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  • 1 # 科普大世界

    就在今天,2017年9月15日,著名的土星探測器卡西尼號,在美國國家航空航天局發出的指令下奉命自毀,墜落於土星浩瀚的大氣層中。

    卡西尼號土星探測器實際上是卡西尼·惠更斯號的一個組成部分,這是美國國家航空航天局、歐洲航天局和義大利航天局的一個合作專案。探測器由三方合作設計和研製,以義大利出生的法國天文學家卡西尼的名字命名,其主要任務是前往土星系統對土星及其衛星的大氣、光環和磁場等進行深入考察。

    卡西尼號探測器在圖片上看上去很小,實際上體積不小,它長6.6米,寬3.9米,有將近6噸的重量。

    它於1997年發射升空,進入太空已經近20年,開始的時候因為速度不夠,它向著金星跑了兩趟,對金星進行了簡單的考察,之後利用金星的引力彈弓效應飛往太陽系外側,之後來到地球,又利用地球的引力彈弓效應開始向木星進發,穿過小行星帶之後來到木星系統,對其進行了一番考察,期間拍攝了兩萬多張照片,又利用木星的引力彈弓效應飛向土星,2004年到達土星系統,之後開始對土星及其衛星進行詳細的考察,包括土星及其衛星的大氣層、磁場,星球組成成分等等,人類透過他的考察,獲得了關於土星系統環境的第一手詳盡資料。

    卡西尼號探測器的預計壽命是到2008年,但是之後這顆探測器有工作了近十年的時間,由於它的部件大都老化,且自身燃料也即將耗盡,於是美國航空航天局讓它於2017年9月15日透過受控方式衝入土星大氣層,結束它近20年的考察任務。

    那麼在卡西尼號之後,國際航天領域有沒有針對土星的下一步探測計劃呢?目前還沒有聽說,但將來肯定會有的,因為土星是太陽系中最美麗的行星之一,而土衛六又是太陽系中非常重要的衛星,其大氣成分和地球相似,上面很可能有著不同於地球型別的生命之謎待解。

  • 2 # 令狐迦基

    世界協調時9月15日,11點55分46秒,卡西尼號失去訊號。

    卡西尼飛船操作總指揮 Julie Webster宣佈了這一訊息,隨後卡西尼專案總指揮,Earl Maize宣佈卡西尼飛船探測任務結束。他向所有專案成員表達了祝賀。

    從目前NASA公開的時間表來看,暫時沒有任何直接的土星探測專案。但,這不意味著土星研究工作停止。

    相反,可以說,真正的土星研究才剛剛開始。

    卡西尼真正探測土星,是2004年4月7日,到最後墜毀,工作了4909天。

    卡西尼號本身攜帶的探測器多達12個,其中光學波段就有四個,粒子、塵埃、電磁場探測器有六個,微波探測器兩個。而在提坦衛星(土星最大的衛星)登陸的,由歐空局設計的惠更斯探測器(Huygens Probe),大氣結構、風速、光譜分析等幾十個科學實驗。因此,卡西尼探測任務本身,給天文學家帶來了大量資料資料。

    在卡西尼探測器墜毀前一天,紐約時報轉引NASA的資料,列出的重要圖片就有100張。每一張圖片,都是一個新課題。例如它發現了7顆,新的土星衛星。發現土星光環的結構非常複雜,會重疊、扭曲、錯位。光環間狹小的縫隙中還有衛星。

    因為卡西尼號本身攜帶的探測器非常多,因此對同一目標,不同的探測器之間的資料綜合分析極為複雜和重要。在過去的10多年中,天文學家的重心是發現新現象,而現在則要重點研究這些現象。

    隨著NASA對資料資料的分析,以及逐步公開後,更多科學家的參與,相信以下的課題會有更多進展:

    土星系統存在生命嗎?

    土星系統的化學構成是怎樣的?

    如此複雜的環以及衛星結構,它們的動力學機制是什麼?它們的演化機制又是什麼?

    等等,等等。

    而這些問題的研究將對天體化學、天體物理學、天體力學的發展起到重大的作用。

  • 3 # 瀟軒

    卡西尼號為什麼要自殺,部分原因在於它的燃料已經耗盡,遲早要墜毀,為了不墜入土衛六,最好的辦法是讓她墜毀在土星上,因為科學家發現土衛六的尺寸與地球差不多,而且也有大氣層,也有固體核心,還在土衛六上發現大量甲烷,於是認為土衛六可以誕生生命,為了減少對土衛六的環境破壞,卡西尼號主動墜毀在土星是一個很好的選擇。

    那麼,人類未來又該如何研究土星呢?

    一個方法當然是繼續發射土星探測器,不過依靠太陽的引力把土星探測器發過去的速度實在是太慢了,用開普勒第三定律就可以做出估算,大概需要9年。這個方法當然是最省能源的,但也是最慢的。如果大家關注“突破攝星”計劃的話,我覺得可以用鐳射加速的方法,首先把探測器發射到土星上來驗證鐳射加速技術的可行性。這個機會已經得到了霍金在內的科學界人士的支援,背後又有富豪財團的支援,我覺得完全可以再訪土星,快速發射探測器到土星系統(看看是否可以用三天時間把探測器發射到土星系統),尤其是考察一下土衛六上到底有沒有生命物質。這個工作與探索火星是可以同時進行的,本質上都是為了給人類開闢第二家園。

    另外一個方法是間接的觀測,我們只能發展甚長基線的天文望遠鏡系統,來觀測土星。這方面也是可以做的,相當於建設以地球為口徑的天文望遠鏡系統,因為口徑巨大,這個望遠鏡的解析度也會很高,可以看到土星系統的很多細節。

  • 4 # 太空伊卡洛斯

    土星在卡西尼號之後可能很長一段時間不會有專門的探測器對其進行再次研究,因為卡西尼號在土星軌道上運行了十多年,基本完成了美國宇航局對土星的探索目標。土星作為一顆氣態行星,其本身沒有更深入研究的地方,因為其沒有固體表面,就少了很多探索樂趣。不像火星那樣,除了軌道器,還要發射漫遊者,還要對錶面岩石進行研究,花樣很多,也挺折騰人。

    根據卡西尼號的調查結果,土星的衛星其實很有研究價值的目標,比如土衛二和土衛六,美國宇航局將在未來幾年發射探測器對土衛二和土衛六進行考察。這兩顆衛星都有固體表面,因此探測器系統除了軌道器,還要有著陸器,花樣和種類就開始多了,足夠折騰好一陣了。土衛六上面是液態甲烷海洋,因此著陸器可能是一艘船的模樣,這也是第一次在地外天體上使用浮力著陸系統,而不是輪式探測車,挑戰性更高了。如果是土衛二,就要考慮如何打穿冰層,冰面鑽探技術是著陸器的核心技術。

    當鑽入冰層之後,探測器還要會潛水,才能下冰下海洋中前進,同樣的技術有可以用到木衛二上。這樣的探索方式與傳統的登陸火星、登陸月球有很大的不同,技術要求更高,更像鐵人三項,不僅要跑步,還要會游泳,探測器的技能要更多、更復雜,但還不能在惡劣的環境中罷工,甚至還要超期服役。

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