卡西尼探测器首次穿越土星与最内侧光环之间区域

谁说的等待 · 发表于: 2017-3-28 08:42:00

　　卡西尼（Cassini）飞船，美国宇航局制造，曾在在土星最大的卫星土卫六的高层大气中发现了甲烷云层。

寻找外星生命的最佳机会？木卫二探索终将拉开帷幕

在木卫二崎岖不平、冰天雪地的地壳下方，有一片巨大的海洋。

“木卫二快艇”号探测器将至少开展45次近距离飞掠木卫二行动。

　　北京时间3月28日消息，据国外媒体报道，在历时20年的研发和“心碎”之后，对木卫二的探索终于即将拉开帷幕。这是否将成为我们在太阳系中找到外星生命的最佳机会呢？
　　木卫二是一颗冰封的星球，仅比月球稍小一点儿。从远处望去，木卫二上仿佛镌刻着许多暗色的条纹，就像幼儿的涂鸦一样。而靠近了看，它们其实是冰面上长长的裂隙，有时可绵延数千公里。许多冰隙中充满了一种未知的污染物，被科学家称作“棕色浆糊”。除这些冰隙之外，其它地方则地形多变、崎岖不平。
　　木星的巨大引力产生的潮汐力使木卫二周期性地拉伸与扩张。但木卫二的地表之所以如此崎岖多变，主要还是因为这层冰壳漂浮在液态水构成的海洋之上。
　　“我们从此前的探索任务中得知，木卫二冰壳下方存在液态水，因此木卫二是最激动人心的寻找地外生命目标之一。”伦敦大学学院马拉德（Mullard）太空科学实验室的安德鲁·科茨教授（Prof Andrew Coates）指出。
　　木卫二的液态水可能深达地表下方80至170米，意味着木卫二上的液态水储量很可能是地球上全部海水总和的两倍。
　　水对于生命至关重要，而除此之外，木卫二海洋中也许还存在其它物质，如微生物的能量来源等。不仅如此，这片地下海或许还能通过多种途径与地表相连，如从冰壳中冒出的、温度较高的少量冰屑。因此，对木卫二地表的探索或能帮助我们更好地了解其地下海状况。

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木卫二的分层结构。

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伽利略号拍摄的四张木卫二图片。

　　目前，NASA正在筹备两项木卫二探索计划，并在于休斯顿举行的第48届月球与行星科学大会上开展了相关讨论。
　　第一项任务名叫“木卫二快艇”（Europa Clipper），预计将于2022年启动。第二项任务则计划登陆木卫二表面，预计于几年之后开展。
　　NASA喷气推进实验室“木卫二快艇”项目科学家罗伯特·帕帕拉多博士（Dr Robert Pappalardo）表示：“我们正在探索木卫二宜居的可能性，寻找水和能量来源等生命必备物质。为达到这一目的，我们将分析地下海和冰壳的组成成分和地质构造。”
　　“木卫二快艇”探测器将携带九台设备，其中包括用来拍摄木卫二表面的摄像机，用来分析其成分的质谱仪，可穿透冰层寻找地下水、并对冰壳开展三维测绘的雷达，以及用来分析海洋特征的磁力计。
　　不过，自从伽利略号探测器于上世纪90年代发现木卫二存在地下海的证据以来，我们逐渐了解到，木卫二并非独一无二。
　　“在过去十年间，我们发现太阳系外层存在海洋的星球并不鲜见，这是行星探测界最重要的发现之一。”“木卫二快艇”项目科学家科特·涅伯博士（Curt Niebur）指出。
　　例如，土卫二南极就有冰屑从冰隙中喷出。
　　科学家计划在2020年之后也对土卫二开展探测任务，但涅伯认为木卫二的价值更加突出：“木卫二比土卫二大得多，内容也更加丰富，有更多的地质活动、更多的水、更大的储水空间、更多热量、更丰富的物质、环境也更加稳定。”
　　但最重要的是，木卫二有着更理想的周边环境。其轨道深入木卫二强大的磁场中，因此能够困住并加速宇宙粒子。这一过程中形成的高强辐射带对于探测器的电子元件危害巨大，因此开展任务的时间大大受限，仅能持续几月、甚至几周。这些辐射也对木卫二地表造成了影响，促进了氧化物的产生。而在地球上，氧化物与还原化合物间发生的氧化还原反应恰好为生命提供了所需的能量。

