土星，距离太阳最近的第六颗行星。它位于木星与天王星之间，是太阳系的第二大行星。i星的直径约为地球的9．4倍，质量是地球的95倍。土星的密度是太阳系中最小的，只有水密度的70％。土星与太阳的距离大约是9~10个天文单位，每29．46个地球年围绕太阳公转一周。
土星的内部含有很浓的压缩氢和压缩氦。它的大气层是奶油色的，看起来没有任何的扰动。然而，在这平静的外表下，却有着太阳系中最快的风速，这些猛烈的喷气气流在土星赤道附近以每小时约1770千米的速度奔腾。土星最为突出的特征是拥有一系列光环和至少31颗卫星。
许久以来，土星总是蒙着神秘的面纱，有关它的种种谜题，一直困扰着人类。1977年，美国航空航天局(NASA)的“旅行者”号计划，开始了对土星的探索。“旅行者1”号于1980年11月到达土星，“旅行者2”号于1981年10月到达土星。它们都向地球传回了不少资料，并发现土卫六上存在着由液态氮组成的海洋。然而，这些资料并没有揭开土星神秘的面纱，反而使土星更加神秘。人们总是在问，土星上蔚为壮观的光环究竟是怎样形成的?它的物理成分是什么?它的卡西尼环缝是怎样形成的?那里真的是真空吗?土卫六上有生命存在吗?……
为了揭开这些谜团，1997年10月15日，由NASA、欧洲宇航局和意大利航天局合作研究的“卡西尼”号探测器在美国佛罗里达州发射升空。它将花费近4年的时间围绕土星做轨道运动，以便对土星及其卫星进行空间探测。“卡西尼”计划是人类有史以来投资最多、期望值最高的探测地外生命的计划，耗资33亿美元。“卡西尼”土星探测器也是人类迄今为止发射的体形最大、复杂程度最高的行星探测器。它的质量超过5吨，足有两层楼那么高。它还带着一个名为“惠更斯”的探测器，它的任务是在土卫六的表面着陆，以便更为详细地探测这颗卫星。
土卫六是太阳系的第二大卫星(太阳系的第一大卫星是木卫三)，它的体积甚至超过了水星和冥王星。土卫六是太阳系中已知的惟一拥有大气层的卫星，科学家们甚至怀疑，在它的大气层中，可能有简单的有机分子和氨基酸高分子链存在。土卫六很像40亿年前的地球，拥有厚厚的主要由氮气和甲烷组成的大气层，其大气压是现在地球大气压的1．5倍。此外，该卫星之上还可能有液态甲烷组成的海洋。如果搞清了土卫六地面和大气的化学组成，生物学家们可能由此了解地球演变的过程，揭开生命的真正本质，并揭开土卫六上是否有生命的谜团。除了对土卫六进行探测外，“卡西尼”此行还有：其他几个目的。第一，“卡西尼”将经过土星已知31个卫星中的7个，了解它们的表面特点及成分，探索它们的起源，并发回它们的图片资料；第二，了解土星的磁气圈。NASA发现土星的自转速度比20年前慢了6分钟，他们认为这可能与土星巨大的磁场有关。这一磁场还有可能对土星的众多卫星产生影响。第三，探索土星表层的“大白点”是如何形成的以及它对大气的影响。众所周知，土星的每个夏季(相隔地球上的30年)就会发生一次强风暴。在这期间；“大白点”就会出现将近一个月，它在土星表面闪闪发光，如同聚光灯一样。这些“大白点”非常像地球大气层中台风状的气旋，被认为与大气升温有关，因此揭开这些“大白点”的形成规律，对研究地球大气有着非常大的意义。第四，了解土星光环的结构及其活动规律，了解卡西尼环缝的形成及其成分，彻底解开大行星的光环之谜，第五，了解土星的大气及其卫星的引力场。可以说，如果此行顺利，那么“卡西尼”及其子探测器“惠更斯”将对土星的物理特性、运动状况及其卫星的方方亩面进行详尽的调研，并向地球发回最新的资料。
