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“卡西尼”探测器撞向土星大气层

2019年02月22日211未知admin

模拟图片:在土卫六上看土星

卡西尼照片:小卫星在光环清出路来

卡西尼拍摄的“六边形”与地球大小对比

想象图:卡西尼坠入土星大气层

“卡西尼”卫星

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A07版  细心再看,你会发现一个小点。这就是地球,这就是家园,这就是我们。所有你爱的人,你认识的人,你听说过的人,每一个历史上曾经存在过的人,都在这颗星球上终其一生。这里积聚了我们所有的幸福与苦难,无数被确信的宗教、意识形态和经济学说。所有的狩猎者和采食者、英雄和懦夫、文明的创造者和毁灭者、国王和农夫;所有热恋中的年轻情侣、父母和前程似锦的孩童、发明者和探索者;所有精神导师、堕落的政客、超级明星、至高无上的领袖,人类历史上的每一位圣人和罪人,都曾生活在其上——这粒悬浮在阳光下的尘埃。

——卡尔·萨根《暗淡蓝点》

  1990年,“旅行者1号”飞到海王星轨道附近时,在卡尔·萨根的提议下,飞船调转镜头,给制造它的那颗星球拍了一张照。这张照片带给人们的震撼是毋庸多言的,地球的脆弱不堪,在我们面前展露无遗。

  而卡西尼探测器也曾把镜头对准地球。在土星灿烂光环的映衬下,孕育了人类文明的地球显得如此暗淡、遥远而渺小……


  今天是星期六。这一天在日语中叫“土曜日”,在英文中叫做“Saturday”,也就是“土星日”。

  昨晚,发射于1997年的土星探测器“卡西尼”,在耗尽最后的燃料之前,用撞向土星的方法,结束了自己的壮丽旅程。通过全球征集,这次行动的名字被命名为“壮丽终章”。

  这颗探测器,让我们对土星及其灿烂的光环有了哪些了解?它最后的旅程又是怎样结束的?

  不妨假想一下,如果我们搭乘这颗探测器(当然,这颗探测器没有载人的能力与空间)完成了这次旅行,会是怎样的场面……


北京时间12日 凌晨3时04分

吻别土卫六

  距离12万公里,我们的卡西尼探测器掠过土卫六“泰坦”。这次飞掠将改变我们的轨道,把我们送向土星大气层。“死亡之吻”,这个比喻很形象。

  卡西尼的一生中,对土卫六(泰坦)的关注,比土星还要多。毕竟,这是最有希望诞生生命的星球之一。十三年里,卡西尼几乎每个月都会飞过土卫六的上空,最近的时候,距离这颗卫星只有几百公里。

  如果卡西尼能稍等我们一会儿,把我们放到这颗星球上游览一番,您会产生前所未有的感受。

  土星高悬在我们的上空,尽管土星的体积比地球大得多,但由于土卫六的轨道半径高达122万公里,因此,我们不会看到想象中那个“达到令人恐惧”的土星,在视觉上,土星的大小差不多是月亮的2~3倍。此外,由于角度问题,美丽的土星环是极细的一条线。

  土卫六可能会唤起您的思乡之情。毕竟,这颗星球上有湖泊,有降雨。当然,这和地球上的雨不一样,它的成分是甲烷。

  不过,这个星球的降雨和地球差别很大,甲烷构成的雨滴将比地球大得多,但是由于重力以及气压问题,雨滴会如同雪花一样飘落。此外,这里的风速基本不超过0.5米/秒,因此您会看到如同雪花般垂直落下的雨滴;然后,降雨可能发生在一个干旱了几百年的地方,然后再几小时内淹没一切。

  土卫六上的湖泊和地球有着很大的差别:地球上最宁静的湖泊也比这里汹涌。因为卡西尼号对一个湖泊的观测结果显示,数千平方米的湖泊,表面起伏不超过三毫米———这意味着这里的湖比我们的镜子还要平。当然,千万不要一时冲动下去游泳:因为这个湖泊的温度是零下160℃。

  这个星球有着很小的引力和很浓厚的大气———在这个星球上如果您想飞,骑着安装有翅膀的自行车也可以。


北京时间15日凌晨 3时58分

拍下最后一张照片

  别太留恋这里了,让我们继续出发吧。

  您可能会想,既然这里可能有生命,为什么不干脆直接降落在这里呢?

  科学家们的考虑是,避免我们的卡西尼,污染可能有生命存在星球。所以,我们要飞向土星,并在土星的大气层中燃尽自己的生命。

  下一站,是著名的土星光环。它被称为是太阳系最壮观最漂亮的景色之一,即使身在地球上,您也可以用千元左右的望远镜,配上照相机拍摄下它的模样。

  科学家们认为,土星光环的构成物质主要是冰颗粒以及小尘埃,小的不到毫米,大的几十余米。一般认为,光环的起因是被土星瓦解的卫星。这个光环非常非常之薄,直径达27万公里,但大多部分厚度只有几十米。

  您会看到这些光环之间有许多缝隙———在很久以前,人们曾百思不得其解;而现在,缝隙的成因已经查明:一方面是由于轨道的共振,另一方面,则是一些土星的卫星,会像扫地机器人一般,“清空”自己航路上的尘埃。而后者,更是曾留在了卡西尼的照片中。

  如果您能更近距离观察这美丽的光环,您会发现,这个光环并不是一个“平面”———在一些地方,它存在着3~4公里的突起。

  在这里,它将拍下最后一张照片。假设我们在太空中有一个无比强大的Wi-Fi能够供您上网,赶快把这壮观的景色拍摄下来然后发到朋友圈吧,这会让地球上所有晒猫狗、晒孩子照片的小伙伴们黯然失色。