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“木卫二快艇”号探测器或能确定木卫二上是否存在生命。

　　不过，木卫二地表生成的氧化物只有进入地下海、才能为微生物所用。好在使地下水上涌的对流过程也能将地表物质带入地下。进入地下海之后，氧化物便可与海水和岩床反应生成的还原物发生化学反应。
　　“这就像电池供电，阴阳两极都必不可少。”帕帕拉多解释道。
　　对于帕帕拉多等科学家而言，这些计划中的任务意味着二十年来的梦想即将实现。自从上世纪90年代探索木卫二的概念诞生以来，科学家就不断提出各种野心勃勃的提议，最终却纷纷折戟。
　　美国和欧洲甚至曾计划向木卫二和木星最大的卫星木卫三分别派遣探测器。但由于经费问题，这一计划不得不取消。
　　“18年来，每次有人提出木卫二探索计划，我都默默祈祷，最终却只能看着计划流产。”科特·涅伯表示。“这条道路无比漫长，使我们屡屡心碎。”
　　虽然探索木卫二的成本不会高出卡西尼号和好奇号探测器，但依然代价不菲。
　　科学家首先要解决机械挑战，如仪器在木星辐射带中的运行问题。探测器设备必须用钛之类的金属隔离起来，但帕帕拉多博士指出，仪器不能被保护得太严密，否则就无法探测木卫二。
　　因此为保障探测器安全，NASA不得不改变行动路线。“我们原本认为，既然伽利略号已经飞掠了木卫二，下一项任务自然是发射轨道探测器。”涅伯表示。但“木卫二快艇”探测器为减少辐射，将采用围绕木星飞行的方式，在三年半时间里，至少开展45次近距离飞掠木卫二行动。“
　　“我们可以绕开围绕木卫二飞行带来的技术问题，提高任务可行性，同时通过增加飞掠次数，取得同样的探测结果。”参与该项目的科学家指出。
　　木卫二附近的光照强度仅有地球上的30分之一。但NASA仍计划采用太阳能电池板为其供能，而不是其它太阳系外层探测任务使用的放射性发电机。
　　“多年的研究工作使我们不得不抛却之前的想法，沉湎于美好的梦想，而是专注于现实，专注于最卓越的科学技术。”涅伯说道。
　　2011年，美国与欧洲的合作任务取消之后，国家研究委员会发布的一项报告重申了探索木卫二的重要性。即便如此，经费问题仍使NASA对此持谨慎态度。
　　但美国国会的支持改变了局面。对木卫二的探索获得了民主党与共和党的共同支持。共和党国会议员约翰·科尔伯森（John Culberson）是众议院拨款委员会的主席，NASA经费便在该机构的管辖范围之内。现年60岁的科尔伯森就读高中时曾用自己购买的望远镜眺望过木卫二，自此之后就一直对其神往不已。四年来，虽然NASA并未提出要求，但他领导的委员会不断向参与木卫二研究的科学家拨款。
　　有了慷慨的投资，“木卫二快艇”技术问题的解决速度很快超过了其它任务处在该阶段（B阶段）时的情况。登陆器仍处于研发早期阶段（即早期A阶段），但针对该任务科学价值的报告已经在月球与行星科学大会上进行了讨论。
　　该登陆器并未得到美国总统2018年预算拨款。但NASA行星科学部门主管吉姆·格林博士（Dr Jim Green）表示：“这项任务极其激动人心，因为它能从人类难以到达的星球表面告诉我们，人类还需开展怎样的研究。”
　　“我们还有很长的路要走，必须勤勤恳恳，弄清我们需要进行哪些测绘工作。未来获得了足够的资金之后，我们才能顺利开展下一步研究。”
　　二十年来，科学家提出了许多新颖的木卫二登陆器设计方案，说明登陆木卫二将使我们收获颇丰。马拉德太空科学实验室的格林特·琼斯博士（Dr Geraint Jones）针对其中一种名叫“穿透器”的设计进行了研究。
　　“这一技术还未实际采用过，但可行性很高。”琼斯博士解释道。该探测器将被卫星弹射出来，“以每秒300米的高速重重砸向木卫二表面，”从而使内部冰层暴露在外，供仪器进行分析。当然，这些仪器经过了特殊设计，能够承受剧烈撞击。
　　而NASA设计的登陆器将采用2012年好奇号登陆火星时运用的“空中吊车”技术，缓慢降落在木卫二表面。着陆时，登陆器将开启自动着陆系统，实时监测地面情况，避开危险因素。
　　“木卫二快艇”探测器可从空中确定合适的着陆地点。“它可以寻找地下水距地表较近的区域，也许这些地方温度较高、还存在有机物。”帕帕拉多表示。
　　该探测器将配备高敏仪器，还将配有一台反旋锯，用来钻取木卫二地表冰层下方的样本。
　　“登陆器的目标是获取全新的研究样本，这可以通过两种方法实现，一是挖至地下深处，二是寻找地表有喷射活动的区域，因为这些地质活动会将新鲜的地下物质带到地表。”科特·涅伯说道。
　　近年来，哈勃望远镜在木卫二和土卫二表面都观测到过冰屑从地下喷出的现象。但这些喷发现象时间过于久远，将登陆器派往此处毫无意义，我们需要寻找更近期的喷发地点。
　　因此，科学家需要弄清这些间歇性的喷发现象究竟由何种因素控制。“木卫二快艇”号探测器将确定它们是否与木卫二地表温度较高的热点区域有关。
　　地球的海洋中生机盎然，因此我们可能很难想象木卫二地下深达100公里、毫无生机的海洋是怎样一番光景。而假如那里真的存在外星生命，我们真的能辨别出来吗？
　　“此次登陆器任务的目标不仅是探测到外星生命，还需要让大家相信我们做到了这一点，”涅伯解释道，“如果我们耗费巨资、结果反而引发了巨大争议，可不是什么好事。”
　　因此，该项目团队用了两天时间，专门说明这一问题。首先，任何探测结果都必须以通过直接测量得到的大量独立证据为基础。
　　“这件事不能一蹴而就。你不能开展了一次测量之后就宣称自己找到了外星生命，只有整体结果才能说了算。”涅伯指出。
　　其次，科学家提出了对观测结果的解读框架。有些结果可能是正面的，有些则可能是负面的。“这一框架构建了包含各种结果的决策树。最终得到的结论要么是‘我们找到了外星生命’，要么是‘我们没找到外星生命’”。
　　如今，该团队还在拭目以待，期待科学界被他们的计划打动。
　　科特·涅伯解释道：“我希望相关探讨能够早日开展，这样等登陆器抵达木卫二表面时，我们就可以专注于数据分析了。”

