另外,云夢告訴華楓為了進一步探測土星和揭開土衛(wèi)六的生命之謎,美國與歐空局聯(lián)合研制了價值連城的卡西尼號土星探測器。
1997年10月15日這個探測器發(fā)射升空,開始為期7年的漫長旅途。它預(yù)計2004年飛臨附近空間,開展長達4年的環(huán)土星就近探測,并首次實現(xiàn)在土星的最大衛(wèi)星土衛(wèi)六上著陸,進行實地考察。卡西尼號直徑約2.7米,總重達6噸,由軌道探測器和著陸器組成。
其軌道探測器取名卡西尼號,裝有12種探測儀器;著陸器取名惠更斯號,裝有6臺科學(xué)儀器。為了加快奔向土星的飛行速度,卡西尼號于1998年4月飛掠金星,獲得第一次加速。隨后它繞太陽公轉(zhuǎn)一周,于1999年6月再次飛掠金星,獲得第二次加速。同年8月,它在地球附近飛過,獲得第三次加速。
之后,卡西尼號探測器將于2000年12月飛掠木星,得到最后一次加速。它定于2004年7月飛抵目的地與土星會合,進入環(huán)繞土星運行的軌道。同年11月,惠更斯號著陸器將脫離卡西尼號探測器飛向土衛(wèi)六,穿過其云層,在土衛(wèi)六上軟著陸,然后將探測到的數(shù)據(jù)通過環(huán)土飛行的卡西尼號軌道器傳回地球。
卡西尼號進入環(huán)土星軌道后的任務(wù)是:環(huán)土星飛行74圈,就地考察土星大氣、大氣環(huán)流動態(tài),并多次飛臨土星的多顆衛(wèi)星,其中飛掠土衛(wèi)六近旁45次,用雷達透過其云氣層繪制土衛(wèi)六表面結(jié)構(gòu)圖,預(yù)計可發(fā)回近距離探測土星、土星環(huán)和土衛(wèi)家族的圖像50萬幀。惠更斯號將成為第一個在一顆大行星的衛(wèi)星上著陸的探測器。
它將在2.5小時的降落過程中,用所帶儀器分析土衛(wèi)六的大氣成分,測量風(fēng)速和探測大氣層內(nèi)的懸浮粒子,并在著陸后維持工作狀態(tài)1小時,揭示土衛(wèi)六上是否有水冰凍結(jié)的海洋和是否存在某種形態(tài)的生命。它所收集到的數(shù)據(jù)和拍攝的圖像通過卡西尼號探測器傳回地球。
卡西尼-惠更斯號已在2004年7月1日到達土星,并且開始使用雷達測量土衛(wèi)六表面地形的工作;卡西尼探測器在2004年11月26日飛躍到土衛(wèi)六上方并且拍摂下很多高分辨率的土衛(wèi)六表面圖像,展現(xiàn)了人眼從來沒有見過的明暗斑塊??ㄎ髂崽栐?004年12月25日圣誕節(jié)釋放出了惠更斯號,惠更斯號在2005年1月14日進入土衛(wèi)六大氣層進行詳細探測?;莞固柼綔y器可在土衛(wèi)六的大氣中燒毀前將相關(guān)數(shù)據(jù)發(fā)回。
2007年12月,卡西尼軌道探測器在靠近土衛(wèi)六的第38次飛行中看到“安大略衛(wèi)星湖”,但當(dāng)時還不能確認其為液態(tài)。
隨著“安大略衛(wèi)星湖”的突破性發(fā)現(xiàn),專家認為,土衛(wèi)六其他地區(qū)眾多與“安大略衛(wèi)星湖”相似的“坑”也可能是湖泊。
2009年12月美國宇航局證實,土衛(wèi)六“泰坦”地表上存在著液體。
“卡西尼號”太空探測器捕捉到由土衛(wèi)六表面湖泊所反射的太陽光線。這一發(fā)現(xiàn),證實了土衛(wèi)六表面存在液體的說法。
科學(xué)家們由此認為,土衛(wèi)六表面一些地區(qū)應(yīng)該分布著許多大型湖泊狀盆地,就是在這些地區(qū)存在液體。土衛(wèi)六是土星最大的衛(wèi)星,與地球有許多相似之處,也正是這一點引起了科學(xué)家們的極大興趣。近20年來,科學(xué)家們已經(jīng)建立了關(guān)于土衛(wèi)六的完整理論。
他們認為,土衛(wèi)六表面存在液烴(NGLs)海洋或湖泊。土衛(wèi)六也被認為是太陽系中除地球之外唯一存在液體的行星狀天體。雖然“卡西尼號”傳回的數(shù)據(jù)并不能證明其表面存在巨大的海洋,但是它卻明顯透露了這樣一訊息,即土衛(wèi)六兩極附近地區(qū)存在大型湖泊。
自從“卡西尼”號探測器在2004年開始環(huán)繞土衛(wèi)六運轉(zhuǎn)后,科學(xué)家們一直在尋找“鏡面反射”現(xiàn)象。但是,土衛(wèi)六的北半球一直處在冬季的黑暗之中,而科學(xué)家們認為北半球的湖泊比南半球多得多。
一直到2009年8月秋分時節(jié),太陽的光線才逐漸開始直射到土衛(wèi)六北半球的湖泊之上,此時也正是北半球春天的開始。
由于土衛(wèi)六上空厚厚的大氣層的干擾,土衛(wèi)六表面所反射的太陽光大多數(shù)都被遮蔽?!翱ㄎ髂崽枴碧綔y器也是在偶然間拍下了這張罕見的照片。照片拍攝于2009年7月8日。
美國宇航局與歐洲航天局合作的“惠更斯”號探測器在土衛(wèi)六泰坦的沼氣湖上漂流的景象。國家科學(xué)院7月6日公布的一份報告稱,地外生物可能比專家之前預(yù)測的要奇怪得多??茖W(xué)家需要考慮擴充有關(guān)地外生命特征的名單,包括所謂的“怪異”生命體,它們可以在地球生命無法存活在地方茁壯成長。