  不过,如果您的朋友圈发出之后,迟迟无人点赞,也请您不要着急。由于地球和土星之间的漫长距离,地球上的小伙伴们在七八十分钟后,才会看到您的照片;而您要看到他们点的赞,将会是在照片发出后两个多小时之后了。


北京时间15日下午 3时14分

俯瞰“六边形”

  好的,小心翼翼的避开那些可能让我们粉身碎骨的小东西,让我们继续向土星前进。

  我们将会目睹的下一个奇观,是土星上的风暴。

  您可能会想:刮风?地球上也有呀,前不久美国不是刚刚遇上超级飓风“艾尔玛”吗?直径600公里,中心附近最大风速300公里/时,够壮观了吧。

  然而和土星的风暴比起来,艾尔玛简直柔弱的像个孩子。在土星的北极,我们能看到这样一个风暴:中心风暴区域直径大约2000公里,风速超过360公里/时;此外,更令人惊讶的是,这个风暴的外围形成了一个巨大的旋涡,而且,是一个很规整的六边形。直径32000公里以上,并向下延伸100公里。

  新的研究结果则发现,高速气流下方的风或许是涡旋几何形状的成因,正是这些风与高速气流的碰撞,导致涡旋呈现六边形。

  这些原理比较复杂,所以您可能听不太懂,这很正常,因为具体的成因以及种种细节,科学家们也在打架。

  在到达土星上空之后,我们将观测气象数据,然后争分夺秒地将其传回地球。

  可惜,我们现在只能在这里停留片刻,如果我们能够待上足够久的时间,我们还会发现这个“六边形”的颜色还会变化。一种原因是,由于它和太阳的角度不同,每隔一段时间,就会如夕阳下的云层一般变红。


北京时间15日晚 6时31分

冲入土星大气层

  接下来,我们就要结束旅程了。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。在穿越这里时,我们应该会比较安全———这里存在的物体大约和香烟烟雾的颗粒差不多大。

  但是由于此时我们与土星的相对速度达到了每小时12.4万公里,因此科学家们担心,即使是最细小的颗粒,也会对敏感部件造成威胁。

  土星有很多我们很难理解的事情。比如,在土星的北半球和南半球,“一天”的长度是不同的。因为土星作为一个气态行星,不同时间各部分的转动速度也不一样。卡西尼最初发现,土星北半球的“一天”为10.6小时,南半球的“一天”为10.8小时;而2009年后,北半球的转速开始放缓,南半球则开始加速,到了2010年,南北半球的自转速度基本相等。科学家们猜测,这可能与太阳的磁场作用有关。

  进入大气层边缘,探测器的推进姿态控制器将会开启,抵抗稀薄气体的阻力;探测器的天线也将指向地球,争分夺秒传递出最后的宝贵数据。

  随着大气浓度增加,推进器将被迫在一分钟内,把推力从10%增加到100%。而一旦“火力”全开,“卡西尼”号不会再保持稳定身姿。

  在距离土星1500公里,向地球发出最后一条信号后,它开始在越来越浓的大气中翻滚,并在30秒内撕裂,成为若干火球,瞬间消失殆尽。

  那个时候,将是土星时间的中午。很快,一切都将恢复平静,如同一切都没有发生。而北京时间昨晚7点56分30秒,地球收到了卡西尼最后的信号。

  回到现实世界,睁开眼睛,自己身边的一切依旧如常。

  不过,一位20岁的英雄,已经湮没在那颗遥远的行星上了。而我们所做的这一番畅想,大多数的依据,都来源于它20年的探索……


它们的旅途

  “卡西尼”陨落了,您也许会想起以前自己曾经在报道中看到的那些飞行器,如今,他们在哪儿?


先驱者十号

  旅程持续:45年

   距离我们:180亿公里(推测)

   飞行速度:约3.9亿公里/年

  发射于1972年的它,携带了一块镀金铝板,上面标明了我们在银河系的位置。NASA在2003年1月曾经接到微弱的信号,看上去是来自这颗探测器的最后消息,此后,NASA放弃了对它的搜索。

  它的旅途还在继续,驶离银河系中心,飞向金牛座毕宿五。它的旅程将长达200万年。


先驱者十一号

  旅程持续:44年

   距离我们:150亿公里

   飞行速度:约3.6亿公里/年

  与前者一样,美国国家航空航天局1973年发射的先驱者十一号船上同样携有一块载有人类讯息的镀金铝板。鉴于是先驱者十号是朝着离开银河中心的方向前进,先驱者十一号选择朝向银河中心前进,目标是天鹰座,并将在400万年后抵达。


旅行者一号

  旅程持续:40年

   距离我们:210亿公里

   飞行速度:约5.4亿公里/年

  40年前发射的“旅行者一号”探测器是首个飞出太阳系的人类飞行器。此外,它的兄弟“旅行者二号”则距离我们172亿公里。在大约4万年后,“旅行者一号”会接近鹿豹座;而同样大约4万年后,“旅行者二号”将到达仙女座的一颗恒星。


新视野号

  旅程持续:11年

   距离我们:60亿公里

   飞行速度:约5.1亿公里/年

  美国国家航空航天局在2006年发射的“新视野”(又译“新地平线”)是人类发射初始速度最快的人造飞行物体。他曾于2015年7月14日历史性飞越冥王星,并发回了有史以来最清晰的照片。2019年1月1日,该探测器将近距离接近一颗编号为2014 MU69的天体,研究太阳系的起源问题。 (综合)



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