〓　相关链接

Best of Cassini 卡西尼号卫星拍摄的最佳木星图片

谁说的等待 · 发表于: 2017-5-3 09:42:00

源自：太空联盟公众号

　　阿盟说
　　卡西尼号位于土星云层上方约3000公里，卡西尼在穿过土星和土星环之间时，相对土星的速度达到12.4万公里每小时，而国际空间站的时速为2.8万公里每小时，其速度约为国际空间站速度的4.5倍。在这种情况下，卡西尼号为什么没有烧毁呢？
　　看答案之前，阿盟先带大家了解卡西尼号的落幕之旅。

翻译：谭瀚杰

源自：The Planetary Society

责编：魏玲海
审校：郑永春
　　在这个星期六、世界地球日黎明前的几个小时，美国宇航局长寿的土星探测器卡西尼号第127次、也是最后一次向土卫六奔去。土卫六泰坦的引力将改变卡西尼号的飞行轨迹，将它送入一个新的轨道。这个轨道能穿过土星环与土星之间的区域，这是卡西尼号从来没有尝试过的。
　　这次飞掠将会彻底改变卡西尼号的命运。在此之后，它将完成22次轨道飞行，在9月15日坠入土星大气层，最后一次深入地了解土星内部。
　　为什么卡西尼号任务要结束了？在任务运行13年后，卡西尼号的燃料已经不多，而美国宇航局不希望卡西尼号在此情况下，意外坠毁在土卫二和土卫六上，造成不可逆的污染，因为这两颗土星的卫星都可能是地外生命的栖身之所。
　　卡西尼号的发现就是它自己的遗嘱。项目负责人Earl Maize在最近一次会议上指出，土卫二有一个温暖的咸水海洋，我们的探测器不能危及这一方净土。
NASA/JPL-Caltech/Jason Davis

宏大的落幕
　　在4月22日星期六，美国东部时间早上2:08（世界时间早上6:08），是卡西尼号此次飞掠土卫六最近距离的时间。此时，卡西尼号离土星表面的轨道高度大约1000km，大概是国际空间站离地球表面轨道高度的两倍。
　　如果卡西尼号在这次飞掠任务中有任何发现，那很有可能是它在整个任务期间最好最重要的发现，卡西尼号任务的科学家之一Linda Spilker对此毫不怀疑。
　　卡西尼号前所未有地从土星与土星环间穿过，得到土星云层及土星环最近距离的第一手“新鲜”图像。卡西尼号用探测器上搭载的设备，可以直接观测到土星环中小至千米级的碎片，得到一些关于土星系统的新数据，例如，土星环的质量等。
　　对土星环质量的精确测量，将有助于解决一个长久以来悬而未决的问题：土星环到底是什么时候形成的？是怎样形成的？
　　Spilker表示，如果土星环的质量比我们预想的要大，意味着土星环可能很久以前就形成了，甚至与土星同时形成。如果土星环质量比我们估计的要小，或许它是在一亿年以内，由于一颗土星的卫星或彗星靠得太近，而被土星引力撕碎而刚刚形成的。毕竟对于太阳系四十六亿年历史而言，一亿年只是很短的时间。
美国宇航局卡西尼号探测器钻入土星与土星环之间的间隙中
　　NASA/JPL-Caltech

