卡西尼土星任務四大篇章

序   章2017年9月15日，一位20年前從地球出發，肩負著探索土星，為人類尋找第二個家園的勇士即將迎來他的告別演出….他的名字叫做卡西尼號——是人類向土星發射的旗艦級深空探測器…在歷經7年的漫長跋涉抵達土星，又圍繞土星飛行了整整13年後，卡西尼即將迎來了他的壯麗終章（Grande Finale）：燃盡最後一點燃料，在衝擊之前竭盡所能地探索最後的神祕領域——土星環、土星大氣層和外層結構…最後，衝向土星地表，在劇烈的高溫中化為灰燼…而他留下的，將是又一段人類勇往直前探索太空的傳奇，以及人類可能發現的地外家園…這位深空勇士的故事，值得從頭說起….第一章：1997～2004 飛向土星卡西尼的全名叫做卡西尼.惠更斯號（Cassini-Huygens ），分別用發現土星環縫以及土星四顆衛星（土衛八、土衛五、土衛四、土衛三）的義大利法裔科學家卡西尼命名主探測器…用發現土衛六的荷蘭科學家惠更斯命名他的名字用來命名攜帶的小兄弟——土衛六著陸探測器惠更斯號….上世紀80年代，NASA（美國宇航局）和歐洲太空局的部分科學家提議聯合探測土星和土衛六，參與這項計劃國家多達17個，卡西尼成為人類進入空間時代以來最激動人心的大型國際合作課題之一…在耗費了10年時間，耗資32億美元的費用之後，卡西尼終於圓滿成型…他直徑3米，高7米，重6.4噸，攜帶了27種當時最先進的科學儀器裝置，設定服役年限是11年….1997年10月15日，承載人類探索第二家園希望的卡西尼-惠更斯號從美國卡納維拉爾角空軍基地發射升空…大力神4號大推力運載火箭，在震撼天地的轟鳴聲中，載著卡西尼號勇往直前，衝向茫茫太空！！然而，飛向太空只是第一步，要抵達土星，卡西尼號還要經歷多次變軌，依靠其他行星的引力助推繼續前行…1998年4月，卡西尼號在距金星284公里處掠過，利用金星引力獲得第一次加速…1999年6月，卡西尼再次在距金星600公里處飛掠，獲得金星引力的第二次加速…（以下列舉的卡西尼號所拍照片部分經過了NASA合成，色彩增強，假色等處理）同年8月，卡尼西在距地球1171公里處飛掠，利用母星地球的引力進行第三次加速，正式飛向太陽系外層挺進！！2000 年 1 月 23 日，卡西尼號途中邂逅小行星2685Masursky，留下了這張珍貴的照片…2000 年 12 月 30 日，卡西尼號飛抵木星…他小試牛刀，拍攝了一組高清晰木星照片，圓滿完成了挺進太空後的首個重大科學任務…這是卡西尼傳回的解析度高達 60 千米的木星照片…木星南半球，那個著名的大紅斑清晰可見…通過太陽系最大的行星木星的強力助推之後…卡西尼號再次獲得加速，以每秒30公里的時速飛向土星…2004年7月1日，卡西尼終於飛抵土星軌道，並順利進入軌道開始環繞！！！這距離他出發已經過去了整整7年，然而他的使命，才剛剛開始….第二章：探索地外家園2005年3月9日，卡西尼靠近土衛二恩克拉多斯Enceladus….人類很早就知道了土衛二，英國天文學家威廉.赫歇爾早在1789年就發現了它，然而多年來，人們對土衛二始終了解甚少….在旅行者號於1980年代探測土星之前，人們只知道土衛二是一個被冰覆蓋的衛星，它非常白，在陽光的反射下白得刺眼….因此，仔細看看土衛二Enceladus，也成了此次任務的重大目標…2005年卡西尼號第一次捕捉到土衛二的南極影像的時候，卻發現不得了的東西…那像火山噴發一樣噴出來的是啥？！既然發現了不得了的東西，那不如讓我們飛的近一點，再近一點…在接下來的幾年裡，科學家幾次專門針對Enceladus改變卡西尼的軌道，讓它一次次貼近飛躍Enceladus，甚至直接穿過噴出的羽流（Plume，液態物體流），讓卡西尼的科學儀器分析噴出的究竟是啥….結果讓所有人都大吃一驚！那竟然….是水！噴出的是液態水！！！科學家們再進一步觀測分析後發現，土衛二的冰層下面，竟然蘊藏一個全球性的，巨大無比的海洋！！這些海洋的平均厚度達到了10公里…而對海洋的成分進行分析後發現，這裡面竟然存在著氫氣！！這意味著什麼？！如果這冰下海洋中存在著生物——至少是微生物，那麼他們就可以通過將氫氣和水中的二氧化碳結合來獲得能量，也就是說，這已經具備了微生物生存的基本條件！！除此以外，海洋的底部還發現有水熱活動，存在著海底熱泉…這一切的一切，都指向一個讓人無比興奮的結論——土衛二上，有希望發現地外生命！！