音頻科普:卡西尼號(hào)土星探測(cè)器的遺產(chǎn)(上)
發(fā)布時(shí)間:2020-06-26
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音頻科普:卡西尼號(hào)土星探測(cè)器的遺產(chǎn)(上)

各位朋友大家好,歡迎收聽《科學(xué)播報(bào)》,今天我們講卡西尼號(hào)的遺產(chǎn)。
功勛卓著的卡西尼號(hào)土星探測(cè)器已經(jīng)永遠(yuǎn)地長(zhǎng)眠在了土星的大氣中,它臨終前化作了一顆火流星,照亮了土星的光環(huán)。
1990年底,科學(xué)家卡羅琳·波爾科作為成像小組的領(lǐng)導(dǎo)者,與大西洋兩岸的同事一起,開始著手卡西尼任務(wù)。那個(gè)時(shí)候,一切還只是一個(gè)想法,是頭腦中的展望。卡羅琳和同事們經(jīng)歷了卡西尼號(hào)從設(shè)計(jì)到制造的整個(gè)過程,并在1997年10月15日親眼見證它在佛羅里達(dá)州的卡納維拉爾角發(fā)射升空。2004年,卡西尼號(hào)在經(jīng)歷了7年的旅程后終于正式進(jìn)入土星軌道,而她坐在前排目睹了這一切。從那時(shí)起,卡西尼開始徹底改變我們對(duì)土星和它周圍一切的認(rèn)知。
科學(xué)家在土衛(wèi)六發(fā)現(xiàn)了由碳?xì)浠衔锝M成的海洋,以及可與地球媲美的復(fù)雜表面環(huán)境。他們觀察了土星大氣的氣象狀況,見證了巨大風(fēng)暴的誕生、演化和消亡。在土星光環(huán)中,他們還觀測(cè)到了一些新的現(xiàn)象,這些現(xiàn)象讓我們對(duì)太陽(yáng)系的形成過程有了更多的認(rèn)識(shí)。他們還繪制了非常詳細(xì)的土星衛(wèi)星分布圖,發(fā)現(xiàn)了一些新衛(wèi)星,其中包括那些嵌在土星環(huán)里的小天體。最令人驚訝的發(fā)現(xiàn)是土衛(wèi)二的南極區(qū)域有上百個(gè)間歇泉從地下海洋中噴涌而出,這表明土衛(wèi)二具備了孕育生命的所有條件,這毫無疑問是卡西尼號(hào)最為重大的發(fā)現(xiàn)。13?年來,這個(gè)團(tuán)隊(duì)的科學(xué)家們與卡西尼緊緊地聯(lián)系在了一起。而現(xiàn)在,這次宏偉的科學(xué)探索之旅已走向終點(diǎn)。
20?世紀(jì)?80?年代初,旅行者1號(hào)2號(hào)飛掠土星后,科學(xué)家們迫切地想對(duì)土星系統(tǒng)進(jìn)行更詳細(xì)、更全面的探測(cè)。旅行者號(hào)任務(wù)拉開了人類探索土星的序幕。它們查明了土星的大小和特性,但也遺留了很多問題有待解答。旅行者號(hào)發(fā)現(xiàn),土星是一個(gè)有著復(fù)雜的大氣層、磁層和內(nèi)部結(jié)構(gòu)的行星。土星的光環(huán)是由水冰碎石構(gòu)成的一個(gè)巨大且閃閃發(fā)光的盤,在這里發(fā)揮作用的物理機(jī)制,可能也是構(gòu)建早期太陽(yáng)系和其他恒星周圍類似物質(zhì)盤的關(guān)鍵。旅行者號(hào)穿越了土星系統(tǒng)內(nèi)部,揭示了土星各個(gè)衛(wèi)星之間的巨大差異。最有趣的發(fā)現(xiàn)就是土衛(wèi)六泰坦,它是土星最大的衛(wèi)星,它的表面隱藏在不透明的濃霧之中,盡管如此,探測(cè)器還是發(fā)現(xiàn)了一些蛛絲馬跡,表明它可能存在液態(tài)碳?xì)浠衔锖Q???傊列窍到y(tǒng)是進(jìn)一步深入研究和探索的理想目標(biāo)。
卡西尼號(hào)是NASA和歐洲空間局合作主導(dǎo)的一項(xiàng)國(guó)際任務(wù),與旅行者號(hào)相比,在各方面都有著很大的改進(jìn)。它比旅行者號(hào)更大,相當(dāng)于一輛校車大小,配備了當(dāng)時(shí)最先進(jìn)的科學(xué)儀器??ㄎ髂崽?hào)還攜帶了惠更斯號(hào)探測(cè)器,這是一個(gè)寬4米、外形像一個(gè)圓錐體,配備了六個(gè)有效載荷,用于降落到土衛(wèi)六表面。
經(jīng)歷了7年的太空征程,2004年7月1日,卡西尼號(hào)完美地進(jìn)入了土星軌道。它在土星周圍運(yùn)行的軌道復(fù)雜且精密,13年的運(yùn)行軌跡就好像一朵綻放的花瓣。為了捕捉到那些偶然的事件,例如流星撞擊土星環(huán),唯一的辦法就是讓卡西尼號(hào)長(zhǎng)期停泊在土星軌道上。這讓科學(xué)家們拍到了許多罕見的景象,例如,2009 年8月,在土星秋分日罕見的光照條件下,當(dāng)太陽(yáng)光傾斜地照射在土星環(huán)上時(shí),突出環(huán)平面的垂直結(jié)構(gòu)投下了長(zhǎng)長(zhǎng)的、非常明顯的陰影。這是人類首次在土星環(huán)中發(fā)現(xiàn)這種垂直結(jié)構(gòu)。



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