卡西尼號飛船的絢麗一生:工程師們深情回顧歷程

2021-01-13 網易科技

導讀:在經歷了輝煌的科學生涯之後,卡西尼號飛船最終消失在一片火光中,成為它圍繞多年的星球的一部分。

網易科技訊:10月2日消息,當卡西尼號飛船向地球發送回最後的信息並且開始最後的死亡之旅時,美國的西海岸天還未亮。在NASA的噴氣推進實驗室中,科學家和工程師們聚集到了任務控制室,而其他人則在加州理工學院的校園中觀看衛星信號。當地時間2017年9月15日早上4:55,這顆小型軌道衛星結束了自己的使命。

噴氣推進實驗室的Brent Buffington在過去六年半時間裡一直為卡西尼號規劃飛行路線,他聲稱:「我把卡西尼號視作一個未嘗敗績的拳手或者棒球運動員,在賽季末結束了職業生涯。它是時候離開了。」

然而,即使卡西尼號在衝入土星稠密雲層的時候,也為科學做出了最後的貢獻。在它走上自我毀滅之路時,它也開始首次深入調查土星的大氣層,這是它的使命。自從2004年它抵達土星環之後,就為我們展現了土星及其衛星的驚人景象。卡西尼號任務也延長了不止一次而是兩次,這就讓卡西尼號有更多的時間探索土星的秘密。

卡西尼號的探索也並不局限於土星,它在土星最大的衛星土衛六上發現了甲烷和乙烷湖,這是已知地球之外唯一存在的液體湖。卡西尼號不僅揭開了這些星球上的奇怪地貌,還在冰冷的土衛二南極發現了間歇泉現象,揭開了隱藏在冰冷地殼下的液體海洋。

這些觀測結果幫助我們確定太陽系中遍布擁有海洋的世界,生命可能在這些世界進化,甚至在遠離太陽的星球上繁榮昌盛。最終NASA為土衛二和土衛六考慮,決定強制卡西尼號毀滅。這兩顆星球都有生命進化的條件,而且科學家們希望在未來的任務中探索可能存在的生命跡象。科學家們最大的擔心就是地球上的細菌會汙染這種類型的星球。

Buffington稱:「很可能卡西尼號飛船上攜帶的地球細菌汙染會這些原始世界。」因此他和導航團隊坐下來商討如何在保持這些原始世界乾淨的同時,讓卡西尼號獲得最大的科學探索成果。

導航團隊探索了卡西尼號飛船在燃料耗盡時幾條可能的飛行軌道。它可能永久圍繞土星軌道運行,並且在未來幾年繼續為我們發送回土星的信息。它也有可能衝進土星環,讓我們了解其中的景象。它也有可能墜毀到土星的一顆衛星上,或者離開土星飛往另外一顆巨大的星球或外層太陽系的古怪小行星。

每一種可能都被提出來,科學團隊從中尋找安置卡西尼號飛船的最佳方法,從而讓卡西尼號飛船的最後幾天實現最大的價值。最終衝入土星環的方法被很快選了出來。試圖證實哪一種方法能夠保證卡西尼號不會墜落到土衛六或者土衛二是不可能的。探索另外一顆星球的方法也被放棄,因為關於土星我們仍有許多等待解決的問題。

雖然永久圍繞土星運轉聽起來不錯,但那也是個大問題:土衛六有可能引發混亂,未來有一天可能讓卡西尼號墜入其中一顆宜居衛星。因此研究團隊決定利用土衛六的力量。Buffington在2012年離開了這個任務,但是現在返回了噴氣推進實驗室來見證卡西尼號飛船的終場表演。他聲稱,最大的突破就是我們意識到土衛六能夠成為我們的勞力。工程師們可以利用的是,當小物體從較大的移動物體旁經過時,引力會讓小物體的路線發生改變,科學家也能夠藉此做出推斷和預測。

他說道:「土衛六的單次引力吸引就能夠讓卡西尼號離開整個星環系統,讓它繞開危險區域,並且在土星和它的星環之間飛行。」在卡西尼號飛船毀滅的五年前,導航團隊就繪製出了卡西尼號的最終軌道圖。每隔10個周,他們就會向飛船發送一組導航指令。他們無法追蹤過程,但是他們能確定卡西尼號收到了指令。

噴氣推進實驗室實時飛行操控部門的負責人David Doody稱:「他們交給我們參考軌道,然後我們操控飛船飛行。」Doody和7位工程師輸入指令讓飛船在恰當的時機運行。雖然他們幫助卡西尼號進入正確的軌道,但是土衛六和它的巨大引力才是執行任務的主要擔當者。

Doody稱,如果卡西尼號在一條高速路上航行,工程師們將確保卡西尼號在正確的車道上行駛,而巨大的土衛六就像是離開的匝道。在4月份卡西尼號飛船撞向土星的命運已經不可避免,當土衛六的引力引起卡西尼號軌道發生最後一次偏移時,卡西尼號將直接撞向土星。即使此時任務操控者改變主意,也不足以讓卡西尼號逃離土衛六引發的墜毀過程。

9月13日上午3:53,卡西尼號任務工程師Michael Staab向飛船下達了最後的指令。儘管卡西尼號飛船的路線已經設定,最後一系列指令確定了它的命運。在卡西尼號飛船毀滅數小時前,Staab笑著說:「我是個無情的工程師。」在許多人用「她」來稱呼卡西尼號的時候,Staab提醒我們稱卡西尼號只是一個機器人,執行著設定好的程序。

對於Doody來說,這並非是第一次見證自己喜愛的衛星毀滅。在1994年,他向NASA的麥哲倫號飛船發出了最後的指令,指揮它衝進了金星的雲層中。雖然麥哲倫號需要一個簡單而特殊的指令自我毀滅,卡西尼號的最終之旅需要一系列漸進式改變,而且耗費了近5年時間。Doody稱,這一次非常的優雅。

當卡西尼號衝入土星的大氣層時,Doody就站在加州噴氣推進實驗室的任務控制臺前。Doody從最初就參與到這個任務中,他聲稱:「這個結局感覺既令人興奮又不可更改,這也是20年使命的終結。任務過程伴隨著血水、汗水和眼淚,現在一切都結束了,讓人有種從懸崖上跳下來的解脫覺。」

當時Staab也站在控制臺前,他已經連續工作了27個小時,而且是終場演出的支持工程師。他聲稱:「我對卡西尼號的離去感到悲傷,但是我對於它所獲得的成就感到自豪。」Buffington並未在控制室,但是也在噴氣推進實驗室內。他聲稱自己對於卡西尼號飛船的命運沒有太大的情緒變化,但是他對於完成這項任務的科學家和工程師們感到非常欽佩。

他聲稱:「如果說有任何情緒慘雜其中的話,那就是我非常感謝那些建造飛船和執行任務的工程師們,能夠讓我在其中留下自己的名字。」卡西尼號飛船在飛行控制器、工程師和土衛六的共同參與下,結束了自己絢麗的一生。它為我們提供了土星系統的諸多信息,這將激勵我們在未來數十年內繼續探索。卡西尼號飛船鼓舞著我們,讓我們所有人都不斷仰望星空並猜想那裡究竟有什麼。(過客)

本文來源:網易科技報導 責任編輯: 張祖韜_NT5054

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