土星大冒险
　　科学家并不能说清楚土星环的最内侧在哪里，所以，卡西尼号钻进土星环是相当危险的。但卡西尼号仍然义无反顾地去拥抱这颗巨无霸行星，在土星云端之上3000千米的高度环绕土星飞行。
　　Joan Stupik是负责卡西尼号导航和控制系统的工程师，他表示，探测器以34千米每秒的高速飞行。为保护探测器上的其它设备，卡西尼号将大号高增益天线朝向前进方向。因为在这样的高速下，任何一个小碎片或尘埃，都会摧毁卡西尼号。

萋萋满别情
　　4月19日星期三，卡西尼号最后一次飞掠土星的外侧环之后，就开始向土卫六前进。4月12日，卡西尼号上一次穿过土星环时拍摄了土卫十五Atlas。这是一颗直径30千米的卫星，在土星环明亮的外侧环──A环附近。
土卫十五Atlas的彩色影像，由4月12日所拍摄的红外波段、绿光波段和紫外波段的图像处理而成。
　　NASA/JPL-Caltech/SSI/Kevin M。Gill
　　但在接下来的五个月里，就不会再有这样的图像了。因为从现在开始，卡西尼号把注意力放在土星大气上，用探测器上的质谱仪，搜集土星大气的化学成分数据，并实时回传到地球。卡西尼号会向地球回传它最后拍摄到的图片，直到9月15日那天的到来。
　　对一直为卡西尼号任务工作的科学家来说，实在是说不出再见。
　　科学家Spilker已经为卡西尼号任务工作了将近三十年，她刚开始在卡西尼号任务组工作时，他的大女儿Jennifer才刚上幼儿园，而现在大女儿Jennifer已经结婚，并有了自己的一个女儿。
　　而对于工程师Stupik来说，她出生在1989年，这一年卡西尼任务得到了国家资金资助。所以在某种程度上可以说，她与卡西尼号是同龄人。
译者注：
　　在译者刚开始进行天文研究时，用的就是来自卡西尼号探测器的数据，也有过一丢丢的结果。所以，从这一层上说，我和卡西尼也是有联系的。
　　对于一个从小就是天文爱好者的我来说，我永远不能忘记第一次将望远镜指向低垂在城市西边的土星时，所清晰看到的那一顶“草帽”。过去十三年里，卡西尼号给我们带来许多与土星相关的颠覆性发现，例如揭示了土卫六浓厚大气层下的湖泊，让广大吃货们知道也许大家有机会到土卫二吃烤鱼，这都大大增加了对土星系统的认识，让我们在望远镜目镜的这一头看着“草帽”时分泌了更多的唾液。这是作为一个天文爱好者的我与他的联系。
　　卡西尼号在飞掠金星时忍受过高温，而后又义无反顾地奔向寒冷深空，只为实现星辰大海的征途。在过去20年里，他与我们一同成长、共贺成功，如今功成身退，也只好道上一句：望君珍重，再见。

