2004年06月10日 09:31
美航空航天局(NASA)和欧空局(ESA)合作研究的“卡西尼-惠更斯”土星探测器经过6年半35.2亿公里的飞行,预计将于6月11日飞过土星的卫星——“月亮女神”,并在7月1日同土星“见面”。这次远航将帮助科学家解开太阳系行星形成之谜。
上周,该探测器在土星下方160万公里处,以每小时21312公里的速度行进。根据计划,美国东部时间6月30日下午10点36分,美国航空航天局的控制人员将点燃该探测器的主发动机,让探测器转向进入绕土星飞行的轨道。它穿过土星环形带是十分危险的,因为其中有许多我们在地球上无法观测到的冰块和尘埃,为了避免这颗探测器受到毁坏,届时卡西尼号将使用其上的高增益天线为自己提供保护。
科学家们对探测器4年的飞行任务进行了规划。按该规划,探测器将在4年中绕土星旋转76圈,研究土星和它周围的环状带、磁场,以及其31颗已知的卫星,特别是其最大的泰坦卫星(Titan)。“泰坦”可能具有形成生命的条件。
通过研究土星及其卫星的动力学,将有助于科学家们对太阳系的早期演化的了解。“月亮女神”卫星直径仅219公里,是一个具有反常规轨道的暗天体,同土星转动方向相反。长期以来,天文学家认为“月亮女神”与土星的其它卫星不一样,是一颗小行星。
在圣诞节前夜(12月24日),“卡西尼—惠更斯”将分离和发射重319公斤的惠更斯太空探测器,惠更斯经过3周飞行期间可望在受控制的条件下降落到“泰坦”卫星的表面。
“卡西尼-惠更斯”探测器是上世纪80年代由美航空航天局和欧空局共同执行的价值33亿美元的合作计划。美航空航天局设计卡西尼轨道器,欧空局开发惠更斯探测器,意大利太空局提供高增益天线、大部分无线电设备和部分科学仪器。来自17个国家的260名科学家参与了这个土星探测计划。该宇宙飞船加满燃料后重量超过6吨,高6.6米、宽3.9米。卡西尼轨道器有12台科学仪器,而惠更斯探测器有6台仪器。这些仪器包括各种光谱仪、粒子收集和分析仪以及成像系统。
1609年,伽利略首次用望远镜观测到土星。半个世纪以后,荷兰天文学家惠更斯提出一种理论:土星周围有多个环。这一理论后来得到了意大利裔法国天文学家卡西尼的支持。
土星的“泰坦”卫星受到近代科学家的关注。泰坦卫星比冥王星和水星大,是太阳系中唯一已知拥有大气的卫星,大部分由氮和甲烷气组成。土星系统的行为像一个小太阳系。惠更斯计划的经理莱伯里顿说:“‘泰坦’的碳氢环境,可能类似于地球40亿年前、生命进化前的一类化学环境。”他还说:“我并不期待在那里找到任何生物,‘泰坦’的表面温度为零下201摄氏度。但是,如果那里有生物,利用惠更斯探测器上的照相机我们会看到它们。”
“卡西尼-惠更斯”土星探测器于1997年10月15日发射,发射后它并没有直飞土星,而是通过飞过金星(2次)、地球和木星,4次借助引力的辅助以获得更高的速度。在飞行过程中,它将多次近距离飞过土星的卫星,其中45次飞过“泰坦”,距“泰坦”约为944公里,包括今年12月24日与“泰坦”的相遇。在释放出惠更斯探测器后的2天,地面控制人员将控制卡西尼轨道器的位置,使它能检测惠更斯探测器下降期间的无线电信号。
预计于2005年1月14日,发生惠更斯探测器落向“泰坦”卫星事件,约2.5小时后落到其表面。下降时使用降落伞,而将其减速,落到表面的时速不高于24公里。在惠更斯探测器落入“泰坦”大气过程中,其上面的仪器将测量大气化学组成、风速等。成像仪将记录从云到景观的每一件事情。惠更斯探测器落到表面后,其存活的时间不会太久。如果它落到乙烷湖或海洋中,因寒冷会使它立即被毁掉。