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1、卡西尼号探测器关于土星探测计划：土星：仅次于木星的第二大行星，直径 119837 公里。距离太阳平均距离为 14.2 亿公里。现已发现有 7 到光环，31 颗卫星。“卡西尼”号探测器：于 1997 年 10 月 15 日发射升空。全长 6.7 米，宽 4 米。 加载惠更斯(Huygens)探测器后总重量为 5724 公斤。在今后的 4 年中将在轨道上飞行 76 圈。“惠更斯”探测器：锅型太空飞行器，直径 2.7 米，总重 320 公斤。将于今年 12 月 24 日从“卡西尼”号上分离，并于 2005 年 1 月 14 日进入土星卫星“提坦”的大气 层。该计划整体耗资 33 亿美元，由美国 NA
2、SA，欧洲航天局，意大利航天局共同承 担。1997 年 10 月 15 日，卡西尼惠更斯号飞船从肯尼迪航天中心发射升空，现在它 已经进入了土星轨道。这个项目由两部分组成：卡西尼号轨道器将会环绕土星及其卫 星运行四年之久，而惠更斯号探测器则会深入土卫六浓雾包围的大气层并在其表面着 陆。安装在这两枚探测器上的精密仪器将会为科学家们提供帮助弄清这片神秘而辽阔 区域的重要数据。卡西尼惠更斯号是不同国家的三个航天局的协作成果。有十七个国家参与建造 了这艘飞船。卡西尼号轨道器由美国国家航空航天局下属的喷气推进实验室建造和管 理。惠更斯号探测器由欧洲航天局建造。意大利航天局则为卡西尼号提供了用于通讯 的高增
3、益天线。来自世界各地总共超过 200 位科学家将会参与研究收集到的数据。发射发射1997 年 10 月 15 日 16 时 43 分，卡西尼号从卡纳维拉尔角航天基地第 40 号发射台 成功发射升空。第一次掠过金星1998 年 04 月 26 日 21 时 44 分 41 秒，卡西尼号从 284 千米上空第一次掠过金星。第二次掠过金星1999 年 06 月 25 日 04 时 29 分 55 秒，卡西尼号从 603 千米上空第二次掠过金星。掠过地球1999 年 08 月 18 日 11 时 28 分，携带了 32.8 千克放射性钚-238 的卡西尼号到达 地球附近。探测器以 19.0 千米/秒的
4、速度从南纬 23.6 度，西经 128.5 度附近区域，南 太平洋 1171 千米上空成功掠过地球。掠过木星掠过木星2000 年 12 月 30 日，卡西尼号飞临木星周围。接近土星接近土星2004 年 03 月 22 日 15 时 42 分 14 秒距离土星 5000 万千米。2004 年 04 月 13 日 03 时 35 分 12 秒距离土星 4000 万千米。2004 年 05 月 04 日 10 时 59 分 09 秒距离土星 3000 万千米。2004 年 05 月 25 日 10 时 40 分 06 秒距离土星 2000 万千米。2004 年 06 月 14 日 19 时 15 分
5、 22 秒距离土星 1000 万千米。进入土星系进入土星系2004 年 05 月 18 日，来自土星的引力首次超过来自太阳的引力，卡西尼号正式进 入土星系。掠过土卫九掠过土卫九2004 年 06 月 12 日 03 时 33 分，卡西尼号到达距离土卫九最近位置，距离土卫九 2068 千米，并获得清晰的土卫九照片。进入环绕土星轨道进入环绕土星轨道2004 年 07 月 01 日，卡西尼号将会进入环绕土星轨道。2004 年 07 月 01 日 10 时 38 分，卡西尼号将会到达距离土星最近位置，距离土星 上层大气只有 18000 千米，这个距离不足土星半径的三分之一。2004 年 07 月 01
