲暮的飛船行將“油盡燈枯”。為了避免失去動力的飛船撞向土星的衛星,破壞後續的探測任務,NASA決定令其“自殺殉道”。其中,土衛二和土衛六具備生命存在的條件,是重點保護對象。

1997年10月15日,卡西尼號從美國的卡納維拉角發射升空,攜帶著歐洲空間局的土衛登陸探測器“惠更斯”號。

從地球到土星,卡西尼號飛了7年。它借用引力彈弓效應,先後兩次掠經金星(1998年4月和1999年6月)、壹次掠經地球(1999年8月)、壹次掠經木星(2000年12月),最終抵達土星。

土星距離地球的最近距離約為13億公裏,而卡西尼號采取的這段迂回路線長達35億公裏。不過,這樣借力飛行,並未更加耗時,且大大節省了燃料。

北京時間2004年7月1日12時,卡西尼號進入土星軌道。土星的公轉周期是地球的29倍,也就是說,終其壹生,卡西尼號差不多了陪伴了土星“半年”。此時此刻,土星北半球的冬天正開始消退。

2008年,完成了第壹期4年任務後,科學家們給卡西尼號安排了第二期2年任務:觀察土星抵達晝夜等分點,陽光照向土星環側面時,土星和土星環的變化。這之後,卡西尼號的服役期又延長了7年,繼續探索土衛二和土衛六。

土衛二(Enceladus)是壹顆被冰雪覆蓋的“冰月”,冰層下隱藏著流動的海洋。2015年,卡西尼號從冰層裂縫中噴射出來的羽流裏檢測到二氧化碳和大量氫氣。科學家認為,這是冰層下的溫軟海洋和海底巖層之間的水熱反應所致。水熱反應可以為深海微生物提供能量。

氫氣和二氧化碳可以合成甲烷。科學家們已經發現,地球的深海裏存在獨特的熱泉生態系統。在太陽照不到的地方,甲烷也能養活海底熱泉附近的微生物。

“泰坦”(Titan)是希臘神話中的巨人族,冠以泰坦之名的土衛六是土星最大的衛星,也是太陽系中第二大的衛星,僅此於木衛三。土衛六也是太陽系已知的唯壹壹顆擁有真正大氣層的衛星。

科學家們壹直想要知道,土衛六稠密的大氣層下藏著什麽?冰雪、海洋,甚至是生命?卡西尼號並非人類派來的第壹個訪客。目前已飛到太陽風邊緣的“旅行者1號”和“旅行者2號”,都曾是匆匆過客。

2004年10月24日,卡西尼號傳回了首批土衛六照片和數據。2004年12月23日,卡西尼號釋放惠更斯號。2005年1月14日,惠更斯號成功登陸土衛六。

卡西尼號和惠更斯號壹起,揭開了土衛六大氣層下的真面目:這是壹個在氣候和地理上最接近地球的世界,存在關於生命的伏筆。

土衛六的地表溫度約為零下179攝氏度,沒有水只有冰,卻有著“甲烷海”和“甲烷河”,下著“甲烷雨”,天上飄著“甲烷雲”。

而這些“甲烷河”流經深深的峽谷,匯入“甲烷海”,沖刷出鵝卵石壹般的冰塊。

土衛六的赤道地區,充滿了貧瘠的沙丘,與納比米亞和撒哈拉地區的地貌相似,由來自大氣層的有機物構成。此外,土衛六上還有疑似有火山的存在。如果那真是火山,那噴射的將不是巖漿,而是泥濘的沸水。

9月11日,卡西尼號在11.9萬公裏外飛掠土衛六,這是卡西尼號距離土衛六最近的壹次,也是最後壹次。借助土衛六的引力,卡西尼號直奔土星大氣層而去,迎接最終命運。