所有美好的事物终将迎来结束。
对于美国国家航空航天局的卡西尼号轨道器——在探索土星及其广阔的环和数十颗冰冷的卫星13年后，它的燃料正在减少——终结将在周五美国东部时间上午 7:55 到来。任务规划者预计，当这艘两吨重、公共汽车大小的航天器以超过每小时 122,000 公里的速度冲入这颗巨行星的湍流大气层时，无线电通信将会中断。
几秒钟之内，围绕着坠落探测器的气体流将达到足以熔化其铝制底盘的温度，随后是保护其钚动力源的铱包层。随着其与地球的无线电连接被切断，卡西尼号最后的“传输”将是来自这个火球的光芒，这是一场天文学家可能从地球上瞥见的适度的辉煌落幕。在其最终信号发出后一分钟，这艘精密的航天器将变成一股迅速消散的汽化金属喷雾，位于土星旋转的云层顶部下方约 200 公里处。但是，当科学家和公众聚集在世界各地，为这次任务的结束举行苦乐参半的庆祝活动时，很明显，卡西尼号的遗产将长存。
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“我们正在结束有史以来对遥远行星系统进行的最长、最深入、最全面的科学探索，这是一个如此陌生的系统，它可能就像在另一个星系中的另一颗恒星周围运行一样，”卡西尼号成像团队负责人、行星科学家卡罗琳·波尔科说。“而且我们已经取得了巨大的成功。”
卡西尼号于 1997 年发射升空，于 2004 年抵达土星。其设计主要在 1980 年代后期完成，其 12 台仪器的套件在其抵达时早已成为地球上的过时遗迹。即便如此，它还是设法揭示了一个比研究人员梦想的还要超凡脱俗的系统。亮点太多，无法在此一一列举。卡西尼号发现了一个奇怪的、长期存在的六边形喷射气流，它横跨土星北极，并观察到世界及其光环在围绕太阳的冰川运动中缓慢地倾斜穿过季节。在光环本身内，卡西尼号发现了翻滚的小卫星，它们将周围的尘埃雕刻成高耸的波浪和锯齿状的山脊。但卡西尼号研究的不仅仅是行星或其光环，还有土星的冰卫星——本质上是一个完整的微型行星系统，每个新世界都是一个超凡脱俗的地质缩影。有孔隙多孔、布满麻点的土卫七，它可能会被误认为是海绵状浮石；奇异的土卫八，具有颜色对比鲜明的半球和一个环绕全球的山脊，使其看起来像一个带有阴阳标志的核桃。有土卫一，它有一个巨大的靶心陨石坑和钢铁般的灰色，就像直接来自《星球大战》的太空站；还有土卫十五，一个米色的、饺子状的物体，看起来非常美味。而这些只是该系统奇特之处的冰山一角。
卡西尼号总共发回了约 635 吉字节的数据，其中大部分由精美的图像组成。美国国家航空航天局喷气推进实验室的卡西尼号项目经理厄尔·梅兹说，在当今千兆字节饱和的技术面前，这似乎微不足道。但梅兹说，从在太阳系遥远区域运行的旧设备中获取如此多的数据“非常了不起”。“我们的表现非常出色，我们不能要求更多。这真是一次非凡的旅程。”
黑暗的海洋
掌握了如此多关于这些遥远世界的信息，人们很容易忘记，仅仅 40 多年前，土星及其最大的卫星对于地球上的每个人来说充其量只是模糊的图像。从望远镜中颤抖的景象来看，雄伟的光环几乎显得像卡通片，而且有些不真实。这种情况在 1970 年代发生了变化，当时先是先锋 11 号，然后是旅行者 1 号和 2 号任务都前往土星，提供了更清晰的特写镜头。这些任务将这颗环状行星从一幅图画变成了一个地方，但它们都是一次性的飞掠——就像透过行驶汽车的挡风玻璃观看异国城市一样。
当科学家和工程师在三十多年前开始规划卡西尼号时，他们设想了完全不同的东西：一个轨道器，它将被行星的引力场捕获，在其光环和卫星之间循环和旋转，进行一次精美的发现之舞，一次又一次地重访每个感兴趣的目标。但是，为了进行这种舞蹈，卡西尼号需要一个伙伴，另一个围绕土星运行的物体，可以定期为航天器提供大幅度的轨迹调整、节省燃料的动力。这种长期关系的选择是显而易见的。土星最大的卫星土卫六比水星还大。每次近距离飞掠，土卫六都会给卡西尼号带来相当于约 450 公斤推进剂的引力助推（卡西尼号在其任务期间进行了 127 次此类遭遇，最终获得了相当于燃烧超过 50,000 公斤燃料的效果）。
