「卡西尼號」太空飛船對泰坦星的探索歷程!

2020-12-04 繁星說數碼

「卡西尼號」太空飛船對泰坦星的探索歷程!

除了「惠更斯」探測器,「卡西尼號」太空飛船也正在對泰坦實施科學調查,來看看它對泰坦星的探索歷程吧!該宇宙太空飛船正執行著45項指定性近距離途徑泰坦(土星最大的衛星)的飛行,期間最近距離的飛行距地表僅590英裡(950千米)。泰坦是處於「卡西尼號」太空飛船的運行軌道中,大小唯一足夠能使「卡西尼號」太空飛船獲得意思非凡的重力助推飛行的土衛星。「卡西尼號」太空飛船以精準的領航和點的定位飛越泰坦,將會實現對飛行軌道形狀的測定。這次任務的策劃方法與「伽利略號」宇宙太空飛船利用其與木星的大衛星(蓋裡列奧衛星)的相遇來定形其成功的木星系科學之旅的方法十分相似。

目前所計劃的「卡西尼號」宇宙太空飛船的主要任務於2008年6月30日結束。這時,「卡西尼號」太空飛船到達土星已有4年,也是距最後一次飛躍泰坦後的第三十三天。最後一次飛躍泰坦將是在2008年5月28日。最終旅行的目的地正在(預先)選定,為了在2008年6月31日定出「卡西尼號」飛越泰坦旅行的位置,以期在資源允許的情況下(如狀態控制推進物),為任務操控員們在擴展任務中提供更多的飛越機會。

最初包括人造衛星和「惠更斯」探測器的「卡西尼號」宇宙太空飛船是迄今為止在太陽系內最大最精密的宇宙太空飛船。該繞軌太空飛船淨重為4675磅(2125千克)。當質量為704磅的「惠更斯」探測器和發射器接頭相連使6890磅的狀態控制操縱推進物即被裝載時,集合式的宇宙太空飛船獲得總值達12570磅的質量。發射時,全部集合的「卡西尼號」宇宙太空飛船高為22英尺(6.7米),寬為12.9英尺(4米)。

「卡西尼號」太空飛船擁有共18件科研儀器,其中6件被安裝於鍋形的「惠更斯」探測器內。這個歐洲航天局贊助的探測器在2004年12月25日的「卡西尼號」任務後便從主繞軌太空飛船分離,並在2005年1月14日進入泰坦的大氣並成功地進行了科學探查。探測器的科研儀器包括了氣相收集熱解器、高清圖像器、光譜輻射器、都卜勒風測實驗、氣體色譜儀、質譜儀、大氣結構儀和地表科學儀器包。「卡西尼號」宇宙太空飛船的科研設備包括:合成紅外線分光計、成像系統、紫外線成像儀、仿真紅外製圖分光計,成像雷達、無線電科學儀、等離子光譜儀、宇宙塵埃分析儀、離子及中性質譜儀、磁力計、磁氣圈成像儀、無線電及等離子波科學儀。宇宙太空飛船通訊天線的遙感勘測也被應用於對泰坦和土星大氣的觀測中,並用來測量此行星及其衛星的重力場。

「卡西尼號」太空飛船(包括「惠更斯」探測器和繞軌太空飛船)被設計為實施對土星、其光環、其磁場、其寒冷衛星及其主衛星泰坦的細緻的科學研究。「卡西尼號」對土星的繞軌飛行科學研究包括:雲層所有物和大氣成分;風和氣溫;內部結構和循環;電離層的特徵;行星的起源和演變。對土星光環系統的科學研究包括:結構和構成:光環內的動態過程;光環和衛星的互相關係;塵埃和為流星體環境。

土星磁氣圈包括圍繞此行星的極大的磁泡,這些磁泡產生於它的內部磁體。磁氣圈還包括磁泡裡的帶電的中性粒子。土星磁氣圈的科學探查包括:它現今的構造;粒子的成分、來源和衰退;動態過程;與太陽風、人造衛星、光環的相互作用;泰坦與磁氣圈和太陽風的相互作用。在「卡西尼號」的繞軌飛行期間(從2004年7月1日-2008年6月30日),「卡西尼號」太空飛船將對所有已知的土星冰衛星實施飛越。這些飛越的結果就是,宇宙太空飛船上的儀器將探測到:這些冰冷的衛星的特徵和地質歷史;表面修正機制;表面成分及分布;主要成分和內部結構;這些衛星與土星磁氣圈的相互作用。

土星的衛星各不相同一—從行星般的泰坦到直徑只有10英裡(千米)的小型的、不規則的物體。現在,科學家們相信,所有這些球體(也許除了月亮)不僅有液態的冰,也存在其他化學成分,例如甲烷、氨和二氧化碳。對無人駕駛宇宙太空飛船的太空探索關注之前,科學家們相信,外星球的衛星是相對枯燥的並且已地理性死亡的。他們推測,(行星的)熱源不夠溶化這些衛星的覆蓋物以提供液態資源,或者甚至是半液態、冰或矽酸鹽漿。

似乎泰坦並沒有引起科學家們足夠的驚奇,2006年3月,「卡西尼號」宇宙太空飛船發現了液態水庫的跡象,從土衛二恩科拉多斯上的黃石公園般的噴泉中噴出。極罕見的液態水出現在極近地表的地方,這引起了很多關於神秘土衛星的新的科學議題。現在的一個假想是水在土衛二上的噴射可能是從近地表的液態水包噴射出來的,這些水在32下(0℃)以上,像是地球上的黃石公園老忠實噴泉的冷水版。

這項發現將土衛二歸到了太陽系的一個獨特的群組一—即存在活火山作用的行星體群。木星的衛星愛莪、地球、也許還有海王星的衛星Triton(海衛一),都是目前所知的這個獨特群組中的成員。液態水現在存在在衛星冰凍的地殼下約只有100英尺(30米)或更淺,這使土衛二成為太陽系中最令人激動的地方之一。

科學家們很快指出,最近的發現使地外液態水的搜尋出現了一個驚人的轉折。土衛二上的這類液態水跡象與科學家在木衛二上看到的完全不同。木衛二的表面地理特徵的跡象表明,在木衛二的內部存在一個含液態水的海洋。木衛二上的跡象是(用「卡西尼號」太空飛船裝置的儀器)直接觀測到水蒸氣從接近地表的液態水源處蒸發掉。

以上就是筆者想說的「卡西尼號」太空飛船對泰坦星的探索歷程,你看明白了嗎?好了,本期就先說到這裡了,咱們下期再見!

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