第260章 惠更思號
華楓清楚的記得至2004年,人類對土衛(wèi)六的表面地圖的了解仍然是非常缺乏了解的。無論如何,人類使用哈勃天文望遠鏡的紅外線和卡西尼惠更斯號拍摂?shù)揭粋€高亮度,有澳洲大小區(qū)域的圖片。 這個區(qū)域的非正式名稱是''xa aduregio''(世外桃源);沒有人知道那里是什么樣。類似的哈勃太空望遠鏡、keck望遠鏡和甚大望遠鏡還觀測到土衛(wèi)六上另外一片大小相近的深**域,人們推測那里可能是液態(tài)的甲烷或乙烷海洋,但卡西尼號觀測的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)可能是其他物質(zhì)??ㄎ髂崽栠€發(fā)回大量土衛(wèi)六高分辨率地貌圖像,其中包括謎一般的線狀條紋,一些科學(xué)家認為那可能是地殼構(gòu)造運動產(chǎn)生的。 2004年11月26日的一次飛越土衛(wèi)六的觀測,發(fā)現(xiàn)土衛(wèi)六光滑的表面上只有很少的沖擊環(huán)形山,這些環(huán)形山在光線的作用下明暗對比強烈。這大概是土衛(wèi)六烴雨或烴雪落入環(huán)形山或火山噴發(fā)活動活躍造成的經(jīng)常地殼重構(gòu)所致。 探測器的分光器發(fā)現(xiàn)亮區(qū)和暗區(qū)發(fā)射的太陽光波長一樣,這就意味著它們可能由相同的物質(zhì)組成(或者至少是覆蓋著相同的物質(zhì))。至于到底是什么物質(zhì),人們依然不清楚。人們曾希望憑借探測器觀測物體或液體反射光線而發(fā)現(xiàn)的烴湖或烴海并未被探測到.這使得科學(xué)家懷疑土衛(wèi)六表面可能是完全呈冰狀或泥濘狀態(tài)。 為了更好的了解表面地貌,卡西尼太空船在飛近土衛(wèi)六時使用了雷達遙感測繪技術(shù).傳回的第一張圖片就展現(xiàn)地表是一個復(fù)雜,崎嶇與平坦并存的區(qū)域.這種地貌看來應(yīng)該是由火山造成的.火山可能噴發(fā)出水和氨水.另外也發(fā)現(xiàn)了一些好像風(fēng)蝕產(chǎn)生的條紋狀地貌。 還有一些看起來是已經(jīng)被填平的沖擊環(huán)形山,其中的液體可能是液態(tài)烴。湖中有或沒有什么仍然無法確定。另有一些區(qū)域返回的信號看來,可能是固體或液體,但其他的解釋仍然存在.土衛(wèi)六看起來真的很光滑,表面沒有高于50米的地貌。 天文學(xué)家認為,土衛(wèi)六上分布著眾多由液體甲烷和乙烷構(gòu)成的湖泊,這顆衛(wèi)星的寒冷程度超過南極洲??茖W(xué)家表示,雖然土衛(wèi)六上更加寒冷,但是它上面的風(fēng)、雨和構(gòu)造過程,使它成為太陽系中與地球最相像的天體。雖然這顆衛(wèi)星低達零下292華氏度零下180攝氏度的平均表面溫度會使水始終保持固體狀態(tài),但是它表面存在液體甲烷和乙烷,這些物質(zhì)可為生命提供一個棲息地,但沒有氧難被引燃。 1655年,荷蘭天文學(xué)家克里斯蒂安·惠更斯用他自制的新望遠鏡對準土星,準備研究土星環(huán),但讓他驚訝的是,在土星的旁邊赫然有一顆巨大的衛(wèi)星,這就是土衛(wèi)六——泰坦。 1907年,西班牙天文學(xué)家何塞·科馬斯·索拉從望遠鏡中觀測到土衛(wèi)六的圓面邊界有陰影,指出這是存在大氣的象征。 1944年,荷蘭裔美國天文學(xué)家杰拉德·柯伊伯用光譜分析儀觀測,發(fā)現(xiàn)土衛(wèi)六上存在甲烷氣體。 1979年9月1日,先驅(qū)者11號從距土星20800千米處掠過土星,拍攝到土星巨大的衛(wèi)星土衛(wèi)六的照片。并初步判斷土衛(wèi)六上的溫度極低,生命幾乎無法生存。 1980年11月12日,旅行者1號從距土星124000千米處飛越土星,九個月后,即1981年8月25日,旅行者2號從距土星100800千米處飛過。這兩個探測器對土衛(wèi)六的探測結(jié)果表明,土衛(wèi)六大氣的主要成分是氮,其他成分為氬(占6%)、甲烷(2~3%)、氫(0.6%)。表面大氣壓力為1.5x10?帕,不過土衛(wèi)六表面溫度很低,為179c,在距表面45千米高處的對流層頂,溫度更低,為203c,難以指望孕育生命。 2005年1月14日,惠更斯子探測器在土衛(wèi)六表面降落,向地面觀測站傳回300多幅土衛(wèi)六照片。 旅行者1號和旅行者2號曾經(jīng)探測過土衛(wèi)六。