当时，土卫六似乎也为革命性的科学提供了最大的机会。在太阳系卫星中独一无二的是，它拥有稠密的大气层——一层厚厚的鲑鱼色碳氢化合物烟雾，它抵抗了之前所有获取表面图像的尝试。卡西尼号将携带高功率雷达穿透土卫六的云层，以及欧洲制造的着陆器惠更斯号，以在其隐藏的表面着陆。
惠更斯号于 2005 年初的着陆本应是这项任务的巅峰之作，它也没有让人失望。探测器在橙色有机雾霾中借助降落伞下降，记录了阵风的声音和速度，并传输了令人毛骨悚然的类地球河流景观的图像，其中包括由液化碳氢化合物而非熟悉的 H2O 雕刻而成的山谷、三角洲和蜿蜒的河道。惠更斯号停留在看起来像是由液态甲烷流磨光的冰“石头”散落的洪泛区，它的着陆伴随着嘎吱声，这表明其泥泞的着陆点被一层冰冻的釉覆盖——有点像法式焦糖布丁。然而，在几个小时内，它的化学电池屈服于卫星的低温寒冷，着陆器陷入沉默。这项壮举仍然是迄今为止最遥远的行星际着陆。它为卡西尼号多年来的工作提供了重要的背景，因为轨道器研究了土卫六的天气、季节，甚至其短暂的碳氢化合物湖泊和海洋。
然而，在惠更斯号漂落到土卫六并载入史册后不久，卡西尼号发现了一些永久性地将这一成就推到聚光灯之外的东西。在土卫二的南极周围——一颗直径 500 公里的小卫星，许多人认为它相当惰性和无趣——轨道器看到了诱人的活动迹象——水蒸气羽流从冰冷表面裂缝中喷射到太空。潮湿和温暖以某种方式潜伏在下方，为微生物生命的出现和繁荣提供了可能性——而羽流是通往那个阴间世界的窗口。在随后的飞掠中，卡西尼号直接俯冲到它们上方并穿过它们以采样其内容物。这些调查不仅表明冰下存在整个咸水海洋，而且热液活动在这个外星海洋之上和之下发生，可以为生态系统提供丰富的能量和营养。科学家们仍在努力理解如此小的卫星究竟如何产生足够的热量来维持如此远离太阳的地下海洋。在任务后期，卡西尼号还发现了土卫六水冰地壳下存在液态海洋的初步证据。
美国宇航局总部卡西尼号项目科学家科特·尼布尔说：“土卫二可能拥有我们所知的生命目前存在所需的所有成分，就在这一刻。”“卡西尼号如此完整地向我们揭示的这两个新世界——土卫六和土卫二，已经改变了‘海洋世界’如地球和[木星的卫星]木卫二在宇宙中是罕见的这一观点。……[土卫二的海洋]根本不应该存在——但它就在那里，几乎是在对我们尖叫：‘看看我，我完全否定了你所有关于太阳系的假设！’”主要受卡西尼号的成果（以及在国会出人意料的两党支持下）的推动，美国宇航局于 2016 年开始规划一项新的“海洋世界”探索计划，以开发将更深入地探索外太阳系海洋的任务。它的下一阶段将是木卫二快船任务，这是一艘将于 2020 年代发射的木星轨道器，用于研究木星卫星冰冷地壳下的水域深度。也许它会通过据信在那里也会喷发的土卫二式羽流品尝外星海盐的味道。行星科学界内的其他派别更愿意向土卫六派遣另一项任务——甚至可能是空降无人机、帆船或潜艇——或者通过向天王星和海王星（最后两颗仍然很少被探索的行星）发送轨道器来触及更远的边疆。
但对于波尔科和卡西尼号团队的大部分其他人来说，土卫二仍然是首选的停靠港——也是该任务最有希望的后代。“土卫二拥有外星‘宜居带’的所有正式标志，”她说。“太阳系中没有其他物体可以声称这一点。它是太阳系中最容易接近和最有希望寻找外星生命的地方。我们必须回去。”
最后一场电影