leikang · 发表于: 2017-4-30 17:00:24

卡西尼探测器首次穿越土星与最内侧光环之间区域

谁说的等待 · 发表于: 2017-4-30 10:42:00

这是未经处理的原始图像，展示在前所未有的近距离上拍摄的土星云层图像。这是卡西尼飞船首次穿越土星与其最内侧光环之间狭窄区域时拍摄的
目前卡西尼飞船正在持续向地球回传探测数据，美国宇航局设在加州莫哈维沙漠中的深空网（DSN）天线正在不间断接收相关数据。这是另外一张土星大气的近距离原始图像
在今年的9月15日，它将一头冲入土星大气层焚毁，融入其中，成为这颗它已经陪伴了13年的美丽星球的一部分，正式结束自己的科学使命
　　北京时间4月30日消息，据美国宇航局官方网站报道，该机构所属的卡西尼探测器在顺利完成首次从土星与其光环之间区域穿越任务之后，已经再次与地球之间建立通讯联系。目前这艘飞船正在持续向地球回传探测数据，美国宇航局设在加州莫哈维沙漠中的深空网（DSN）天线正在不间断接收相关数据。美国东部时间2017年4月27日2:56（北京时间4月27日15:56），NASA深空网天线开始接收到探测器信号，大约16:01开始接收下行探测数据。
　　美国宇航局华盛顿总部行星科学分部主管吉姆·格林（Jim Green）表示：“秉承伟大的探测传统，美国宇航局的卡西尼飞船再次一往无前，向我们展示了崭新的奇迹，并让人们看到，人类的好奇心能够将我们领往多么远的远方。”
　　随着卡西尼探测器一头扎入土星与光环之间的空隙，飞船距离土星云层顶部仅有大约3000公里，另一侧距离土星可见光环的最里侧边缘大约只有300公里。
　　尽管美国宇航局的工程师们非常自信卡西尼号飞船应该有把握能够从这个狭窄的一个间隙内穿行而过，但在实际操作中他们仍然非常谨慎，毕竟这是人类探测器从未涉足之地，我们对该区域非常陌生。
　　美国宇航局喷气推进实验室（JPL）的卡西尼探测器项目经理厄尔·美茨（Earl Maize）表示：“从未有任何探测器抵达距离土星表面如此近的距离。一切都只能依赖于我们根据此前对其他土星光环的观测数据进行的预测和计算，来推测这一区域可能是什么样子，并据此来制定飞行计划。”他说：“现在我可以非常高兴的向大家通报，卡西尼探测器非常顺利地穿过了这一区域，正如我们预料的那样，目前飞船状态良好。”
　　土星大气顶部与其光环之间的间隔区域宽度仅有2000~3000公里之间。关于这一陌生区域的最佳理论模型推测认为，卡西尼飞船将要穿越的这一区域应该是安全的，因为尽管这里存在细微颗粒物，但其粒径非常小，大约和香烟烟雾的颗粒大小类似。卡西尼飞船高速穿越这一区域，与土星之间的相对速度高达每小时12.4万公里，因此工程师们有些担心在如此极端的高速状况下，即便最细小的颗粒也有可能对飞船的一些敏感部件造成威胁。
　　作为预防措施，卡西尼飞船在穿越过程中将调整姿态，将其直径4米，面积最大的圆形高增益天线作为“防护盾牌”，将其指向飞行前方。但这样做的代价就是在飞船穿越该区域的期间，它将暂时失去与地球之间的通讯联络，通讯中断的开始时间为美国东部时间26日5:00（北京时间26日18:00）。根据预定程序，卡西尼飞船将在穿越过程中距离土星最近的一段时间开展探测，并在完成穿越任务之后大约20小时开始重新设定天线指向，并向地球回传数据。卡西尼飞船下次从该区域穿越将安排在5月2日。
　　卡西尼飞船是在1997年发射升空的先进土星探测器，在飞行7年之后，于200年抵达土星轨道。在4月23日最后一次飞越土星最大的卫星土卫六之后，卡西尼飞船正式开始执行美国宇航局为其规划的“伟大终结”飞行探测计划。这是因为卡西尼飞船所携带的燃料即将耗尽，探测器即将结束使命，宇航局希望能够利用其最后一段任务时间去执行一些比较有风险，但科学意义重大的探测任务。
　　在这一阶段，卡西尼飞船将每周围绕土星飞行一圈，一共将在土星与它的光环之间的间隙区域穿越22次，前几天进行的这首次穿越飞行将让科学家们汲取经验和最新数据，从而帮助工程师们更好地规划后续几次的飞行计划。在此期间，卡西尼飞船的轨道将越来越低，在今年的9月15日，它将一头冲入土星大气层焚毁，融入其中，成为这颗它已经陪伴了13年的美丽星球的一部分，正式结束自己的科学使命。 ●

谁说的等待 · 发表于: 2017-4-26 08:42:00

　　北京时间4月26日消息，据国外媒体报道，NASA卡西尼号探测器近日最后一次飞越土卫六，收集土卫六由碳氢化合物构成的湖泊、以及迷雾缭绕的地表的数据。
　　4月22日，卡西尼号探测器以每小时13000英里（约合21000公里）的时速，实现了距土卫六最近的一次飞越，距土卫六表面仅有608英里（约合979公里），标志着“大结局”的开始。
　　在此次飞越过程中，土卫六的引力将使卡西尼号的轨道发生弯折，使卡西尼号稍微向土卫六靠拢，并在土星和土星环间来回绕行22次，最终于9月15日坠毁在土星表面。

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这张未经处理的照片由卡西尼号最近一次飞越土卫六时拍摄。

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卡西尼号将在土星与土星环之间宽度约2400公里的空隙内进行俯冲。
　　在此次飞越后，卡西尼号将收集到的图片和其它数据传回了地球。卡西尼号雷达探测团队的科学家将于本周对土卫六北极地区碳氢化合物构成的海洋和湖泊的最新图像展开分析。在此次计划拍摄的地区中，有一片区域此前曾被卡西尼号成像摄像机观测到过，但当时并未使用雷达。
　　雷达探测团队还计划利用新数据，首次对土卫六表面部分较小的湖泊的深度和成分展开分析，并进一步寻找一处不断变化的、被研究人员称作“魔法岛”的地表结构的相关证据。
　　“卡西尼号对土卫六的近距离探索已经成为过去，但它收集的大量数据足够我们展开数十年的研究。”参与此次项目的科学家、NASA喷气推进实验室的琳达·斯皮尔克（Linda Spilker）指出。这标志着卡西尼号在离开地球20年后，终于翻开了“激动人心的最终章”。
　　卡西尼号探测器于2004年抵达土星轨道，至今已围绕土星运行了13年，对土星和周边卫星做出了诸多重要发现。但它的燃料如今即将耗尽。“此次飞越标志着卡西尼号大结局的开始。”卡西尼号项目主管厄尔·梅兹（Earl Maize）表示，“该探测器如今已进入自由落体阶段，即使我们将来通过推进器进行微调，它仍将于9月15日进入土星大气。”