用NASA的話說：“土衛二恩克拉多斯具備生命所需的全部條件！” 從2005年到2009年，卡西尼通過多次變軌，為的是探索土星家族另外一個無比重要的物件——土衛六泰坦Titan…因為，泰坦，也是早就被人類看好能成為地球以外第二個家園的目標之一！！人類對土衛六泰坦的早期觀測表明，土衛六上有厚厚的大氣層，大氣主要成分是氮和甲烷等氣體，而大氣的表明溫度極低，只有零下179攝氏度，大部分科學家認為，這樣的惡劣環境下，很難有生命跡象…然而，到底有沒有不能憑空推測，還得下去看看再說！！那就放個探測去下去看看….這，也就是卡西尼號的小兄弟惠更斯所承載的使命——降落在土衛六上，實地探測泰坦星！早在2005年1月14日，卡西尼-惠更斯號上的土衛六探測器惠更斯便與卡西尼分離，向土衛六泰坦（Titan）前進….2005年1月14日，惠更斯號探測器在泰坦上順利著陸…然而不幸的是，在著陸之後僅僅72分鐘，惠更斯便電池耗盡，永遠停止了工作…第一位探索土衛六的勇士犧牲了，但惠更斯依然是偉大的，因為他是人類第一個，也是唯一一個在外太陽系星球著陸的探測器！！這是惠更斯在犧牲之前傳回的土衛六泰坦的地表圖片！失去了戰友的卡西尼只能孤軍奮戰，但他沒有放棄對土衛六的探索，他繼續踏上征途…在2009年11月26日，卡西尼再一次靠近了泰坦！！儘管科學家們推測土衛六上不大可能發現生命，但從惠更斯傳回來的地表特徵來看，土衛六其實和早期地球環境非常類似，就算沒有生命，也很有可能孕育出生命！！科學家們興奮地將泰坦稱為“映象地球”！！也因為這樣，泰坦便成了卡西尼耗費最多時間研究探索的地方…除了當年惠更斯傳回的資料…卡西尼自己經過探測後也發現，泰坦的地表面貌和地球也極為相似…有降雨，有河流，湖泊，海洋…土衛六北極附近存在3個巨大的湖泊…不過，讓人稍稍失望的是，上面海洋的成分不是水，而是液態甲烷…（藍色部分為海洋）而泰坦上最最重要的發現，便是在離地面1000公里的大氣中，發現了分子量高達幾萬的有機分子。要知道，大的有機分子很可能就是生命起源的過渡產物！！這些發現已經讓NASA無比振奮了：“從很多角度來看，它是我們迄今為止找到的最類似地球的天體之一。它有著厚厚的大氣層，且成分中富含有機物。土衛六就像幾十億年前仍處於冰凍狀態、大氣中還未出現氧氣的地球。”泰坦也是太陽系唯一一個表面已知有液態海洋、湖泊的一個天體！至於能不能出現，或者是否已經有了基於甲烷的生命形態…那是等待進一步探索的祕密…土星和土衛六泰坦…（實在太像阿凡達的場景…）之後，卡西尼又經歷了多次變軌，這一段時期，他還順帶觀測和發現了土星家族的其他衛星…2007年9月10日，卡西尼經過土衛八Iapetus…這顆衛星的奇特外表引起了科學家們的好奇，土衛八有一張“陰陽臉”，它半邊雪白，另外半邊卻幾乎漆黑一片…並且，它還擁有一個奇特的環繞球體的半圈的赤道脊…2009年11月26日，卡西尼經過土衛三Tethys…2010年3月24日，卡西尼掠過土衛五Rhea…以及土衛十一epimentheus…土衛五和土衛十一彼此離得並不遠…2011年9月15日，卡西尼拍到了土星的五顆衛星同時靠近土星環的照片…從左到右分別是土衛十Janus，土衛十七潘多拉（Pandora，沒錯，阿凡達…），土衛二恩克拉多斯，土衛一Mimas，土衛五Rhea。卡西尼一路探尋，終於在土星那多達60多顆衛星中，為人類尋找到了兩顆最有希望的地外家園——土衛六泰坦和土衛二恩克拉多斯！ 第三章：土星和土星環2010年，卡西尼再次變軌…結果又發現了不得了的東西… 這一次，是土星！！2010年下半年，土星北半球升起了一片巨大的風暴….它拖著一個長達19萬公里的尾巴，這個尾巴最終拉長環繞了土星一圈，和白色的風暴眼首尾相連起來！！這是人們有史以來見過的最劇烈的土星風暴，科學家推測它是季節性出現的，一般在土星的春天和夏天…直到把風暴都看完了…卡西尼才進一步挪窩，變軌繼續去探索新的方向…也正是這一系列變軌，讓卡西尼有機會躲到土星後面去，拍下了一張土星背光和地球的合影….2013年7月20 日卡西尼拍下了下面這張著名的照片…這一天，被NASA稱為“地球微笑日”，因為這一天，卡西尼從1億4千萬公里之外的土星給地球拍照…地球和人類，笑一笑，卡西尼從土星給各位拍照了…想知道自己在哪兒嗎？