惠更斯降落土卫六, 探寻早期地球的奥秘

hxp417

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2002-04-14
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惠更斯告别母船飞赴土卫六 探寻早期地球的奥秘





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共处7年, 35亿公里后告别“卡西尼”,欲揭开土卫六神秘面纱

  南方网讯 欧洲“惠更斯”号探测器于格林尼治时间25日凌晨脱离位于环土星轨道的美国“卡西尼”号飞船,飞向土星最大的一颗卫星土卫六。科学家希望“惠更斯”此行能够揭开土卫六的神秘面纱。  




“惠更斯”(中)离开“卡西尼”号飞船,飞往土卫六。



土卫六



“卡西尼”号飞船



分离模拟图

  告别母船 飞向土星卫星土卫六

  美国宇航局喷气推进实验室于格林尼治时间25日凌晨3时24分收到信号,确认“惠更斯”已经脱离母船“卡西尼”,飞向土星最大的一颗卫星土卫六。实际脱离应该发生在更早时间,因为无线电信号从土星传到地球需要一个多小时时间。

  收到信号后,实验室内工作人员的脸上都露出微笑。因为正值圣诞节期间,所以多数工作人员都是节日打扮,头戴红白圣诞老人帽,实验室内充满了节日气氛。

  “这是共同相处7年后友好的分别,”欧洲宇航局科学项目主管戴维・索思伍德发表声明说,“两个飞行器现在都将单独行动,但我们希望它们能保持联系,完成这次伟大的任务。”

  按照科学家的计划,“卡西尼”飞船上的弹射装置以每秒1英尺(约合0.3米)的速度将“惠更斯”弹出。在此过程中,“卡西尼”还使“惠更斯”的自转速度达到每秒7转。“惠更斯”必须严格按照这一状态脱离“卡西尼”,因为它自己没有能力调整飞行状态。

  喷气推进实验室项目副主管厄尔・迈泽说:“我们目前惟一能做的就是评估它的脱离状况。”

  短暂使命 着陆后只能撑半小时

  在接下来3个星期中,“惠更斯”将以“睡眠”状态飞向土卫六,探测器内部将停止工作,直至明年1月14日抵达土卫六前几小时才会被唤醒。

  “惠更斯”苏醒后,将会打开一个巨型降落伞,用两个半小时的时间缓慢降落。在此过程中,“惠更斯”将不断把采集到的数据传回母船“卡西尼”。“惠更斯”最终将以24公里的时速达到土卫六表面,如果卫星的表面是固体,探测器将在着陆后继续向母船传送数据直到电池耗尽,电池估计只能维持半小时。电池耗尽后,“惠更斯”的使命也到此结束。“卡西尼”随后将把天线转向地球,向科学家发回从“惠更斯”探测器收到的数据。

  未解之谜 土卫六是否存在液体

  欧洲宇航局派“惠更斯”前往土卫六的目的是解开这个太阳系特殊卫星的秘密。土卫六是太阳系中惟一有大气层的卫星,科学家认为卫星上的情况比科幻小说更怪异。“有不少书与这个问题有关,”“惠更斯”项目主管让-皮埃尔・勒布勒东说,“我确信它们都不对。”

  土卫六常常出现在科幻小说之中,它的体积比九大行星中的水星和冥王星还大,其大气层的主要组成元素是氮,这与地球大气层情况类似,但是其表面温度大约为零下180摄氏度。

  “某种意义上,这是前往早期地球的旅行。”索思伍德说。

  科学家目前急切想解开的一个秘密是,土卫六表面是否存在液体。“卡西尼”此前多次近距离飞越土卫六,并拍摄下图片。科学家在图片中发现明显的黑暗和明亮区域,他们甚至开玩笑用“岛屿”来形容这种情况。“惠更斯”将为这一谜团的解开提供重要帮助。

  耗资33亿美元的“卡西尼―惠更斯”探索计划由美国宇航局、欧洲航天局和意大利航天局联合实施,美国和17个欧洲国家的约260名科学家参加了这项探索计划,法国阿尔卡特空间公司负责“惠更斯”号探测器的主要制造工作。“卡西尼”号飞船于1997年10月携带着“惠更斯”号发射升空,迄今已遨游太空7年,行程约35亿公里。记者徐驰

