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2018
05-02

这是卡西尼结束的方式


9月15日上午7:58更新美国东部时间

在星期五凌晨,卡西尼以每小时数万英里的速度进入土星的高层大气层,比以往任何时候都更接近地球。由密集大气推动的公共汽车大小的轨道器发射了其推进器,以使其天线指向地球并传输关于未开发领域的数据。大气力量迅速变得强大,卡西尼开始摔倒。它部署了应急程序来尝试自我稳定,但没用。卡西尼开始分裂,在土星的云顶上解体,就像陨石在天空中掠过。

大约80分钟后,卡西尼的最后信号传到了地球上的天线。航天器的结束,在土星上的一个壮观的灯光表演,在电脑屏幕上播放。该显示器类似于心脏监视器,具有瘦小的绿色尖峰,表明卡西尼信号在黑色背景下的强度。在美国东部时间早上7点55分左右,经过13年的可靠年数之后,峰值缩小并消失。

负责与卡西尼谈话的无线电科学小组首席研究员迪克法兰克说:“我觉得我要去临终关怀医院,看着某人的心电图,并等待他们最后的心跳来临。在暴跌前的几天。 “这将会很痛苦。”

本周,法国和几百名使团成员聚集在美国国家航空航天局喷气推进实验室,目睹“信号丢失”,这是一个以32.6亿美元完成的艰巨任务。在最后一次潜水之前,卡西尼耗尽燃料。科学家和工程师很久以前就决定,当时间到了的时候,他们会把飞船撞上土星,试图保护一些被环绕的行星的卫星,特别是土卫二和泰坦,使其免受尘世碎片的侵袭。与土星不同,土卫二和泰坦是保存微生物生命的好候选者,美国宇航局希望不受人类污染。在4月份,泰坦的引力将卡西尼推进到一个轨道上,使得轨道器在土星和它的环之间,从那里没有回报,但只有NASA认为这是一个“压轴戏”。

卡西尼的表演始于20世纪80年代初,当时美国国家航空航天局和欧洲空间局召集了一批科学家对土星的潜在联合使命进行头脑风暴。提案被请求并提交,美国国会于1989年批准了资助。旅行者号远征队的许多成员参加了这次任务,这次探险正在接近为期十年的外星行程之旅。美国宇航局将建造卡西尼号航天器,欧空局将建造一艘叫做惠更斯的着陆器,注定是土星最大的月亮泰坦。 1990年,科学家们在JPL举行了第一次大型会议。研究土星周围环境的无线电和等离子波科学团队的首席研究员Bill Kurth说:“我不知道我们当时是否有人能够了解这个任务将取得多么极为成功的结果。

也许这是因为卡西尼号在离开地球之前面临着最大的危险。每年新一年都会带来国会另一轮可能的预算削减,并担心项目将无法生存。与欧洲航天局合作,为自己的项目投入了数百万美元的资金,这使得国会不那么愿意接受。 “我们和欧洲人一起进行了这个任务,我称之为沉没或游泳模式,”自从1983年以来一直从事这项任务的跨学科科学家达雷尔斯特罗贝尔说。“如果任何一方撤回了对这项任务的支持,这将是一次失败。“

1992年,面临预算削减的美国航空航天局领导层告诉工程师重新设计太空船的设计,以减少数百万美元的成本。工程师们拆除了允许科学仪器相互独立移动和指向的平台,这意味着整个太空船将不得不旋转以进行实验。随着卡西尼准备在1997年发射,抗议活动出现在特派团使用钚-238(一种可用于制造核武器的燃料)上,或者在卡西尼的情况下,为机器人供电。一些人担心,如果卡西尼在发射期间爆炸,放射性物质将通过空气喷洒数英里。

尽管存在争议,发射钚-238和一切都很完美。 “当你终于看到 事情离开的地方,这真的是它发生的奇迹,“斯特罗贝尔说。科学家们花了七年的时间对土星进行巡视,仔细计划观测,每个团队获得多少时间以及何时获得。卡西尼就像一辆带相机的汽车。如果科学家想要看看任何事情,工程师就不得不引导整个太空船。 “我们可以这样或那样的方式绕土星旋转,这会让我们有机会看到这个月球,但那时我们无法看到月球,你会更喜欢哪一个?”法国人说。 “学习一天如何与其他团队合作作为合作者,而第二天的竞争需要我们发展并非每个科学家都与之相伴的政治技能。”

2000年,科学家决定采取潜行偷看木星时卡西尼飞过去,利用天然气巨人的引力作为推动力。科学仪器应该停止运行,直到卡西尼抵达土星的轨道,但其中的乐趣在哪里? “所以我们用眨眼和点头的方式告诉美国国家航空和宇宙航行局 - 这就是事情完成的方式 - ”是的,这不是一项科学任务。我们将在木星测试仪器,“”卡西尼复合红外光谱仪的首席研究员Mike Flasar说,该公司测量红外光来研究物体的温度和成分。

