卡西尼-惠更斯号
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卡西尼—惠更斯号(Cassini-Huygens)是美国国家航空航天局、欧洲航天局和意大利航天局的一个合作项目，主要任务是对土星系进行空间探测。卡西尼—惠更斯号土星探测器是人类迄今为止发射的规模最大、复杂程度最高的行星探测器。卡西尼号探测器以意大利出生的法国天文学家，土星光环环缝的发现者卡西尼的名字命名，其任务是环绕土星飞行。惠更斯号探测器是卡西尼号携带的子探测器，它以荷兰物理学家、天文学家和数学家，土卫六的发现者惠更斯的名字命名，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。
[编辑] 概述
环绕着美丽的光环和数十颗卫星的土星是一个迷人的世界。土星略小于木星，形成于40亿年以前，主要由气体组成。它也是已知唯一密度小于水的行星，也就是说，假如你能够将土星放入一个巨大的浴池之中，它将可以漂浮起来。土星有强大的磁场和一个狂风肆虐的大气层，赤道附近的风速可达1800千米/时。 在环绕土星运行的48颗卫星中间，土卫六是最大的一颗。土卫六比水星和月球还大，对于科学家们来说，独特且非常有趣，因为它是太阳系中唯一拥有浓厚大气层的卫星。 
土星一向以美丽而壮观的光环而闻名，尽管它不是太阳系中唯一拥有光环的行星，但唯有土星光环能在地球上用小望远镜观测到。由数以亿计小如灰尘大如房子的冰块和石块组成的光环，以各自不同的速度环绕土星运行。土星的周围有数百条这样的光环，据信是接近土星时被撕碎的彗星、小行星或卫星的碎片。这些光环如此巨大，以至于它们几乎可以填满从地球到月球这样辽阔的空间。 几个世纪以来，土星及其光环困惑着观测它的人们，特别是意大利天文学家伽利略·伽利莱。伽利略是最先使用望远镜探索宇宙奥秘的人，但是他怎么也不明白为什么夜空中的土星在某些时候看上去不同——我们现在知道这一现象源自我们观察的位置和光环所在的平面之间的角度变化。正因为如此，当光环侧面朝向地球时，它就好像消失了一样。而几个月后，当观察角度改变以后，它们好像又会重新出现。自从伽利略的时代以来，尽管光学透镜的技术有了很大发展，但是仍然有许多疑问需要通过探索土星光环才能得以解决。 1997年10月15日从肯尼迪航天中心发射升空的卡西尼—惠更斯号飞船将会于2004年07月到达土星周围。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的区域的重要数据。 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。 [编辑] 基本参数
[编辑] 目标[编辑] 土星
[编辑] 光环[编辑] 土卫六[编辑] 其它卫星[编辑] 磁场[编辑] 任务
[编辑] 发射
1997年10月15日—1997年10月17日 北京时间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。固体火箭发动机在起飞时开始点火，直到第143秒，位于68300米上空时停止工作。第一级火箭在第131秒，位于58500米上空时开始点火，第一级火箭分离，第二级火箭点火发生在第323秒，位于167300米上空时。在飞行中的前207秒，覆盖物保护着有效载荷，以免暴露在直射的阳光下。 翻译中 [编辑] 借力飞行[编辑] 第一次掠过金星北京时间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。 [编辑] 第二次掠过金星北京时间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。 [编辑] 掠过地球北京时间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。 
[编辑] 新千年造访木星2000年12月30日，卡西尼号飞临木星周围。 [编辑] 接近土星
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。 [编辑] 到达土星北京时间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。 北京时间2004年07月01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。 介绍
2004年07月01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。 土星漫游期间的重要日期有： 2004年06月11日(19:33 UTC): 从大约2000千米上空掠过土星最远的大卫星土卫九。 2004年07月01日: 在飞船进入环绕土星轨道期间的关键时刻，穿过土星光环平面。 2004年12月25日(02:00 UTC): 惠更斯号探测器从卡西尼号轨道器分离，开始其为期22天的前往土卫六之旅。 2005年01月14日: 惠更斯号开始降落，穿过土卫六多云的大气层，大约两个半小时后着陆。探测器按计划在大约世界时09时00分接触到土卫六上层大气边缘。 其它土星漫游期间突出事件包括造访土星卫星土卫二、土卫四、土卫五、土卫六、土卫七和土卫八。关于激动人心的土星科学任务的完整的详细信息请参阅土星漫游。 什么是世界时？请参阅Living on Saturn Time。 [编辑] 土星漫游