土衛(wèi)六上存在豐富的有機化合物和氮等元素,與地球早期生命形成時的環(huán)境相似。土衛(wèi)六上的氰和烴在一定情況下可生成腈,再被星球上的水冰水解,生成羧酸和胺類物質(zhì),而這兩者還可以生成具有重大意義的氨基酸。
不過,土衛(wèi)六上也存在制約生命存在的重要因素。一是溫度過低,二是尚未發(fā)現(xiàn)液態(tài)水的存在,三是土衛(wèi)六沒有磁場保護,所以當(dāng)它有時運行在土星的磁氣層外時,便直接暴露在太陽風(fēng)之下,輻射可能使生命無法存在。
科學(xué)家稱,土星的衛(wèi)星土衛(wèi)六上巨大的碳氫化合物“冰山”湖可形成奇異生命形式。美國宇航局的研究人員表示,這一最新理論或許還能解釋來自這顆衛(wèi)星上的巨大湖泊和海洋的奇怪讀數(shù)。
土衛(wèi)六表面的這個新湖泊覆蓋面積有1.3萬平方英里(3.4萬平方公里),它位于土衛(wèi)六南極位置,具有部分湖泊特征。自從“卡西尼”探測器2004年抵達土星體系,科學(xué)家就致力于研究土衛(wèi)六極地附近甲烷湖泊的特征,該研究證實了大型寒冷的衛(wèi)星也存在著甲烷雨。
科學(xué)家指出,這種新湖泊只是淺薄的沼澤地,但是觀測數(shù)據(jù)顯示當(dāng)暴風(fēng)雨來到時,湖泊將形成足夠深、奔流向前的液體甲烷。
前不久,美國約翰斯-霍普金斯大學(xué)應(yīng)用物理實驗室的行星科學(xué)家伊麗莎白-圖特爾說:“土衛(wèi)六表面的雷暴模型顯示一次暴風(fēng)雨便可形成數(shù)十厘米深的甲烷雨水?!泵绹詈骄指赀_德太空研究協(xié)會研究小組成員托尼-德爾杰尼奧(To
yDelGe
io)稱,這項研究是證實土衛(wèi)六表面存在液態(tài)甲烷的最直接證據(jù)。
圖特爾說:“人們看到土衛(wèi)六上空的這種云層非常類似于地球的云層,同時人們發(fā)現(xiàn)該區(qū)域表面有液體洪流的跡象?!钡聽柦苣釆W補充指出,“卡西尼”探測器科學(xué)家在此之前并未注意到這個新湖泊的形成,當(dāng)時由于科學(xué)家們意識到該區(qū)域可能出現(xiàn)大雨,便投入更多的精力觀測出現(xiàn)大雨的特征,忽視了土衛(wèi)六表面形成新湖泊的跡象。
科學(xué)家非常興奮這項研究發(fā)現(xiàn)揭示了土衛(wèi)六的氣候特征變化,當(dāng)2004年“卡西尼”探測器抵達土星體系,正值土衛(wèi)六南半球處于夏季,北半球處于冬季,暴風(fēng)云主要聚集形成于土衛(wèi)六南極地區(qū)。季節(jié)正接近于春分,這兒不再有任何南半球暴風(fēng)。德爾杰尼奧說:“暴風(fēng)雨主要集中在中緯度地區(qū),偶爾會出現(xiàn)在低緯度地區(qū)?!?br/>
2008年,“卡西尼”探測器已完成了4年勘測任務(wù),計劃延長勘測時間至2010年。該探測器現(xiàn)運行狀況健康正常,任務(wù)操作員希望今后進一步延長其工作壽命。
圖特爾在約翰·霍普金斯大學(xué)實驗室的同事拉爾夫-羅雷茲(RalphLo
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z)并未直接涉及這項研究,他指出像這樣的研究將有助于人們理想地球氣候變化的特點。他在一封電子郵件中寫道:“土衛(wèi)六大氣層擁有大量的甲烷潮濕氣體,因此在度過漫長的干旱之后會出現(xiàn)強烈的暴風(fēng)雨天氣?!?br/>
2014年10月31日,美國宇航局的卡西尼飛船在土星最大的衛(wèi)星土衛(wèi)六的高層大氣中發(fā)現(xiàn)了甲烷云層。
戈達德空間飛行中心卡西尼項目科學(xué)家,有關(guān)這一發(fā)現(xiàn)的研究論文第一作者卡里·安德森(Ca
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)表示:“甲烷云層竟然能在土衛(wèi)六大氣中如此高的高度上形成完全出乎意料。此前沒有人認為這是可能的。”
2012年7月2日消息,據(jù)美國宇航局網(wǎng)站報道,來自卡西尼探測器的最新數(shù)據(jù)顯示土星最大的衛(wèi)星土衛(wèi)六冰封的地下可能存在一個液態(tài)水層。有關(guān)這一發(fā)現(xiàn)的論文已經(jīng)被發(fā)表在最新出版的《科學(xué)》雜志上。
論文第一作者,卡西尼項目組成員,意大利羅馬第一大學(xué)的盧西亞諾·列斯(Lucia
oIess)說:“卡西尼探測到土衛(wèi)六大幅度的潮汐起伏,這幾乎必然讓人得出其地表下方存在一個隱匿著的海洋的結(jié)論。”他說:“對于水的搜尋是太陽系探測行動的一項重要目標(biāo),而現(xiàn)在我們又鎖定了一個新的,可能富含水的天體目標(biāo)。”