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卡西尼号在离开地球20年后，终于翻开了“激动人心的最终章”。卡西尼号探测器至今已围绕土星运行了13年，但它的燃料如今即将耗尽。

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距离其戏剧性的收场还有几个月时间。期间卡西尼号将开展一项“类似全新任务”的计划，也就是在土星和土星环之间宽约2400公里的缝隙中完成22次俯冲。
　　在本月初发布的一段视频中，NASA简要提及了卡西尼号的“大结局”。4月26日，卡西尼号将进行第一次俯冲。这样的俯冲总共有22次，此后卡西尼号将结束自己的使命，“与土星融为一体”。而在此过程中，它仍将通过几台仪器向地球传输数据，直到信号最终完全消失。
　　不过，距离其戏剧性的收场还有几个月时间。期间卡西尼号将开展一项“类似全新任务”的计划，也就是在土星和土星环之间宽约2400公里的缝隙中完成22次俯冲。“没有任何探测器曾穿越过这一特殊区域，而我们准备让卡西尼号在该地区进行22次俯冲，这是一次勇敢的尝试。”NASA科学任务委员会副行政官托马斯·祖布肯（associate administrator）指出。“我们将通过这一行动更好地了解巨行星和行星系统的形成与演化过程。卡西尼号直到生命尽头都在做出重大发现。”
　　研究人员早在2010年就确定了卡西尼号的最终命运。在接下来的五个月内，卡西尼号将沿着最终轨道，逐渐拉近与土星的距离。卡西尼号在“反复造访这一区域”时，将对土星环的起源和土星的内部特征进行考察。“卡西尼号以这种方式结束使命，无疑是参与该项目科学家的首选。”斯皮尔克表示，“在卡西尼号的生命即将终结时，它还将执行几次非同寻常的观测任务。”

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NASA卡西尼号探测器近日最后一次飞越土卫六，收集土卫六由碳氢化合物构成的湖泊、以及迷雾缭绕的地表的数据。
　　据NASA表示，研究人员希望首次收集到土星大气和主土星环的颗粒样本。除此之外，该探测器还将对土星云层和内侧土星环进行迄今为止距离最近的一次观测。科学家在卡西尼号开展最终任务前最后一次检查了其任务列表，并于4月11日上传了最终结果。
　　“我们根据计算机模型判断，卡西尼号即将穿越的空隙中不存在会对其造成损伤的大型颗粒。”梅兹指出，“但我们仍需保持谨慎，在首次穿越时以大型天线作为‘盾牌’，然后在这一过程中判断周围环境的安全状况，以确定在今后穿越时能否将科学仪器暴露在外；当然，目前还存在很多未知数，但这正是我们在卡西尼号任务即将结束时还大胆开展这一探测活动的原因之一。”
　　卡西尼号于9月15日冲进土星大气时，将把天线对准地球，并维持尽可能长的时间，以传回重要数据。“卡西尼号的大结局远不止坠毁那么简单。”斯皮尔克指出，“这枚勇敢无畏的探测器即将翻开激动人心的最终章，具有极高的科学价值，因此以这种方式结束其任务可谓再合适不过。” ●

谁说的等待 · 发表于: 2017-4-22 21:42:00

　　北京时间4月22日消息，美国宇航局的卡西尼飞船今天下午最后一次飞掠土星最大的卫星土卫六，并在此过程中利用土卫六的引力弹弓效应改变运行轨道，从而正式开启这艘飞船的伟大谢幕之旅。

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穿越土卫二极地喷泉的卡西尼飞船。按照计划，卡西尼飞船将在今年9月15日坠落土星，结束任务
　　在太空中运行大约20年之后，卡西尼飞船即将在今年9月迎来任务的最终结束。此次利用土卫六引力改变轨道，最终它将从土星和它的光环之间的区域穿过。这片神秘区域此前还从未有探测器抵达，是一片未知的空间，而卡西尼飞船在它的任务行将终结之际，将首次穿越这里。
　　地面任务组一共为卡西尼规划了22次穿越该区域的飞行机会，下周三将执行首次穿越，最后一次则将在今年的9月15日，在那次穿越之后，卡西尼飞船将一头扎进土星的大气层中焚毁。
　　此次卡西尼飞船飞掠土卫六是它整个任务期间的第127次飞掠，在距离最近的时候，飞船距离土卫六地表大约979公里，两者相对速度大约每小时2.1万公里。

