卡西尼探测器在土星轨道上传回照片, 上面的内容, 突破科学家认知

在卡西尼号拜访土星之前,人类对土星的认识全部来自飞掠探测器先驱者11号和旅行者1号与2号,它们分别在1979年9月、1980年11月以及1981年8月高速掠过土星,而且旅行者1号还专门变轨探测了科学最感兴趣的土卫六,因为科学家在土星的第六颗卫星上发现了浓厚的大气层!

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这是太阳系中第一颗拥有大气层的卫星,而且表面还可能存在液体,但旅行者所载设备无法透过厚厚的大气层探测其表面,因此在旅行者1号和2号相继飞掠后,NASA新的土星新的环绕探测计划也提上了台面,原本科学家认为会在土卫六或者土星上有一个突破性的发现,但事实上也确实有很多无比震惊的新认知,而且还有一个始料未及的发现,直接颠覆了科学家对行星和卫星的形成理论。

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卡西尼-惠更斯探测器

卡西尼-惠更斯探测器是唯一进入土星环绕轨道的探测器,它距离太阳已经非常遥远,土星与地球最近时理论单程通讯时间都需要1.26个小时!而卡西尼-惠更斯探测器一次旅程,有两个重大任务,其一是卡西尼号探测器环绕土星探测,其二则是惠更斯探测器在土卫六上登陆!别的不说,这土卫六登陆任务实在太让人激动了,因为这颗卫星不仅有大气层,表面还有液态碳氢湖泊,那么会不会有能动的东西在上面呢?

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1997年10月15日泰坦VB/半人马将卡西尼-惠更斯探测器送入太空,7年之后的2004年7月1日进入环绕土星的轨道,其实探测器前往土星的轨道是怪异的,它两度经过金星、一次经过地球进行引力弹弓加速,最后在木星最后一下的助力下,一鼓作气前往土星!

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2004年12月25日,惠更斯号与卡西尼号分离,并且在2005年1月14日成功降落土卫六,惠更斯号探测器重约319千克,外观有点像一个放大的老款带粉底盒的化妆镜,底部是一个防热盾,因为土卫六大气浓密程度是地球的2倍。惠更斯以6千米/秒的速度冲入土卫六大气层!

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距离地表190千米时,防热盾与主体分离,到达170千米时速度降低到0.4千米/秒(超音速),之后打开三个降落伞,然后再慢悠悠的降落土卫六泰坦表面,总共耗时约2个半小时,为什么要安排如此漫长的降落时间?

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惠更斯的鱼眼镜头拍摄,从6千米(左上角)到200米(右下角)

那是因为土卫六的大气层是一个绝不可错过的探测对象,惠更斯探测器取得了大量的大气层数据,包括成分、气压以及风速等,并且在土卫六上几百米处时打开了巨大的探照灯,拍摄了土卫六表面的物体照片,这些数据通过卡西尼号的中继,传送到了地球!非常可惜的是惠更斯号在土卫六表面只“存活”了大约90分钟,据资料时因为电力耗尽而终止工作!

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红十字标志着’惠更斯’的着陆点。右边的明亮区域是上都地区

环绕探测的卡西尼号

惠更斯号穿越土卫六大气层取得的数据满足了科学家们的好奇心,而后续土卫六是否存在生命仍然是个谜,因为短命的惠更斯号只在表面工作了90分钟,想要了解更多,只能下次再安排探测任务了,因此科学家将重心转移到了卡西尼的环绕探测上来!

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2004年7月1日,卡西尼号经过F环和G环之间的空隙进入了环绕土星的观测,第二天它就获得了有史以来最为清晰的土星照片!2005年卡西尼号接近观测土卫二,检测到了土卫二的冰晶喷射活动,证实土卫二是第第四颗存在火山活动的天体!

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土卫二喷发的羽状物

2006年7月,科学家在卡西尼号雷达回波中发现土卫六北半球区域存在巨大的碳氢化合物湖泊,这是科学家第一次在地球外发现湖泊!大小估计超过100千米,JPL估计土卫六存在的湖泊系可能比北美洲的五大湖还要更大一些。

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同年11月,卡西尼的相机记录到了土星北极一个巨大的六角形风暴,这个神奇的风暴非常疑似人工,但科学家经过模拟后,发现在天然条件下确实有可能形成!

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2013年7月19日,卡西尼号在距离地球约15亿千米由高清晰度照相机拍摄了由土星回望地球照片。

卡西尼号惊人发现,颠覆科学家认知

2008年2月29日,《科学》期刊上发表了一篇论文,是关于土卫五卫星环的发现与成因的论述!2005年11月26日,卡西尼号探测器飞越土星第二大卫星瑞亚”(Rhea)(土卫五)时发现了一个非常奇特的现象!

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此时位置极佳,太阳光被土卫五遮挡,卡西尼号的磁层成像仪器(MIMI)记录了整个过程,MIMI发现土卫五附近的带电粒子流被看不到的物质给阻碍了,JPL的科学家对这些数据的详细分析后表明,这些看不见的东西是一个稀疏的碎石尘埃盘,它环绕土卫五的赤道运行,就像土星环一样!

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为什么卫星环能颠覆科学家认知?

其实要理解这个事情也挺简单,为什么太阳系行星系统中,从内到外,卫星的数量从水星和金星的0到地球1颗,火星2颗,木星和土星几十上百颗?这是因为行星太靠近恒星,其引力会干扰到卫星的稳定运行,会被逐渐剥离,因此这就是金星和水星无法形成卫星的原因!

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同理在土星的卫星系统中,土卫五在土卫六之前,距离土星约52.7万千米,理论上这里的卫星几乎就不可能存在自己的卫星系统,当然环也是大量的碎片构成,同样被被母星的引力干扰,无法形成卫星或者卫星环,因此土卫五卫星环的出现,结结实实的打了科学家的卫星形成理论一记耳光!

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卫星环是怎么形成的?

科学家推测这是一颗小型天体落入了土卫五的洛希极限而被撕碎,因为根据JPL科学家的分析,土卫五的环有三层,上面的物质大小不超过1米直径,因此更具体的资料需要安排一次抵近观察,但对于卡西尼来说这样的机会非常不容易,所以到现在为止还么有取得更详细的数据。

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卡西尼撞入土星大气层

卡西尼到达土星后两次延展任务,一直延续到2017年4月,其实到此时探测器状态还非常不错,但由于调整轨道的燃料即将耗尽,从2016年11月30日起,任务就进入了最后阶段,并且逐步安排通过土星环的内圈,探测从未接触过的区域!

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为避免卡西尼号对土星卫星系统造成可能的污染(卡西尼号上可能存在微生物),NASA决定让卡西尼坠入土星大气层,2017年9月15日,卡西尼撞入了土星大气层,并且在彻底烧毁之前,向地球传回了关于土星大气层的最后资料!

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卡西尼的最后轨道

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卡西尼彻底陨落星辰,它为时19年的任务历程中取得的数据,人类将永远记录于史册!

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