走近那美丽神秘的土星

人气 14
标签:

【大纪元7月11日讯】(大纪元综合报导)在太空中经过了七年,花费22亿美元之后,卡西尼太空船于7月1日晚间发射引擎减速,使她能够被土星的引力所吸引。接下来的旅程将费时四年,环绕土星76圈﹐穿越31个知名的卫星轨道,其中包括巨大的泰坦(Titan)卫星。对科学家而言,土星及土星环是经由原始围绕在太阳周围的气体及磁场而形成,他们希望这项任务能够提供星球形成的重要线索。

在进入轨道之后,卡西尼号将开始拍摄这个令太空人着迷了几世纪之久的土星环的照片。卡西尼号上有12个仪表,还有一个叫惠更斯(Huygens)探测装置,它将被用来发射进入泰坦(Titan)卫星的银河系大气层–这枚冷冻卫星引起科学家们的好奇,因为它可能带回生命起源之前曾经存在地球上的化学合成物。

此项联合计划是由美国太空总署(NASA)和欧洲太空署(European Space Agency)与意大利太空署(Italian Space Agency)在1982年提出﹐并以17世纪的土星观察家卡西尼(Jean Dominique Cassini)及惠更斯(Christiaan Huygens)来命名。

这项计划的260名科学家中,有多位已经花好几年时间计划此项任务,在帕萨迪纳的喷气推进实验室里建造卡西尼号,再将这艘太空船送上土星。

卡西尼号长22英尺,宽13.1英尺,重量几乎达12,600英磅,载有燃料及探测装置。因为距离太阳太遥远,无法使用太阳能,所以她使用核能发电来提供电力。

卡西尼号在1997年10月15日从佛罗里达州卡那维尔角(Cape Canaveral)发射时引发抗议,因为抗议人士担心如果发生意外会造成核能外泄。卡西尼号在1999年的地球低空定点飞越则引发更多关注,但两项计划都如期举行。

*惠更斯和泰坦

状如炒锅的惠更斯探测装置是由欧洲太空署发展出来的,将于12月由卡西尼号发射,并将于明年1月进入泰坦卫星的大气层。

该装置的直径小于9英尺,重705英磅。如果两个半小时的降落伞下降可以抵挡着陆时的冲力而安全降落,它上面的六个仪器将对泰坦卫星的大气层及其表面进行探测。

然而,她可能无法找到坚硬的表层以供降落,并且可能会掉进液态乙烷中,使探测装置很快的关闭。

这个探测装置最慢会在降落后30分钟之内将资料用无线电传回卡西尼号﹐除非电池电力耗尽,或者卡西尼号已经通过泰坦(Titan)卫星的水平面。

2000年时,负责这项任务的科学家发现一个问题,就是卡西尼号无法接收大部分回传的资料,因为它的设计没有将“托卜勒效应”考虑进去,当惠更斯探测装置穿越大气层的时候,会改变传导频率。不过欧洲太空署的惠更斯计划经理人莱比顿(Jean-Pierre Lebreton)在6月份曾向记者表示这个问题已经解决,但他说测试仍将继续进行,直到科学家们确定为止。

根据艾拉契表示,有些科学家相信泰坦(Titan)卫星上存在生物出现前的环境,包括有机物,碳化物,化学物,但是其表面温度为华氏零下290度,生命根本无法生存。

他说:“在某些方面,它可以让我们想像一下在生命开始之前,地球是个什么样子。”

*土星转一圈是多久﹖

当卡西尼号抵达土星时,将距离地球9亿3千万英里,而无线电信号单向需费时84分钟,所以太空船将以自动驾驶进入轨道。

随着离土星距离愈来愈近,卡西尼号太空船观测到的土星资料也愈来愈多。但却引发一个意外的疑问:土星自转一圈到底是多久?

卡西尼号利用土星所发出的电波讯号来测量它的自转周期时,结果得到10小时45分45秒( 6秒误差)。但这个结果却比1980~1981年,航海家1号和2号太空船飞掠土星时, 一样是利用电波讯号测到的土星自转周期还多了6分钟(约1%)。

卡西尼号的科学家们并不怀疑航海家号太空船的测量不准,当然也不认为是土星自转速度变慢了。他们猜测:可能是土星内部深层发出的电波脉冲可能会受到某种原因而变化。卡西尼号侦测到的土星电波脉冲,声音听来有点像是心跳一样。天文学家长久一来常常利用遥远天体发出的电波辐射来测量它们的精确自转周期;尤其是像木星、土星这样表面没什么特征可追踪的巨型气体行星,这个技术用的最频繁。

1997年时,巴黎天文台的天文学家就已发清b用这种方式测量土星自转周期与航海家号太空船测量结果不同。NASA哥达德太空飞行中心(Goddard Space Flight Center)科学家德施(Michael D. Desch)等人,分析卡西尼号在2003年4月29日至2004年6月10日所测量的土星电波讯号后,发现土星自转周期确实比航海家号所得结果稍长。

不过,他们想不出有什么原因会造成土星自转速度变慢,因此他们猜测可能是因为土星的自转轴与磁轴恰巧几乎重合,当土星内部深层和磁场之间有某种滑动时,致使此处的带电粒子所辐射出的电波辐射也连带改变。相较之下,木星的自转轴和磁轴之间相差角度较大,所以电波讯号的变动幅度不大。请注意﹐地球的自转轴与磁轴也相差了11度之多。

这样的观测结果,显示这些巨型气体行星的磁场应该与太阳类似—各纬度的磁场旋转速度不一致,而不是像地球这样的固体行星—近似“刚体”般旋转。经过仔细测量后,Desch等人发现:在过去20年间,与电波辐射部分有关的磁场正逐渐向高纬度地区移动。他们期望在未来四年的卡西尼号任务中,能长期监测电波周期的变动,同时能发展出其他测量土星自转周期的技术,双管齐下,藉以检视他们的这个理论是否正确。(http://www.dajiyuan.com)

相关新闻
卡西尼太空船即将进入土星轨道
卡西尼太空船成功进入土星轨道
卡西尼—惠更斯太空探测船通过土星环
航行七年后 卡西尼太空船开始探测土星
如果您有新闻线索或资料给大纪元,请进入安全投稿爆料平台
评论