细察土星奇观胜景

细察土星奇观胜景

太阳系中共有8颗大行星,距太阳由近及远,土星属于第6颗。土星周围有17颗天然卫星绕其飞行,其“腰部”缠绕着一圈绚丽多彩的光环——土星环。此外,土星上还保留着大量太阳系形成时的原始物质。这一切,给土星蒙上了一层神秘的面纱。探测土星,研究土星及其卫星,不仅有助于人类了解太阳系形成、发展的历史,对于研究地球自身大气的进化也有重要的意义。

“先驱者11号”探测器

“先驱者11号”于1973年4月6日启程,它以探测土星为主要责任。1979年9月1日,“先驱者11号”从距土星3400千米的地方掠过,第一次拍摄到了土星的照片。它探测了土星的轨道和总质量,测量了土星大气成分、温度、磁场,发现了两个新光环。探测了土星之后,“先驱者11号”便从天王星近旁掠过,与“先驱者10号”同于1989年飞离太阳系。

“旅行者1号”和“旅行者2号”探测器

1977年8月20日和9月5日,美国先后发射了“旅行者2号”和“1号”探测器,这两个姊妹探测器沿着两条不同的轨道飞行,担负探测太阳系外围行星的任务。它们于1980年11月13日和1981年8月26日分别飞近土星考察。它们的土星探测之行,初步揭示了土星家庭的面貌。

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“旅行者1号”掠过土星时,发现成千上万的光环群,形成一组交错在一起的环形彩带。“旅行者1号”还着重探测了原来认为是太阳系最大的一颗卫星——土卫六,但从拍回的照片上发现土卫六的直径只有4828千米,而不是过去认为的5760千米,因此判定它小于木卫三,从而退居为太阳系的第二大卫星。此外,还发现了土星的几颗新卫星。

“旅行者2号”则对新发现的土星环和几个卫星作了近距离探测,向地球发送回1万多张照片。

由于上述探测器都没有携带着陆舱,只是在飞越土星时远距离地进行探测,所以图像清晰度差,数据不全面。它们都如土星的“观光者”,来去匆匆。土星的真面目,仍然是人类的一个谜团。

“卡西尼号”探测器

为解开土星之谜,1997年10月15日从肯尼迪发射中心发射了大型的土星探测器——“卡西尼”探测器。这是20世纪最后一艘行星际探测的大飞船。此次探测计划耗资巨大,从1990年开始研制,至2008年使用期满,总开支高达32亿美元。

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“卡西尼”探测计划是一个由美国国家航空航天局、欧洲航天局和意大利航天局三方合作的对土星进行空间探测的科研项目。“卡西尼”土星探测器由美国国家航天局负责建造,以意大利出生的法国天文学家卡西尼的名字命名,其任务是环绕土星飞行,对土星及其大气、光环、卫星和磁场进行深入考察;“惠更斯”探测器以荷兰物理学家、天文学家和数学家惠更斯的名字命名,其任务是深入土卫六的大气层,对土星最大的卫星土卫六进行实地考察。

土星探测器“卡西尼”的外形非常庞大,由轨道器和子探测器(“惠更斯”)组成。其中,轨道器上载有12台科学探测仪器,“惠更斯”携带6台科学仪器。“卡西尼”的总重超过5700千克,是往昔的“旅行者”探测器的数倍。如此庞然大物,即使当前全球推力最大的商用火箭“大力神-4B”,也无法使其加速至可以直飞土星的速度。“卡西尼”要到达土星,中间需要多次借力飞行,即借助星际(如金星、木星等)引力来完成这次太空长征。

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1997年10月15日,搭载着“惠更斯”的“卡西尼”探测器离开地球,开始了漫长的土星探测之旅。2004年7月1日,在太空旅行了7年后,“卡西尼”探测器进入土星轨道,正式开始为期4年的土星探测使命。“卡西尼”传回的第一批照片是在进入土星的过程中从土星环黑暗的一侧拍摄的,随后传回的照片是从被阳光照耀的另一侧拍摄的,照片更加清晰,显示了土星环结构和边缘的更多细节。

2004年12月25日凌晨,“惠更斯”探测器脱离位于环土星轨道的美国“卡西尼”飞船,飞向土星最大的一颗卫星土卫六。土卫六上有富含有机物的海洋,与地球的原始状态特别相似。土卫六的探测和研究,对于人类揭示地球生命的诞生之谜起到极大的推动作用。2005年1月14日,探测器抵达土卫六上空1270千米的目标位置,同时开启自身的降落程序,穿越土卫六的大气层,成功登陆土卫六。

“惠更斯号”重319千克,外形像一个贝壳,前部有一个防热盾,配备有3个降落伞,以用于降落过程。“惠更斯号”上还安装了6台测量压力、温度、风速、大气成分的仪器,为科学家们分析土卫六提供了更加充足的数据。