  ■土卫六探测背景:土卫六像早期的地球

  据推测,早期地球上也许存在大量类似甲烷的碳氢化合物。科学家们说,土卫六上可能冷藏着很多化合物,一些类似的化合物也许在地球生命诞生之前就存在于地球上。甚至有科学家认为,“卡西尼”号飞船和“惠更斯”号探测器的探测结果有可能显示,土卫六很像早期的地球。(编辑:姜志)



惠更斯探测器脱离卡西尼飞船飞赴土卫六




2004年12月25日: 北京时间12月24日,“卡西尼”从1200千米的高空再次掠过泰坦(土卫六),这是它和“惠更斯”分离前最后一次掠过它。在这样的高度,我们能用肉眼分辨出“泰坦”所特有的“蓝天和白云”。这颗激动人心的星球更多的秘密我们必须穿 越它浓密的大气才能知道。

“卡西尼”所携带的子探测器―“惠更斯”号,于美国东部时间12月24日午夜(北京时间2004年12月25日中午)与“卡西尼”号成功分离,据NASA报道,分离过程十分顺利,“惠更斯”开始独自踏上登陆土卫六的历程。2005年1月14日北京时间傍晚时分,“惠更斯”将以每小时2万公里的速度冲入土卫六大气层,并最终在土卫六表面南纬10°,东经160°附近区域着陆。而那一天,将是揭开所有秘密的时刻,关于“泰坦”所有的传奇:“海洋”、“生命”、“蓝天和白云”,将在那时继续或者终结。 “卡西尼”将在同一时刻掠过“惠更斯”的着落点的上空,从数千公里的高空记录下这一“人类探索地外生命的伟大时刻”。

“惠更斯”探测器由法国阿尔卡特空间公司负责制造。该项目负责人席佩尔表示,这7年中,他们每过半年都会通过遥测检查“惠更斯”号的“身体状况”。最近一次检查(北京时间12月24日)表明,探测器状态良好。

进入土卫六大气层

2005年1月14日,“惠更斯”将进入土卫六大气层,当“惠更斯”下降到距土卫六表面170千米的高度时,打开降落伞减速,同时抛掉 隔热底板,探测器所携带的各种科学仪器将开始分析土卫六的大气层和表面。测得的数据将发送到卡西尼号上,再把数据转发回地球。

在探测器下降的最后几百米,探测器上的白光灯将照亮土卫六的表面,使电脑能对其表面成分进行光谱分析,在整个下降过程中,母船将对探测器发回的无线电信号频移进行持续的监测,由此推断出土卫六上风的强度,而探测器上的大气结构探测仪(HASI)则将测量温度、气压以及探测这颗星球是否存在导致闪电的电场。整个下降过程预计将持续两个半到三个小时。

着陆将相当平缓

当然,我们并不能保证“惠更斯”号探测器百分之百安全地着陆,但是科学家们对土卫六表面是否被液态物质所覆盖?是否存在生命 ?是否仅仅是一颗荒凉的冰质卫星?为了回答这些问题,“惠更斯”号携带了一套地表科学仪器组件(SSP),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,HASI也将借助雷达信号进行类似的测量。与此同时,“卡西尼”将累计环绕土卫六40 次。

“惠更斯”号探测器着陆的最后阶段将相当平缓,其速度只有每秒几米。在着陆的那一刹那,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,由此可以在最短时间确定土卫六的表面的性质,它究竟是硬表面、积雪的表面还是液态的表面(水或者其它液化物的海洋)

沉入土卫六的“海洋”

如果探测器在着陆后还能继续工作的话,那么它有3到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消失为止。预计探测器将掉入到土卫六的“海洋”里,它密闭的结构将可以测量这个遥远海洋的温度、密度和其他特性。与此同时,它将拍摄图象,而探测器上的电脑也将尝试对成分进行进一步分析。根据设计,探测器将缓缓沉入这颗遥远星球的海洋中,然后尝试再次浮起,向“卡西尼”号母船发送最后的信号,或许到那个时候,随着“惠更斯”艰难地浮起,一些关于地外生命的伟大发现将震撼整个地球。