6、 日 09 时 12 分开始，卡西尼号的主发动机将会持续工作 97 分钟， 使飞船进入环绕土星轨道。2004 年 7 月 1 日，卡西尼惠更斯号飞船将会启动它的主发动机减速，使飞船被 土星引力俘获进入轨道。飞船将会开始花费四年之久漫游这颗环绕着光环的行星及其 神秘的卫星、美丽的光环以及复杂的磁场环境。土星漫游期间，卡西尼号将会完成 74 圈环绕这颗环绕着光环的行星飞行，44 次近 距离掠过神秘的卫星土卫六，以及多次掠过土星其它冰封的卫星。惠更斯号也将在 2005 年 1 月 14 日开始它的使命。惠更斯号将于 2004 年 12 月 25 日与卡西尼号分离，2005 年 01 月 14 日进入
7、土卫六 大气层，并于 120150 分钟后在土卫六表面南纬 10，东经 160附近区域着陆。2008 年 6 月 30 日卡西尼惠更斯飞船基本任务终告完成。(卡西尼号的探测成果卡西尼进入土星预定轨道并发回首批图片卡西尼进入土星预定轨道并发回首批图片在“卡西尼”号国际太空船进入土星探测预定轨道后数小时后，传回了首批土星 光环的近距离图象。图象显示出光环上布满纹路，看上去好象水面上荡漾的波纹。“卡西尼”号探测器传回的首批照片是在其成功穿越土星光环间隙并进入土星探 测预定轨道的过程中拍摄到的。 美国 NASA 喷气推进实验室的科学家和工程师们近期来一直密切跟踪着“卡西尼” 号土星探测器的一系列监控信
8、号。最后，卡西尼号探测器成功穿越土星光环中的一道 间隙，并顺利点燃制动引擎，平稳进入环绕这颗巨大行星的预定轨道。科学家称如果 制动引擎点火失败，探测器就将会与土星擦肩而过。科学家对“卡西尼”号土星探测器的表现感到满意。该项目首席专家 Julie Webster 称：“探测器的表现非常完美。在卡西尼号最接近土星的时候，探测器进入了 距离土星云层顶端 12500 英里的高度飞行。在探测器今后 4 年的任务中，它将不会再 如此接近这颗行星。” 图一）：“卡西尼”号土星探测器进入预定轨道后发回首批图片，土星光环的真面目露 出冰山一角图二：图为从“卡西尼”号土星探测器传回的土星光环中最外端光环纹路图片。
9、图片的波纹是土星卫星引力场影响所产生的“密度波纹”。土星光环神秘面纱被揭开土星光环神秘面纱被揭开 由冰和泥浆构成由冰和泥浆构成科学家从“卡西尼”号土星探测器最新传回的图片报告中分析发现，在土星美丽 的光环中，最靠近内侧区域的光环带中夹杂着大量的岩石块和泥浆物质，这样看来土 星光环比曾经估计的要显得“泥泞”得多。美国科罗拉多大学的研究人员拉里-艾斯波斯多称：“我们在最近的十多年里已经 发现土星光环大部分都是由水构成的，但是从现在的最新研究来看，随着逐渐向光环 的外围地带发展，其中水的存在形式将会变得更加复杂多样。”“卡西尼”号最近传回的是紫外光谱图象，通过与 6 月 30 日探测器穿越土星光环
10、间隙时拍摄到的红外图象的合成处理，宇宙中这一宏伟的结构以一个更让人困惑的全 新形象重又展现在科学家们的面前。科学家们目前还不了解土星光环的确切成因。一种观点认为，曾经有从太阳系以 外飞来的冰块物质如彗星等在受到吸引而靠近土星时被土星引力场的巨大作用撕碎， 最终形成了土星的光环。虽然目前从最新的观察中还不能就此下定论，但这次的图象 分析数据在一定层面上还是支持了上述观点。拉里-艾斯波斯多在对土星光环的描述中称：“探测中发现光环中的冰就象是一种 泥浆，与滑冰场里泥态物质类似。”他指出目前还无法断定这种泥态物质的构成成分，但看上去很可能是些硅酸盐和有机物质，这与地球上构成岩石和泥土的原料十分吻合。
11、同时在这些冰块中被认为还包含有一些冻结了的氨等物质与水混合在一起。“卡西尼”号探测器所携带照相设备目前还无法达到辨别出组成土星光环的独立 冰冻石块和更小微粒的分辨率。但是研究人员正在实验室中进行利用紫外光谱技术区 分水和其它物质的相关研究，将这些最新拍到紫外线图片与上述研究成果结合起来， 将有助与人们更确切地了解土星光环的组成情况。拉里-艾斯波斯多强调称，虽然目前的研究进展还不能给人们带来更多的惊奇发现， 但是这已经是对紫外和红外技术最详尽的研究了，其结果将留待科研人员以后结合实 际图象再做更深入的研究。科学家们相信土星光环中泥土和水的浓缩混合物质将给人们提供一些能揭示光环 起源和演变的线索。