现在，人类似乎看到了这些问题的答案。2004年12月24日，邀游太空7年，行程约35．2亿千米的“卡西尼”从1200千米的高空再次掠过土卫六，这是它和“惠更斯”分离前最后一次掠过土卫六。据NASA报道，格林尼治时间2004年12月25日凌晨，“卡西尼”与它所携带的子探测器——“惠更斯”成功分离，“惠更斯”开始独自踏上登陆土卫六的历程。
“惠更斯”探测器由法国阿尔卡特空间公司负责制造，携带了一套地表科学仪器组件。它将在探测器着陆的最后阶段发出声波，以测量土卫六表面的崎岖程度。据欧洲宇航局发布的消息，2005年1月14日，“惠更斯”进入土卫六的大气层，并最终在土卫六表面南纬10‘、东经160’附近区域着陆，对土卫六进行实地探测。到那一天，关于土卫六的所有的传奇：“海洋”、“生命”、“蓝天和白云”，都将不再是困扰人类的秘密。而在同一时间，“卡西尼”将掠过“惠更斯”着陆点的上空，从数千千米的高空记录下这个伟大的时刻。据统计，“卡西尼”号将累计环绕土卫六40次。
2005年1月14日，“惠更斯”以每小时2万千米的速度冲入土卫六的大气层。当“惠更斯”下降到距土卫六表面170千米的高度时，它将打开降落伞减速，同时抛掉隔热底板。这时，探测器携带的各种科学仪器就开始分析土卫六的大气层和表面，并将测得的数据发送到“卡西尼”号上，再由“卡西尼”号将数据转发回地球。“惠更斯”探测器着陆的最后阶段将相当平缓，其速度只有每秒几米。在探测器着陆的最后几百米，探测器将照亮土卫六的表面，以使电脑能对其表面成分进行光谱分析。在着陆的一刹那，探测器上的加速计将极其迅速地把数据通过高频天线发送出去，由此人们可以在最短时间内确定土卫六的表面性质——它究竟是坚硬的表面、积雪的表面还是液态的表面(水或者其他液化物的海洋)。在整个下降过程中，“卡西尼”号将对探测器发回的无线电信号进行持续监测，由此推断出土卫六上风的强度。而“惠更斯”上的大气结构探测仪将测量土卫六的表面温度、气压，以及探测它是否存在导致闪电的电场。整个下降过程预计将持续2．5小时-3小时。
如果“惠更斯”可以成功地着陆土卫六，并且能顺利工作的话，那么它有3分钟~30分钟的时间向“卡西尼”号母船发送数据，直到“卡西尼”号在土卫六的地平线上消失为止。由于土卫六上充满了液态的海洋，所以科学家预计“惠更斯”将掉入土卫六的海洋里，它密闭的结构将可以测量这个海洋的成分、温度、密度及其他特性。与此同时，它将拍摄图像，并同时将它所得的资料向“卡西尼”号发送。根据设计，“惠更斯”将缓缓沉入土卫六的海洋中，然后尝试再次浮起，向“卡西尼”号发送最后的信号。或许到那个时候，随着“惠更斯”的浮起，一些关于地外生命的伟大发现将震撼整个地球。
2005年1月-14日，“惠更斯”成功登陆土卫六，并发回了大量的数据资料和图片。整个登陆过程持续两个多小时。据欧洲航天局透露，根据“惠更斯”号发回的135张高质量的照片判断，在土卫六上目前并没有生命存在，但是经过20亿年后，土卫六上很可能会有生命诞生。这位发言人说：“土卫六的大气条件与38亿年前的地球大气很相似，而且从照片上可以看到，土卫六表面有甲烷、河流及冰块存在的痕迹。这些都能说明，在遥远的未来，土卫六上很可能会产生生命。”由于“惠更斯”的电池只能维持半小时，所以可以说，“惠更斯”已成功地完成了自己的使命。
据悉，“卡西尼”号将继续工作到2008年7月；希望到那时，土星及其众多的卫星都不再是待揭之谜。
“卡西尼”号此次的探测活动，对中国未来的探月计划也有着重大的意义。因为土星与地球间的距离是月球与地球间距离的上百倍，而“卡西尼”号在途经金星时，曾经利用金星引力一下子飞出了很远，省下了不少的动力。这一技术非常值得中国的探月计划实施，乃至今后的许多航天技术研发活动都能得到借鉴。
扫一扫二维码用手机阅读