  这是2004年12月14日发布的美国“卡西尼”号飞船拍摄的土星的卫星――土卫六的图片。

最后的结果

成功:将成为人类探索地外生命历史上最划时代的事件,土卫六上形形色色地迷题将被一一揭开,当然,土卫六是否存在生命?―- 或许将给我们带来这一激动人心的答案。

失败:惠更斯探测器可能在进入土卫六那稠密的大气层时烧毁,也可能在最后阶段撞上土卫六的山脉而失事,由于卡西尼计划是人类 有史以来投资最多、期望最高的探索地外生命计划,惠更斯探测器在最后关头的失败将极大挫伤人类探索宇宙、寻找地外生命的热情 。美欧等国执行此类计划的任务拨款无疑将大大受到影响,很多正在酝酿中的太空探索计划可能胎死腹中。





这是2004年12月14日“卡西尼”号飞船拍摄的土星照片,右下角是卫星土卫六。





欧空局年终大戏:惠更斯探测器奔赴“土卫六”





  2003年圣诞节,欧洲航天局的第一个火星探测器“猎兔犬2号”在经历了4亿公里的长途旅行后,终于到达了目的地―――火星。

  今年圣诞节,欧空局的另一颗探测器“惠更斯”也将正式离开搭乘了7年之久,行程35亿公里的卡西尼号探测器,独立开始其奔向“土卫六”的最后旅程。这对于惠更斯探测器的主人―――欧空局来说,无疑将是一份最重要的“圣诞礼物”。

  “卡西尼-惠更斯”计划是一个由美国国家航天局、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;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,惠更斯最早改良了望远镜发现了土卫六,由法国阿尔卡特空间公司负责制造,属于欧洲航天局所有。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。在太空中旅行了7年后,今年7月1日,卡西尼探测器进入土星轨道,正式开始其为期4年的土星探测使命,将对土星及其大气、光环、卫星和磁场进行深入考察。

  科学家为什么要研究土星和它的最大卫星“土卫六”呢?那是因为,科学家一直以来都认为,土星这颗太阳系中的第二大行星,可能掌握所有气态巨型行星长期演化的重要线索。科学家希望通过此次探测,了解土星形成的过程,并了解其强大的磁场如何影响其卫星和“土卫六”的大气层。而“土卫六”的大气层中由于富含甲烷和氮,更引起了科学家们的兴趣和关注,因为在太阳系各大行星及其卫星中,只有地球和“土卫六”的大气层中富含氮。而且,“土卫六”上有着丰富的生物化学物质,科学家希望通过对“土卫六”大气层和表面冰川有机化合物质的分析研究,探求地球生命的起源。

  根据欧空局今天提供的资料,卡西尼探测器将在12月17日进入奔向“土卫六”的轨道,开始准备释放惠更斯的行程。21日,卡西尼探测器上的所有仪器设备都将进入释放惠更斯的准备阶段,惠更斯也将启动自身的定时装置,以便在到达“土卫六”表面几个小时之前,准时“唤醒”这颗沉睡了7年的探测器。按计划,在25日凌晨,卡西尼将正式释放惠更斯,分离后的惠更斯探测器将以每分钟自转7周、每秒前进35厘米的速度,奔向自己最终的目的地―――“土卫六”。28日,卡西尼将离开奔向“土卫六”的轨道,重新开始其探测土星的使命,同时准备接收和存贮由惠更斯探测器发来的探测数据并将其传回地球。

  2005年1月14日中午,独自航行了22天的惠更斯探测器将进入“土卫六”上空1000公里的大气层。在距离“土卫六”表面约170公里处,探测器将自动打开降落伞,准备正式着陆。整个着陆过程将持续2小时15分钟,在此期间,惠更斯上的各个探测设备将收集“土卫六”大气的各项数据,其中,“气象层质谱分析仪”将收集分析大气组成;“降落摄影光谱无线电仪”将拍摄气态甲烷照片和降落的全息摄影,并对“土卫六”的地表组成进行光谱分析。这些数据将同惠更斯探测器上其他设备探测收集到的有关“土卫六”风场强度、温度、气压、电场和磁场等的数据,一起经卡西尼发送回地球。
 
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