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一生隻為探測器

(2022-09-03 17:17:36) 下一個

旅行者一號、二號、卡西尼號是有史以來最偉大的三個宇宙探測器。
1964年美國噴氣推進實驗室 (JPL)蓋瑞·弗蘭卓(Gary Flandro)發現太陽係處於地球外圈的幾大行星恰巧有176年一遇的特殊排列位置,宇宙探測器可逐一借助這些行星的引力加速飛行,節省大量燃料。用一個探測器就可以依次探測幾個地球外圈的行星:木星、土星、天王、海王、冥王星,再飛出太陽係,但發射時間必須在1970年代初,所以NASA/JPL加快了“大旅程”(Grand Tour)計劃步伐。

旅行者一、二號在1977年升空,連發兩個探測器是雙保險。由於之前的“先驅者11號”發現土衛六(即泰坦星)似乎有大氣層,這是首次在衛星上發現大氣,所以旅行者一、二號的任務重點是掠過土衛六,分析其大氣成分。1977/8/20先發射了旅行者二號,但計劃晚些時間到達土星,視旅行者一號的情況而定。1977/9/5發射了旅行者一號。萬一旅行者二號發射失敗,旅行者一號也可以根據情況修改自己的飛行路線。結果都發射成功,旅行者一號完成了對土衛六的考察任務,旅行者二號也就重點考察了天王星、海王星。
1980年當旅行者一號首次掠過土星時,全球有1億觀眾觀看了電視直播。



旅行者一號不僅達到了第三宇宙速度,而且是飛得最快的人造飛行器,正往太陽係邊緣飛去,它飛了近45年,所以飛得最遠。電磁波(如光波)從地球跑到旅行者一號需20小時40分鍾。旅行者二號飛行了45年。

隨後,美國NASA與歐洲航天局、意大利宇航局共27國合作,將考察土星與著陸土衛六一並完成,1980年代開始驚天設計了卡西尼-惠更斯號探測器,主探測器卡西尼繞土星飛行,考察土星、衛星(現已發現土星有82顆衛星,其中29顆待確認與命名)、土星環,而惠更斯則在土衛六上著陸或“落海”。
1997/10/15卡西尼-惠更斯升空,為借助眾多行星的引力,並非直奔土星。卡西尼-惠更斯先飛向金星,借助金星引力作第一次加速,繞日一圈後,再次接近金星,第二次加速,接著遇到地球(金星、地球離太陽近,公轉快),借助地球引力作第三次加速,飛向木星,木星引力巨大,把卡西尼-惠更斯探測器拋向土星。木星、土星都是巨無霸,比地球大很多,引力也大很多。卡西尼-惠更斯總共飛行了六年多(均指地球年)才泊入土星軌道。

卡西尼-惠更斯探測器1997年升空。


然後惠更斯與卡西尼分離,2005年1月14日惠更斯(荷蘭天文學家,發現土衛六)號靠降落傘在土衛六上著陸,卡西尼(法國天文學家,發現土星環縫隙)號則繞土星飛行,探測土星及其他衛星、穿越土星環。

卡西尼拍攝的土衛六 (下圖)

 

惠更斯與卡西尼分離後,2005/1/14獨自著陸土衛六 (下圖)

卡西尼獨自繞土星飛行 (下圖)

卡西尼飛過土衛二(即恩克拉多斯星)時,意外發現其冰層下有水汽噴出,NASA兩次延長卡西尼的任務,它檢測到土衛二冰層下有類似海底火山的熱源,及碳、氫、氧、甲烷等,土衛二比土衛六更可能有生命。土衛二、六將是我們後代的避難所(地球毀滅後)。 

卡西尼掠過土衛二(恩克拉多斯)  (下圖)


經過兩次延長壽命,加上通脹,卡西尼探測費用遠超當初的預算30億美元,它在太空中共飛行20年。


參加旅行者、卡西尼計劃的科學家從青蔥歲月幹到中年大叔,又幹到白發、禿頂。

旅行者一號、二號正在飛出太陽係,得到永生。

因為卡西尼在土衛二上的重大發現,NASA兩次延長其任務,它在土星軌道上又工作了十三年,2017年才光榮謝幕...

卡西尼燃料用完,很可能墜落到土星或其衛星上。為防止它所攜帶的地球微生物汙染土星及其衛星(人類未來的家園),科學家調整卡西尼方向,讓其在土星大氣中自毀,化為灰燼。

2017年NASA 製作了3分鍾40秒的視頻~“卡西尼最後終章(cassini‘s grand finale)”,讓卡西尼設計者及無數觀眾感歎流淚。 (下三圖)

(資料主要來源:維基百科英文版,科學聲音-太陽係新知-汪詰)

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