右下角那個小點便是..放大開，我們在這裡….繼續放大一些，你還能看到地球旁邊那個不太亮的白點，那是月球…2013年10月8日，卡西尼繼續變軌，這一次，他有機會繞道土星的上方，從俯瞰的角度拍攝土星和土星環…這一次，他拍到了無比清晰漂亮的土星和土星環…同時，在這個教徒，卡西尼也有機會把土星的北半球和北極點看得更清楚…這一次，他驚奇地發現，土星的整個北極，竟然是一個無比對稱的六邊形！！換個角度看得更清楚…2015年到2017年，NASA讓卡西尼走到了一個距離光環更近的軌道….開始進一步細緻研究土星環…卡西尼為我們清楚地呈現了，土星環是一個由石塊，塵埃，以及冰塊等大小不一的物體組成的巨大混合體…最薄的地方僅9米多…最厚的地方也不到100米，在天文學尺度上來說，這個環真的可以說“薄如蟬翼”了….然而它的寬度卻無比驚人！！在30萬公里到48萬公里之間….卡西尼還曾抓住了15年一遇的機會，史上首次拍攝到了土星光環裡的垂直結構，在太陽特殊的角度下，土星環的垂直部分投出的長長陰影，NASA根據陰影測出了垂直結構的高度…在土星環與環的縫隙之間，卡西尼再次拍到了母星地球….而因為卡西尼攜帶的先進拍攝裝置，我們今天得以欣賞到這些關於土星環清晰圖極高的照片…（增強彩色版土星環） 第四章：2017，壯麗終章2017年，卡西尼號迎來他的“壯麗終章”（Grand Finale）——他要撞向土星，燒燬自己…為什麼要這麼做呢？因為，卡西尼的偉大發現——土衛二恩克拉多斯和土衛六泰坦可能會有生命，恰恰成為了卡西尼的遺囑…卡西尼和惠更斯20年前從地球來到土星，很可能攜帶了地球的微生物，這些微生物很可能給泰坦和恩克拉多斯上面的生命帶來滅頂之災！！而惠更斯2005年降落在泰坦上，泰坦實際上很可能已經被地球微生物汙染了….萬一卡西尼未來在燃料耗盡時不小心墜落到土衛二恩克拉多斯上去，有可能給土衛二造成難以預料的嚴重後果！！為了防患於未然，只好讓卡西尼衝向土星，在已確定沒有生物的土星上完成自我銷燬！！ 從2017年9月11日，卡西尼將在多次變軌後，最後一次飛向土星，這一次有去無回，再無退路….然而在這生命的最後一段旅途上，卡西尼還要站好最後一班崗…這一次，他能清楚得看見那些離土星特別近的，尺寸非常小的衛星…如這個無比平滑的土衛十五Atlas…像個核桃一樣的土衛十八Pan….他躲在土星環的軌道上，像一個調皮的小孩…還有土衛三十五Daphnis….他也躲在土星環裡，儘管質量非常小，卻仍然因為造成土星環的微弱波動而被發現…他是如此之小，我們可以想象，一個人坐在Daphnis上，在漫天星斗的背景中沿著土星環遨遊，該有多麼愜意～～之後，卡西尼還會繼續測量土星環上的其他資料…今天的美國東部時間9月15日，在土星工作了20年，超期服役了9年，為人類做出無數貢獻，卻也脆弱不堪的勇士卡西尼探測器即將衝向土星地表，開始他“壯麗終章”的最後時刻…之後，他將飛速墜入土星厚厚的大氣層…在這短暫的瞬間，最後一次為地球傳輸關於土星大氣的各項資料….他會在高速飛行中燃燒，他將在軀殼分崩離析時奮力一搏，向地球傳回最後的訊號…並在犧牲前傳回最後一張照片！！ 土星訊號傳到地球表明的時間是84分鐘…在這一張照片傳地球時，我們的勇士卡西尼號已經在一小時前和土星融為一體了….而他最後的樣子，必然如同流星一般，散發著璀璨奪目的光芒，照亮了人類未來的浩瀚星空！！再見，卡西尼！再見，勇士！  ref：http://www.nationalgeographic.com/science/2017/09/cassini-saturn-nasa-3d-grand-tour/#smiledhttps://saturn.jpl.nasa.gov/the-journey/timeline/#launch-from-cape-canaveralhttps://saturn.jpl.nasa.gov/mission/grand-finale/overview/Reference:Man"s 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[圖擷取自網路，如有疑問請私訊]

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