12、拉里-艾斯波斯多认为在很久以前，由冰物质构成的光环受到来自流星等较暗物质 的冲击，使得土星光环上出现明暗交替现象。与光环中存在的较暗物质相比较，冰物 质集中的地方则光环表现得较为明亮。同时土星众多的卫星也起到一定的作用，在众 多卫星的引力场的扰动下，土星光环出现明暗交错的“密度波纹”。这在 1981 年的 “航海者”2 号探测器和这次的“卡西尼”号的探测中都得到了验证。因为土星光环周 边的卫星引力将会把光环中的物质向外侧拉扯，导致这些微小颗粒聚集成块。“密度 波纹”显示出光环中凝结成冰的水分布的情况。但是拉里-艾斯波斯多也表示具体是否 真是这种情况还有待进一步研究确认。“卡西尼”号土星探测器是
13、用 17 世纪的天文学家多米尼克-卡西尼的名字命名的， 是他首次发现了土星光环上著名的“卡西尼分界带”。而土星上的光环则是在加俐略 发明了天文望远镜不久后由其本人首次观测到的。土星光环自里向外按 D, C, B, A, F, G, E 的顺序依次分布了 7 个子光环，其中的 F 光环就是由前文中提到的拉里-艾斯波 斯多从“先驱者”11 号探测器收集的数据中首次发现的。(图一：土星光环的紫外光谱图片，左侧暗红色区域就是著名的“卡西尼分界带”，紧 挨在其右边的则是土星的 A 号光环，图中蓝色表示由水凝结成的冰构成的光环。图二：土星光环的紫外光谱图片。红色区域是由微小颗粒状物质构成的浓密光环带；蓝色
14、区域则是由水凝结成的冰构成的光环带。“卡西尼卡西尼”与土卫六亲密接触与土卫六亲密接触本报综合报道 据美联社报道，美国喷气推进实验室的科学家 3 日公布了“卡西 尼”号飞船拍摄的土星最大卫星土卫六表面的照片。这批照片被科学家称为迄今为止 最佳的土卫六照片，借助仪器，他们首次清晰地看见了土卫六的表面。但是出乎科学 家们意料的是，照片上并没有显示土卫六上任何有液体存在的证据。 近距离拍摄土卫六 这些照片是“卡西尼”号 2 日第一次经过土卫六时在距离 34 万公里的地方拍摄下 来的。“卡西尼”号拍摄到了土卫六大约 2表面的情况，科学家正在对照片进行分析。 “卡西尼”号携带的可见光红外扫描辐射计能够描绘
15、出土卫六表面的矿物和化学特征。 图像分析小组的科学家伊丽莎白特塔博士说：“这些照片非常特别，我们仍在尝试 去了解土卫六的表面。” 没有发现液体 在这批照片中，科学家没有如预想中那样看到能显示土卫六上有液体存在的明亮 的闪光物。科学家巴恩斯说：“我们原本以为我们能看到一些明亮的闪光物，但是现 在却一点也没看到，我们有一些困惑。”照片中惟一的闪光区域是土卫六南极附近的 一片甲烷气体。根据以前对土卫六的观测，科学家们都认为土卫六表面的明亮区域是 水冰，黑暗区域则是碳氢化合物的混合物质，而事实正好相反，在这次“卡西尼”号 传来的照片上冰显示为黑暗区域。科学家们推测，这是由于其中混杂了由降水带到土 卫六
16、表面的有机物质造成的。 地质运动类似地球 科学家表示，土卫六的南半球被多种物质覆盖，而北半球有一个模糊的环形物体， 可能是一个巨大的环形山。照片还显示有一些线状物体，可能是河流或山脉。土卫六 表面可能发生过一些与地球相似的地质运动，包括风以及河流湖泊导致的腐蚀现象。 土卫六是“卡西尼”探测计划的一大重点，有关研究能够帮助人们了解生命的起 源。土卫六是太阳系“个头”最大、唯一有着厚密大气的天然卫星，大气中含有碳基 化合物。科学家一直认为土卫六表面可能存在海洋或湖泊，而地球生命尚未出现之时 存在的许多化合物，土卫六上目前也有。照片上可清楚地看到大量的土卫六云层和其冰冻表面的某些特征。照片上显示的 这些情景令科研人员莫名其妙。正如 NASA 科学家们伊丽莎白-图特尔(Elizabeth Turtle)所述：“这与我们此前的预料大相径庭，但我们还是要不断努力去尝试了解开 土卫六表面结构之谜”。科学家们推测，土卫六表面模糊不清的圆形印痕很可能就是一个巨型的弧坑，而 线状痕迹则可能是其表面的碳氢化合物河流。“卡西尼卡西尼”传回土星传回
