1997年,人类共同完成了上世纪末,最重要一场外太空探索行动,在这场外太空探索行动中,不仅NASA和ESA两大太空探索机构共同合作,更是联合了17个国家一起参与进来。
而在同时期的另外一项太空项目——国际空间站项目,参与的国家也只有16个,从参与的国家数量对比,可以看出人类对这场行动的重视,它就是针对土星以及它的卫星而展开的探索任务——卡西尼·惠更斯号探测任务。
为何对卡西尼惠更斯号探测任务重视?
我们可以看到,一般针对外太空的探测任务,都是单个国家完成的,像著名的旅行者一号和旅行者二号,都是单个国家完成,没有其他国家参与其中。
一般多国太空合作项目,都有一个特点,那就是耗资巨大,技术要求高,单个国家很难负担得起,例如国际空间站就是如此。
而外太空探测器,由于体积小,可以根据自己的科技实力,在探测需求上做些调整,没有过多的限制,例如亚洲第一首火星探测器,曼加里安号火星探测器,由于科学仪器简陋,被一些网友戏称为:火星上空的相机。
而卡西尼惠更斯号任务却劳师动众,究其原因有以下几点:
1、大
卡西尼惠更斯号探测器,总重量达到6.8吨,直径3米,高达到了7米,而同样执行气态木星的伽利略号探测器,才2.3吨左右,只有卡西尼惠更斯号的1/3左右。
2、全
由于卡西尼惠更斯号探测器更大,可以携带更多的探测仪器,其携带有27种最顶尖的探测仪器,对土星以及其卫星的磁场,太空环境,大气,地貌特征等多方面进行研究。
3、土卫六
如果说卡西尼惠更斯号外太空探索任务,是上世纪末的重点项目,那么对土卫六的探索,就是此次任务重点中的重点了。
卡西尼惠更斯号探测器,严格来说是两艘合在一起的探测器,分别是卡西尼号和惠更斯号,而惠更斯号的主要任务,就是登陆土卫六,完成人类历史上首次地外卫星登陆的壮举。
卡西尼号回望地球
土卫六有何特别的?
既然17个国家共同参与的卡西尼惠更斯号任务,是上世纪末最重要的太空探索任务,而土卫六又是这次任务的重中之重,那么土卫六一定有其特别的地方呢?
它的特别,是表现在与早期的地球特别相像,这种相像不是表现在一个方面,而是多方面。
1、稠密的大气
作为一颗岩质星球,拥有稠密的大气这点难能可贵,同样作为卫星的月球,就没有任何大气的存在,几近于真空的环境,而作为行星的火星,大气的浓度也非常的稀薄。
最重要的一点,就是土卫六的大气成分与早期的地球相同,是以氮气为主,氮气的含量达到了98.44%,是太阳系中唯一与地球一样以氮气为主的星球,另外其大气中有少量的甲烷和乙烷,这点与早期的地球大气成分类似。
由于甲烷是有机物,是早期生命诞生不可或缺的气体,前段时间,在火星上发现了少量的甲烷,就让科学家们兴奋异常,在《自然》杂志中发表文章,探寻火星拥有生命的可能性,而土卫六整个星球都充满了甲烷气体,那么其诞生生命的可能性是不是更大一些呢?
土卫六上稠密的大气
2、地貌特征、气候与早期地球相似
土卫六的地貌特征与地球相似,有高山,有平地,最重要的一点是还有液态的湖泊,当然这种湖泊不是水,而是液态的甲烷。
如果把甲烷看成水,那么土卫六就是一个复制版的地球了,甲烷等气体挥发,飘扬在大气中,然后在高空冷凝,变成液态,降落在土卫六的表面,形成了一种循环。
而在这种大气循环中,会跟地球一样形成闪电,而闪电的加入会让甲烷等有机物与其他气体发生化学反应,形成多种氨基酸,为生命的诞生创造有利条件。
1953,青年学者米勒就曾经模拟早期的地球环境,演示地球生命诞生的过程,在这个实验中,他放入了甲烷,氨气,氢气和少量的水蒸气放入一个密封环境中,然后释放电火花,模拟闪电,在闪电的作用下,发生了化学反应,最终形成了多种氨基酸。
3、地下海洋与地热
土星离地球遥远,近日点13亿公里,远日点有16亿公里,人类的探测器要花7年的时间才能达到,在这个距离上,能接受到太阳的温度就十分有限。
所以土星的卫星,表面温度都非常低,土卫六的表面温度只有-179℃,这个问题还是太寒冷了,对于任何生命来说,在这个温下都很难诞生和生存。
但是由于土星的引力巨大,在潮汐力下,土卫六的内部会摩擦生热,那么土卫六深处就不会像其地表一样冰冷,星球的深处将非常的温暖。
而在土卫六的上空,在闪电的作用下,形成氨基酸等生命基础物质,随着土卫六的气候变化,变成雨降落在甲烷海洋中,最终达到温暖的深处,是否会像地球一样诞生出生命呢?
这也是人们对土卫六最期待的地方,土卫六与早期的地球有太多相似的地方,而早期的地球诞生出生命,进化成现代的文明,那么在类似的环境中,土卫六是否会诞生出生命呢?
结语:卡西尼惠更斯的结局
卡西尼惠更斯作为一体分离的两艘探测器,由于使命不同,也有着不同的结局。
卡西尼惠更斯号探测器在1997年10月15号发射升空,因为借助引力弹弓效应,迂回前进,飞行35亿公里,耗时7年时间与2004年1月被土星引力捕获。
惠更斯号登陆土卫六
同年12月,惠更斯号与卡西尼号分离,开始自己的主要任务,登陆土卫六的表面,经过20多天的飞行,于2005年1月14日,穿过土卫六的大气层,降落在土卫六的表面,并持续工作2个多小时,在能源耗尽后,永远的留在土卫六的表面。从地球升空到登陆在土卫六的表面,耗时接近8年时间。
卡西尼号坠毁土星的情景
2017年9月15日,卡西尼号土星探测器燃料快耗尽,怕其燃料耗尽后失去控制,有可能会坠毁到土卫六上,而其上面携带的一些有毒物质,会影响到土卫六上可能诞生的生命,对其造成污染,最后,在人为控制下,坠毁在土星之中,永久的成为土星中的一部分,一代传奇永远的落幕,从升空到坠毁,耗时接近20年。