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土卫六是土星最大的卫星，也是太阳系内唯一一颗拥有大气层的卫星。今天下午，卡西尼飞船第127次，也是最后一次近距离飞掠土卫六开展考察，在此过程中利用土卫六引力改变轨道，正式开启其生命的最后旅程
　　美国宇航局在一份声明中表示：“土卫六的引力作用将改变卡西尼飞船的轨道，使其轨道半径稍稍收缩，于是飞船以前能够从土星光环外侧飞过，而以后则会穿越光环区域。”
　　在穿越光环区域时，卡西尼飞船将抓紧时间对土星光环内部水冰和其他成分所占比例进行测定，这一信息将帮助科学家们更好推断土星光环的形成过程和机制。
　　卡西尼飞船还将对土星大气进行研究并帮助判断土星内部岩石内核的大小。
　　卡西尼飞船自从2004年7月以来一直在对土星和围绕土星运行的62颗卫星开展研究。现在，随着飞船燃料接近耗尽，为了避免飞船可能对土星几颗冰冻卫星造成污染，美国宇航局的科学家们决定引导飞船主动坠落到土星大气层内焚毁，因为那些冰冻卫星被认为拥有满足微生物生存的几乎全部条件，飞船一旦坠落到那些天体上，可能造成严重污染，不利于未来研究的进行。 ●

谁说的等待 · 发表于: 2017-4-9 09:42:01

　　北京时间4月9日消息，据国外媒体报道，在离开地球20多年之后，美国宇航局的卡西尼探测器即将迎来它漫长生命中的“最后篇章”。
　　在2004年抵达土星轨道以来，这艘先进的太空飞船已经在这颗行星轨道上运行超过13年之久，为地球上的人们带来令人惊叹的发现──关于这颗“草帽行星”还有它众多神秘的卫星。但是，卡西尼飞船的燃料就快要耗尽了。
　　在今年4月26日，卡西尼飞船将首次穿过一个此前从未被探索过的新的土星光环的环缝区域，之后它还将这样反复进出环缝22次，在最后一次俯冲探查行动之后，卡西尼飞船在未来某一个时刻将一头冲入土星大气层并将自己焚毁，从而结束自己辉煌的考察旅程。
　　卡西尼探测项目将在今年9月15日迎来正式终结，因此如果不出意外的话，这一天将会是卡西尼号飞船一头扎入土星大气层并结束自己使命的日子。但是按照计划，即便在卡西尼号飞船冲向自己最终“葬身之地”的过程中，它搭载的仪器还将继续开展科学探测工作并将继续传回数据，直到飞船信号最终消失。

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在离开地球20多年之后，美国宇航局的卡西尼探测器即将迎来它漫长生命中的“最后篇章”──利用最后的时间让科学研究成果最大化
　　然而，在卡西尼飞船最终结束自己的使命之前，科学家们已经为它规划了大量的研究工作，甚至用有些人的话说“看上去几乎就像是执行一项全新的考察任务”──卡西尼飞船将首次俯冲下去，对土星和它的光环之间宽度超过2400公里的巨大缝隙进行首次考察。
　　托马斯·祖尔卜岑（Thomas Zurbuchen）是美国宇航局华盛顿总部科学任务董事会的执行副主管，他表示：“在此之前还从未有任何飞船曾经抵达这一区域，而我们此次将有22次机会对这里进行考察。”他说：“我们从卡西尼探测器在其生命的最后时光进行的伟大探测行动中，将能够更加了解巨行星，以及普遍的行星系统是如何诞生和演化的。这可真是的将科学考察进行到底！”
　　其实，早在2010年的时候，科学家们便已经决定要以这样的方式结束卡西尼探测器的探测使命了。在接下来5个月的终结轨道调整期间，卡西尼飞船将逐渐抵达距离土星前所未有的近距离位置上。利用这一特殊时期的特殊优势，卡西尼飞船将对这一未知区域开展全力探查，从而帮助科学家们加深对于土星光环本质和行星体内部结构的认识。
　　琳达·斯皮尔克（Linda Spilker）是美国宇航局喷气推进实验室（JPL）的卡西尼飞船项目科学家，他说：“计划中的卡西尼终极探测计划是项目科学家们所理想的任务终结方式。”她说：“在生命的终点，卡西尼飞船将开展几项最为非凡的观测工作。”