2004年7月,工程师花费了数年的时间准备卡西尼进入土星轨道的最坏情况,但插入顺利完成。经过多年的预算恐慌,硬件调整和钚抗议后,他们终于到了。 “我记得早晨回来就是为了赶上这些照片,因为它们一个接一个地显示在屏幕上,”卡西尼的首席科学家琳达·斯皮尔克说。她觉得自己几乎可以“伸出手去触摸环形颗粒”。Spilker在卡西尼工作了近30年,她指出,这几乎等于土星一年。

2004年12月,卡西尼发布了惠更斯在泰坦之上。三个星期后,着陆器在降落时沉默了下来。当第一张照片回到地球时,跨学科科学家Jonathan Lunine与其他科学家一起在德国的一个预告片内。几分钟后,缩略图之后的缩略图在他们的外星表面的电脑屏幕上闪过。 “我们会从高空拍摄一张没有显示任何东西,太朦胧的照片,然后我们突然看到一张我们不知道存在的沟壑图片,”研究过Titan的Lunine说道,自20世纪80年代初以来。 “当我看到这些东西时,我尖叫起来。”在地球上,沟渠被流水冲蚀成岩石景观。在泰坦,他们是由液态甲烷产生的。

伦宁和其他科学家花费数小时将缩略图塑造成一个新世界的马赛克。 “在这个漫长的一天过后的半夜,在冬天的半夜与这20个人孤立起来,把这个我想要看20多年的外星世界拼凑在一起,我有点开始感觉我不在德国达姆施塔特的预告片中,“他说。 “我当时正在泰坦表面的一辆拖车上。”

惠更斯着​​陆器的电池在撞城后两个小时就死了。卡西尼接着释放了Spilker描述的关于环状行星及其卫星信息的消防软管。通过令人惊叹的图像和仔细的测量数据,太空船透露出土星上的飓风,泰坦上的甲烷湖和海洋以及在恩克拉德斯上喷出的水蒸气羽流。法国人记得要进行一项实验,要求从泰坦湖上反射无线电信号,如果足够平滑的话,它会直接反映地球上天线的传输。 “想象一下,你正在开着一辆朝向太阳的汽车,你看着你的汽车引擎盖,并且你看到了反光罩从反光罩上弹起 - 这就是我们想要做的,”他说。当它工作时,法国人从椅子上掉下来。

卡西尼号任务只能维持四年。 2008年又延长了两年,2010年再次延长至燃料用完。听起来很奇怪,将卡西尼撞入土星的计划提供了一个令人兴奋的机会。该团队不需要再小心了。 “数十年来如此保守谨慎的工程师们让我们以太危险的方式使用太空船, 去我们从来不会被允许的地方 - 在环之间,靠近地球的上层大气,靠近已知环的边缘 - 并转动飞船并用它从未允许的方式进行演习,“拉里说。 Esposito是紫外成像摄谱仪的主要研究人员,他使用紫外光来创建图像和研究气体。

“这不是死亡螺旋,”他说。 “这是一个新的开始。”

卡西尼已经从其最新的轨道回复了一些奇怪的观测结果。据一位研究人员称,科学家们正在获得他们尚未了解的地球引力场动力的“几乎完全不可能”的读数,浮在行星和环之间的尘埃粒子比他们预期的要小,大气层他们看到了土星环内的各种结构 - 团块,条纹和波浪 - 他们没想到会发现。

特派团科学家将在未来几年中分析这些数据,寻找线索一些土星最大的谜团即使经过了13年的土星之旅,人类仍然不知道它的戒指有多大,这种测量可以帮助揭示它们的年龄。埃斯波西托已经研究了这个星球的环系统超过40多年来,希望卡西尼的最后一次暴跌能够提供一些答案

但首先,人类必须说再见,经过多年的预测,结局很快,几乎令人震惊。在沉默中,卡西尼的管家将继续他们的日子。一些特派团成员说,一旦结束,他们会吃早餐。其他人计划在白天驾车前往加利福尼亚理工学院举办一场大型派对,然后在当晚的某个人家中举行晚宴。卡西尼的项目总监伯爵玉米表示,他可能会帮助他的孙子们上学。他7岁的孙女最近给了他一个折纸土星。玉米奇观在三十年前,世界对土星的了解有多少,以及他的孙子现在知道多少。

“玉米现在就是这个充满活力的地方,”玉米说。 “谁知道,当他们到了我这个年龄的时候,土星和太阳系的其他部分会变成什么样子。”