[编辑] 2004年06月11日掠过土卫九北京时间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。 北京时间2004年05月28日06时26分00秒开始，卡西尼号自从1998年12月03日深空轨道机动以来从未被使用过的主发动机成功持续工作05分56秒，完成了第20次轨道机动(TCM-20)。这次轨道修正将卡西尼号成功送入了前往土卫九的轨道。 卡西尼号的照相机和其它科学仪器在北京时间2004年06月11日下午开始工作，北京时间2004年06月11日20时53分，卡西尼号调整姿态，将主天线对准地球，姿态调整操作将会持续大约20分钟。在接下来的110分钟，卡西尼号向地球发送信号，信号花费大约84分钟到达位于美国加利福尼亚州的地面接收站，由于土卫九的引力会造成信号频率的变化，可以据此测定土卫九的引力强度。北京时间2004年06月11日22时53分，卡西尼号再次调整姿态，将主天线对准土卫九，使雷达仪器可以观察到土卫九表面，雷达仪器于北京时间2004年06月12日01时13分结束工作。北京时间2004年06月12日01时33分，遥感仪器开始工作。卡西尼号以23000千米/时的速度掠过土卫九，获得大约分辨率12米/像素的图片。
土卫九已就绪 一张图片胜过千言万语，然而一张清晰一千倍的图片胜过更多。 对于土星卫星土卫九来说，卡西尼号飞船将会拍摄超过从前一千倍分辨率的图片。此外，通过它的大量科学仪器，飞船还将可以收集很多重要数据，这些数据使得科学家可以研究土星这颗距离最远的大卫星，并且可能收集到关于太阳系形成初期的线索。 更近、更清晰 2004年06月，就在进入环绕土星轨道几个星期之前，卡西尼号飞船将会掠过土卫九，开始它的划时代的科学使命。卡西尼号拍摄的土卫九图片将会与1980年代早期旅行者2号进行它的传奇式的太阳系漫游时拍摄的图片存在本质区别。那时候，旅行者2号的照相机从距离220万千米处拍摄了土卫九的图片。然而，卡西尼号将会从距离仅仅2000千米处拍摄土卫九的图片。另外，多亏在过去二十年间技术的显著进步，卡西尼号的照相机不但远比旅行者号的小巧，而且在可以提供的图片质量方面远比旅行者号的先进。 然而，引人注目的光学能力仅仅是激动人心的卡西尼号的造访土卫九的一部分。通过飞船携带的高技术的仪器，卡西尼号还将会收集能够解释这颗又小又远的卫星的形成过程和组成结构的光谱和雷达数据。 为什么造访土卫九？ 我们仅有的几张土卫九的图片很不清晰——它们就像一些排列在圆形区域中的黑色或白色的点。然而，不管它们的分辨率多么低，正是这些图片为科学团体提供了线索，因为要从地球上研究这颗卫星，它实在太小太远了。 土卫九呈粗糙的椭球状，直径220千米，相当于月球直径的十五分之一。土卫九每九个小时自转一圈，每十八个月环绕土星公转一圈。它的无规律的、椭圆的轨道相对土星赤道倾斜近30度。土卫九在轨道上逆行，也就是说，它在轨道上的运行方向和土星的大多数卫星以及太阳系中的大多数天体相反。它距离这颗环绕着光环的行星1300万千米，这几乎是离它最近的邻居土卫八的四倍远。土卫八和土卫九是土星系中仅有的轨道平面不接近土星行星赤道面的大卫星。 不像大多数环绕土星的大卫星，土卫九非常黑暗，仅反射照射到它的百分之六的阳光。它的黑暗和无规律、逆行的轨道，暗示土卫九很可能是一颗被俘获的天体，被俘获的天体是指那些陷入了大天体产生的引力场的天体。 土卫九的黑暗从某种意义上暗示这颗小卫星来自太阳系外部区域的一个称为柯伊伯带的区域，那里的天体含有黑暗物质。 一些科学家认为土卫九是一颗被俘获的半人马带天体。半人马带天体据信是那些运行到太阳系内部区域的柯伊伯带天体。半人马带天体可以在小行星带和柯伊伯带之间找到，被认为是小行星带和柯伊伯带之间的中间天体。如果土卫九确实是一颗被俘获的半人马带天体，卡西尼号飞船获取的图片和科学数据将会第一次为科学家提供透彻研究柯伊伯带天体机会。 科学家对柯伊伯带天体极为感兴趣，因为它们据信是原始的——也就是说，它们保留了太阳系形成时的情形。柯伊伯带天体以碎片形式存在，从来没有被引力聚集到一起形成一颗行星，被认为是组成太阳系的“积木”。 此外，因为它大小很小并且反照率很低，土卫九可能自从形成以来没有产生足够改变其原来化学组成的热量。这是增加研究这颗神秘卫星的另一项科学价值。 
我们能够发现什么？ 我们知道土卫九的密度很低，但是对于它的内部结构和组成还所知甚少。对于它的地质、历史和形态同样也是如此。它曾经处于熔融状态么？它是否有过去内部处于熔融状态的证据？它一直都是一个冰封的物体么？为什么土卫九在一个如此奇特的轨道上运行？ 其它可能从这次返回的数据得以解释的问题，包括土卫九是否可能由从土星的另外两颗有趣的卫星土卫七和土卫八上发现的那些黑暗物质组成。 由美国天文学家威廉·皮克林一百多年前发现的土卫九将成为这个引起科学家广泛兴趣的任务的开端。因为它标志着长达四年的盛大的土星系漫游的开始，卡西尼号将会从值得纪念的掠过每颗小卫星中收集尽可能多的关键数据和高分辨率图片。希望这一事件能够回答那些已经存在的问题并引发一些新的问题，关于土卫九及其在确认太阳系是如何形成的中可能扮演的角色。 关于更多详细信息，请参阅Phoebe Science Highlights。 [编辑] 2004年10月26日掠过土卫六2004年10月26日15时30分，卡西尼号到达土卫六周围，第一次近距离观察这颗土星最大的卫星。 [编辑] 2004年12月13日掠过土卫六建设中 [编辑] 惠更斯号任务惠更斯号将于2004年12月25日与卡西尼号分离，2005年01月14日进入土卫六大气层，并于120—150分钟后在土卫六表面南纬10°，东经160°附近区域着陆。
[编辑] 轨道 上图为北京时间1997年10月16日00时00分01秒(Spacecraft Event Time)—北京时间2008年08月09日00时00分00秒(Spacecraft Event Time)期间，卡西尼号土星探测器相对太阳速度的变化情况。 [编辑] 仪器为了能够收集到尽可能多的科学数据，卡西尼—惠更斯号携带了18台科学仪器，其中卡西尼号轨道器携带了12台，惠更斯号着陆器携带了6台。 [编辑] 请参阅[编辑] 相关链接 |