轨道器对土卫六、土卫二和土星上其他意外宝藏的令人眼花缭乱的探索使美国宇航局确信要多次延长其任务期限——最初到 2010 年，最终到 2017 年 9 月。但现在，由于其燃料箱因所有漫游而几乎耗尽，卡西尼号已成为自身成功的受害者；为了避免航天器失控旋转——撞击并可能用任何残留的地球微生物污染土卫二或土卫六——任务规划者正在故意将卡西尼号撞向土星，将其变成一个临时的 атмосферный 探测器。当它冲入土星云层时，它将运行其八台仪器，并使用其推进器尽可能长时间地使其高增益天线指向地球，传输尽可能多的关于大气成分的信息，直到它不堪重负并坠入虚无。一些人认为，这些数据可以帮助科学家们改进他们对土星起源和早期演化的理解。
“盛大谢幕”于 4 月 24 日正式开始，当时卡西尼号启动了新一轮 22 次土卫六飞掠。每次飞掠，卫星的引力都会调整航天器的轨迹，使其在土星最内环和行星大气层顶部之间呼啸而过——这是一个以前从未探索过的区域。在这些近距离飞掠期间，卡西尼号采样了从土星流向太空的气体以及从光环中降下的尘埃。该探测器还寻求对世界上一些最长期存在的谜团的新见解，例如行星日的长度及其标志性光环的年龄。由于在测量行星内部在厚厚的气体外壳下的自转速度方面存在挥之不去的困难，它未能确定白昼长度。
但它在光环年龄方面的进展更有希望：通过在其最后阶段精确测量土星的质量，探测器也在改进对光环质量的估计。许多科学家认为，相对巨大的环状系统将表明年龄为数十亿年，这表明光环与土星本身同时或之后不久形成。重量较轻的光环可能相对年轻，不到十亿年。“我们的最初估计是，光环的质量比我们最初认为的要小，这确实表明年龄非常年轻，”喷气推进实验室卡西尼号项目科学家琳达·斯皮尔克说。“我们正朝着大约 1 亿年左右的光环方向前进，与我们太阳系的年龄（约 46 亿年）相比，这非常年轻。”虽然仍然非常初步，但卡西尼号的这一结果——也是其最后的结果之一——也将是最轰动的。为了形成如此年轻的光环，土星需要在不久的过去撕裂一颗或多颗大型彗星或整个卫星——事实上，光环的多样性可能是由于随着时间的推移消耗了多个物体。
所有这些都为我们太阳系作为一个持续动荡的动态场所（而不是像过去许多科学家想象的那样是一个静态而平静的领域）的仍在形成的图景增添了色彩。它还暗示了我们目前可能在太阳系生命周期中所处的特权地位的另一个方面：以地球历史的任何给定片段为例——例如恐龙的统治——任何生物都将居住在没有土星环状辉煌的天空下。我们目前的观点似乎是反常的——至少和在人类的机器人使者为我们提供我们自己在环绕太阳的世界全景中的地位的广阔新视野的短暂时刻活着一样特别。
在卡西尼号变成一个微小的火花，螺旋式进入土星浩瀚的大气层之前的几个小时里，它的最后一项任务之一将是捕捉并发送回其最珍视的目标的图像：土卫六及其甲烷气象；土卫二及其水状羽流在土星北缘后面落下；一颗昵称“佩吉”的小卫星正在光环边缘诞生；以及这颗行星及其光环的全家福。航天器团队称之为“最后一场电影”。
斯皮尔克说：“这些最后的图像有点像在你搬出房子或公寓之前最后看一眼你的房子或公寓。”“你在楼下走动。当你上楼时，你的手指沿着栏杆滑动。你看着你的旧房间，多年来的记忆涌上心头。卡西尼号也在以同样的方式最后看一眼土星系统，卡西尼号在过去 13 年里的家。”与她的许多同事一样，斯皮尔克在 1980 年代首次开始在卡西尼号上工作，大约在 30 年前——大约与土星围绕太阳完成一次完整轨道的时间相同，并且有足够的时间与同事建立亲密的家庭关系，抚养孩子，看着他们长大。斯皮尔克说，考虑到燃料，再花十年时间与卡西尼号一起在土星上似乎是合适的。但现在时间过去了，燃料也用完了，团队成员年纪大了，他们的孩子也长大了。下一个前沿在召唤，光明但充满不确定性。“是时候了，”斯皮尔克说。“是时候利用我们的知识和信息，将其转移到未来的任务中，转移到外行星——以及更远的地方。”