旅行者1號曾試圖盡可能的接近土衛(wèi)六;不幸的是,旅行者1號上沒有儀器能夠穿透土衛(wèi)六上的迷霧,因為當時根本不知道上面有云層的存在。多年之后,在對旅行者1號桔色濾鏡拍攝的圖片進行復(fù)雜的數(shù)字處理后,雖仍然沒有能夠解釋如世外桃源地區(qū)和鐮刀地區(qū)明亮和黑暗地貌的成因,但從那時起,這些地區(qū)就開始被哈勃天文望遠鏡用紅外線加以觀測了。 旅行者2號只是粗略的探測過土衛(wèi)六,旅行者2號團隊必須從“調(diào)整軌道讓旅行者2號詳細檢視土衛(wèi)六”和“使用另外一個訪問天王星和海王星的軌道”中選取一個。由于旅行者1號沒有能夠觀測到其表面地貌,旅行者2號團隊選擇了后一個方案。 1979年9月1日,,“先驅(qū)者11號”飛掠土星,考察了土衛(wèi)六。不過,當“先驅(qū)者11號”考察土衛(wèi)六時,正趕上一陣強烈的太陽風(fēng),嚴重地影響了發(fā)回的信息。地面控制中心只收到它在35萬公里處拍下的5張高分辨率的照片。在照片上,土衛(wèi)六呈現(xiàn)美麗的桔紅色,像熟透了的桔子。 “旅行者1號”于1980年11月11日飛臨土衛(wèi)六。它離云頂只有4000公里,探測取得完滿的成功。就是這次,測得土衛(wèi)六的直徑為4828公里,而不是過去認為的5550公里。 只有先驅(qū)者11號、旅行者1號和2號三個探測器飛臨土星進行過探測土星的活動。1979年9月1日,先驅(qū)者11號經(jīng)過6年半的太空旅程,成為第一個造訪土星的探測器。 它在距離土星云頂20200千米的上空飛越,對土星進行了10天的探測,發(fā)回第一批土星照片。先驅(qū)者11號不僅發(fā)現(xiàn)了兩條新的土星光環(huán)和土星的第11顆衛(wèi)星,而且證實土星的磁場比地球磁場強600倍。9月2日第二次穿過土星環(huán)平面,并利用土星的引力作用拐向土衛(wèi)六,從而探測了這顆可能孕育有生命的星球。 1980年11月12日,旅行者1號從距離土星12600千米的地方飛過,一共發(fā)回1萬余幅彩色照片。這次探測不僅證實了土衛(wèi)十、十一、十二的存在,而且又發(fā)現(xiàn)了3顆新的土星小衛(wèi)星。當它距離土衛(wèi)六不到5000千米的地方飛過時,首次探測分析了這顆土星的最大衛(wèi)星的大氣,發(fā)現(xiàn)土衛(wèi)六的大氣中既沒有充足的水蒸氣,其表面也沒有足夠數(shù)量的液態(tài)水。 1981年8月25日,旅行者2號從距離土星云頂10100千米的高空飛越,傳回18000多幅土星照片。探測發(fā)現(xiàn),土星表面寒冷多風(fēng),北半球高緯度地帶有強大而穩(wěn)定的風(fēng)暴,甚至比木星上的風(fēng)暴更猛。 土星也有一個大紅斑,長8000千米,寬6000千米,可能是由于土星大氣中上升氣流重新落入云層時引起擾動和旋轉(zhuǎn)而形成的。土星光環(huán)中不時也有閃電穿過,其威力超過地球上閃電的幾萬倍乃至幾十萬倍。 它再次證實,土星環(huán)有7條。土星環(huán)是由直徑為幾厘米到幾米的粒子和礫石組成,內(nèi)環(huán)的粒子較小,外環(huán)的粒子較大,因粒子密度不同使光環(huán)呈現(xiàn)不同顏色。每一條環(huán)可細分成上千條大大小小的小環(huán),即使被認為空無一物的卡西尼縫也存在幾條小環(huán),在高分辨率的照片中,可以見到f環(huán)有5條小環(huán)相互纏繞在一起。土星環(huán)的整體形狀類似一個巨大的密紋唱片,從土星的云頂一直延伸到32萬千米遠的地方。 旅行者2號發(fā)現(xiàn)了土星的13顆新衛(wèi)星,使土星的衛(wèi)星增至23顆。它考察了其中的9顆衛(wèi)星,發(fā)現(xiàn)土衛(wèi)三表面有一座大的環(huán)形山,直徑為400千米,底部向上隆起而呈圓頂狀,還有一條巨大的裂縫,環(huán)繞這顆衛(wèi)星幾乎達3/4周;土衛(wèi)八的一個半球為暗黑,另一個半球則十分明亮;土衛(wèi)九的自轉(zhuǎn)周期只有9~10小時,與它的公轉(zhuǎn)周期550天相去甚遠;土衛(wèi)六的實際直徑為4828千米,而不是原來認為的5800千米,是太陽系行星中的第二大衛(wèi)星,它有黑暗寒冷的表面、液氮的海洋、暗紅的天空,偶爾灑下幾點夾雜著碳氫化合物的氮雨等,這是人類了解生命起源和各種化學(xué)反應(yīng)的理想之處。 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。