当你的航天器在20年的旅程后耗尽燃料时，你会怎么做？当然是让它以最后的辉煌冲向它已经研究了十多年的行星。
卡西尼任务于1997年10月15日发射。七年后，该航天器进入土星轨道。自那时以来，它在这颗太阳系第二大行星上取得了一些令人难以置信的发现，包括在土星最大的卫星泰坦上发现液态碳氢化合物湖，以及在另一颗卫星恩克拉多斯内部的地下海洋中发现喷出的水冰和粒子羽流。
现在，该航天器已接近旅程的尾声。周二，在喷气推进实验室（JPL）举行的会议上，一个卡西尼号科学家小组讨论了该任务的戏剧性结局。
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为了为任务的结束做准备，卡西尼号在11月向土星靠得更近，将其轨道从近乎赤道倾斜到从两极环绕土星。今年早些时候的图像显示了新的近距离观察，航天器掠过土星环。4月22日，工程师将最后一次利用泰坦的引力来调整卡西尼号的轨道，这是一种在整个任务中一直使用的节省燃料的操作，通过利用卫星的引力场将其抛射来改变航天器的速度。这一次，调整将使卡西尼号飞掠土星环和行星之间，这是以前航天器从未走过的路线。探测器将以这种方式绕行星飞行近二十次，然后在九月份戏剧性地最终下降到其气态大气层中。
研究小组的研究人员已经模拟了卡西尼号将要采取的精确路径，它将以超过110,000公里/小时的速度冲入一个相对狭窄的1200英里间隙。即使经过仔细的规划，这也是一项冒险的操作。“以这种速度，一粒沙子会击毁我们的一个仪器，或者如果它在错误的位置，可能会使我们的航天器瘫痪，”JPL的卡西尼号项目经理厄尔·梅兹说。“这在其他任何时候我们都不想尝试。但现在是时候了。”
卡西尼号成像团队负责人卡罗琳·波尔科没有出席JPL会议，她在电子邮件中写道，我们可以期待从这些最后轨道上获得一些惊人的景象。“我们从环擦轨道上看到的图像是对环外部分环粒子非常小尺度行为的最清晰观察，”她写道。“我期望在环的内部分的图像中看到同样的强大细节。”
除了捕捉图像外，卡西尼号还将测量土星环的质量，以深入了解其可能的起源、年龄和粒子组成。“我们知道土星环中99%是水冰，但我们不确定另外1%是什么，”JPL的卡西尼号项目科学家琳达·斯皮尔克说。“会是微小的铁粒、硅酸盐、有机物，还是这三者的混合物，还是我们甚至没有想到的其他东西？”卡西尼号的宇宙尘埃分析仪将收集环粒子以找出答案。
在卡西尼号在土星环和土星之间进行的22次俯冲过程中，它还将捕捉到该行星两极旋转的巨大飓风的最佳景象，特别是北极的奇形六边形急流。它还将测量氢气、氦气和其他大气气体的丰度，以及研究极光。
卡西尼号还将测量土星的引力和磁场，使研究人员能够前所未有地了解这颗气态巨行星的隐藏内部，并揭示被气体笼罩的岩石核心的大小。乔纳森·卢尼对此特别感兴趣，他在卡西尼号上使用雷达和其他仪器，并且是朱诺号任务的合作研究员，朱诺号任务于去年夏天进入木星轨道以深入了解这颗庞大行星的深处。“朱诺号正在获取木星的第一个引力数据，”卢尼说。“因此，比较木星和土星内部结构的机会非常难得。”
在2017年9月15日最后一次在土星环之间俯冲时，卡西尼号的路径将使其坠入土星大气层。在长达三分钟的时间里，航天器将努力使其天线指向地球，在分解成它已经探索了如此之久的行星之前，传输最终数据。卡西尼号的自我燃烧似乎富有诗意，但这实际上是一种实际的操作，以消除它意外接触并用来自地球的生物材料污染任何无数的土星卫星（尤其是泰坦和恩克拉多斯）的风险。这两者都是外星生命潜在居所清单上的重要部分，使其成为未来探索的可能目标。
卡西尼号的终结是苦乐参半的。“我们已经在土星待了13年，”梅兹在JPL的简报会上说。“你早上可以起床，你可以得到天气预报，你可以看到图像是什么样子，你可以获得空间天气[或]磁场的状态。”
今年秋天，科学家将失去与遥远行星的联系，以及我们对外部太阳系最强大、最有能力的观察，该太阳系在很大程度上仍未被探索。朱诺号在木星的强烈辐射中也坚持不了多久，除了新视野号进入柯伊伯带之外，火星以外的外部太阳系将变得黑暗。
尽管可能需要20年才能开展下一次如此规模的任务，但卡西尼号留下了太多的疑问，不容许我们不再回去。
像卢尼这样的行星科学家已经期待着在恩克拉多斯臭名昭著的羽流中寻找生命，卡西尼号没有能力对其进行测量。“我们可以用今天的质谱仪发送另一艘航天器，它可以确定羽流中是否存在生物分子，”他说。“这是土星探索下一步中一个非常令人兴奋的可能性，这得益于卡西尼号的发现。”