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在卡西尼飞船最终结束自己的使命之前，科学家们已经为它规划了大量的研究工作，卡西尼飞船将首次俯冲下去，对土星和它的光环之间宽度超过2400公里的巨大缝隙进行首次考察
　　根据美国宇航局的说法，研究人员甚至计划首次采集土星大气成分样品以及土星光环中的颗粒物进行分析。当然还有一项非常重要的成就，那就是卡西尼飞船将会拍摄到土星云层和光环迄今距离最近，清晰度也最高的图像。
　　现在，科学家们正在对卡西尼飞船的最终计划安排涉及的各项指令做最后检查，并计划在4月11日上传最新的飞行指令。
　　同样来自美国宇航局喷气推进实验室的卡西尼项目科学家厄尔·美因茨（Earl Maize）表示：“根据我们的最佳模型，我们推测这个位于土星与其光环之间的巨大空档区域内应该并不存在大到足以对飞船造成损害的颗粒物。”
　　他说：“但是为谨慎起见，在第一次穿越这片未知区域时我们仍然会将探测器的大型天线作为‘防护盾’使用，我们需要确认将科学仪器暴露在这片区域是否是安全的，从而为未来更多的飞越行动提供参考。当然那里还存在着太多不确定性，但这一点也正是我们决定要在任务结束前夕前往那里开展考察的原因之一。”
　　4月22日这一天，卡西尼飞船将会开始调整轨道，进入为执行其终极计划而设计的新轨道，并最后一次近距离飞过土星最大的卫星土卫六。
　　土卫六“泰坦”所施加的引力作用将造成卡西尼飞船的轨道发生轻微偏离，从而导致其轨道半径逐渐收缩，直到最终飞船从土星和其光环之间的空档中间穿过。
　　而当9月15日，卡西尼飞船一头扎进土星的大气层的最后时刻，卡西尼飞船仍将保持将高增益天线对准地球的姿态，从而能够尽可能久的向地球发回其生命最后时刻的重要探测数据。
　　斯皮尔克表示：“卡西尼的告别之旅远不仅仅是一头扎进去那么简单。这是一艘久经风霜的飞船壮丽的生命终章，这是令人神往的科学之旅，这是为这次伟大的征途画上句点的完美方式。” ●

谁说的等待 · 发表于: 2017-4-6 08:42:00

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土卫六在红外线和紫外线下的模样。根据一篇最新研究论文中的描述，24亿年前的地球大气中充满了浓浓的“甲烷雾”。从NASA卡西尼号探测器2013年拍摄的照片来看，这与土卫六的情景十分相似。
　　北京时间4月6日消息，据国外媒体报道，约24亿年前，地球大气中充满了有毒气体，地表温度极不稳定，不适宜任何生物存活。地球是如何演化出温和的气候和可供呼吸的空气的？这一直是地球科学致力解决的根本性问题。
　　根据一篇最新研究论文中的描述，24亿年前的地球大气中充满了浓浓的“甲烷雾”。从NASA卡西尼号探测器2013年拍摄的照片来看，这与土卫六的情景十分相似。
　　由美国马里兰大学、英国圣安德鲁斯大学、NASA喷气推进实验室、英国利兹大学和蓝色大理石空间科学研究所共同开展的最新研究指出，在长达一百万年的时间里，地球大气中一度富含甲烷。大量氢气因此被挤出大气层，为氧气的出现预留了足够空间。这一转变使大气层接近了今天的模样。
　　该团队为24亿年前使地球大气氧气浓度升高一万倍的的“大氧化事件”提出了新的解释。
　　“从地质演变角度来看，地球大气从毒气向富含氧气的转变几乎发生在瞬息之间。”该研究共同作者、马里兰大学地质学教授詹姆斯·法夸尔（James Farquhar）指出，“通过此次研究，我们终于弄清了甲烷在这一过程中起到的作用。”
　　研究人员利用详细的化学记录与复杂的大气模型，再现了大氧化事件发生前不久的地球大气。结果显示，当时地球上唯一的生命古细菌释放出大量甲烷，浓浓的“甲烷雾”充满了整个大气层，与如今的土卫六大气层十分接近。
　　本次研究中的多名科学家此前也参与了其它研究，并发现地球历史早期出现过好几次类似事件。但此次研究首次阐明了这些事件的发展速度与持续时间。
　　“若甲烷含量较高，阻挡氧气集聚的氢气就会被挤出大气层、进入外太空，为氧气的聚集腾出空间。”该研究共同作者、圣安德鲁斯大学生物地质化学家奥布丽·泽尔克（Aubrey Zerkle）指出，“我们的最新数据库中囊括了迄今为止太古代大气化学成分的最清晰记录，充分描绘了大氧化事件发生前的地表状况。”
　　这层“甲烷雾”约持续了一百万年。
　　从大气层中逃逸的氢气足够多时，便形成了合适的化学条件，氧气含量大幅上升，多细胞生物也就此开始演变。
　　在分析过程中，研究人员发现从该时期起，地质化学记录中的硫同位素含量显示出异常规律，这成为了分析的关键点。
　　硫同位素常用来模拟远古时期的大气状况，但此前针对该时期的研究并未发现任何反常之处。
　　“再现大气化学成分的演变过程一直是地质化学研究的重点。”该研究主要作者、麻省理工大学博士后研究院加雷斯·伊松（Gareth Izon）指出，“我们的最新数据显示，大气的化学成分不断变化，并且在大氧化事件即将发生时，极易受生物活动的影响。”

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[宇宙] 卡西尼探测器首次穿越土星与最内侧光环之间区域

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