由于燃料不足，美国宇航局的卡西尼号探测器已开始最后也是最冒险的阶段——其史诗般的土星任务。
在周五利用最后一次飞掠土卫六来提高速度后，卡西尼号被土卫六的引力抛入一条轨道，使其穿过土星上层大气层和最内侧环之间1200英里（1930公里）的间隙，美国宇航局官员表示。
美国宇航局在一份声明中说，卡西尼号在太平洋时间周三凌晨 2 点左右（东部时间上午 5 点或格林威治标准时间 0900）完成了第一次穿越环平面的过程。[卡西尼号在土星的“盛大结局”图片]
关于支持科学新闻
如果您喜欢这篇文章，请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻事业 订阅。通过购买订阅，您将有助于确保有关当今塑造我们世界的发现和想法的有影响力的故事的未来。
这次最后的旅程将于 9 月 15 日结束，届时探测器将在土星压倒一切的大气层中燃烧殆尽。现在已经没有回头路了；卡西尼号正处于“弹道轨道”上，它的命运已经注定，美国宇航局的科学家们表示。“盛大结局”的设计是为了防止探测器污染可能适宜居住的土星卫星。
加利福尼亚州帕萨迪纳市美国宇航局喷气推进实验室 (JPL) 的卡西尼号副项目科学家斯科特·埃金顿说：“我们保证会在 9 月份进入土星大气层。” 他告诉 Space.com：“如果我们（在第一次俯冲期间）被一个使探测器失效的粒子击中，我们仍然保证会进入土星。”
美国宇航局官员在一份声明中说，卡西尼号预计在第一次俯冲后会失联大约一天，因为它会仔细观察土星和环缝。探测器预计最早将于太平洋时间周四（4 月 27 日）凌晨 12:05（东部时间凌晨 3:05 或格林威治标准时间 0705）恢复联系，并在不久后返回数据和图像。
土星的奥秘仍然存在
假设首次俯冲成功，卡西尼号将绕土星南半球进行一个宽阔的轨道飞行，为另外 21 次每周的俯冲做准备，这将使其进入距离土星大气层 1840 英里（2960 公里）的范围内，在那里它将继续对土星的奥秘进行前所未有的研究。美国宇航局在其盛大结局轨道指南中跟踪探测器的路径。
卡西尼号于 1997 年 10 月通过美国宇航局、欧洲航天局和意大利航天局之间的合作发射，自 2004 年以来一直围绕这颗环状气态巨行星运行。在此期间，它收集了大量关于这颗行星、其环和卫星的观测数据。卡西尼号等长期任务对于研究这颗巨大的行星至关重要；事实上，13 年的时间对于探索一个围绕太阳运行周期为 29 年的世界来说是很短的时间，任务科学家表示。
埃金顿说：“我们只在土星待了相当于半个土星年的时间。” “但（在那段时间里），我们看到这个系统内部正在发生所有这些详细的变化。”
在卡西尼号在这颗气态巨行星停留期间，猛烈的风暴在土星动荡的大气层中来来去去。行星科学家们也能够研究土卫六浓密大气层的动态，甚至可以预测随着季节缓慢变化的天气系统，埃金顿指出。
但是仍然存在许多问题，并且人们对卡西尼号的“盛大结局”寄予厚望，希望能产生一些自该任务启动 20 年以来最大的发现，卡西尼号研究人员表示。
卡西尼号在喷气推进实验室的项目科学家琳达·斯皮尔克在 4 月 4 日的新闻发布会上说：“盛大结局是一个全新的任务。” “我们正在前往一个我们从未去过的地方……我认为一些最大的发现可能来自这些最后的轨道。”
例如，埃金顿指出，土星上的一天有多长仍然未知。行星的自转轴和磁场的轴线是平行的，这使得很难测量行星核心完成一次自转需要多长时间。然而，通过非常接近土星的飞行，卡西尼号的“盛大结局”将能够测量磁场中小规模的波动，不仅可以确定土星的一天有多长，还可以揭示其内部结构，他说。
埃金顿说：“我们还将测量（土星及其环之间）间隙内部的微小粒子。” “这些粒子来自环。它们是带电粒子；它们被捕获在与环相交的磁场线上。我们将能够测量它们沿着磁场线传播时的轨迹。我们说的是微小的冰粒，甚至可能是该区域阳光分解水产生的产物。”
埃金顿说，对土星环的这些深入研究可能会揭示它们包含多少物质以及它们的年龄有多大。利用这些信息，科学家们可以测试行星形成模型，这些模型最终可能会揭示行星是如何演化的以及它们的卫星是如何积聚物质的，他补充说。
保护土卫二和土卫六
对于卡西尼号的“盛大结局”，科学家们采取了重要措施，以确保土星的卫星不会被来自地球的微生物污染，埃金顿说。
他说：“美国宇航局有一些规则要遵守，即不要污染任何我们认为可能适宜居住的地方。”
尽管工程师在发射前为探测器进行了大量的消毒工作，但研究人员发现一些顽强的细菌可以在极端环境中存活很长时间，其中一些地球微生物可能潜伏在卡西尼号的组件内部。美国宇航局决定在任务结束时焚烧卡西尼号，以降低这些顽强微生物污染土星卫星土卫二或土卫六的风险，科学家们认为这两颗卫星是太阳系中寻找生命的最佳地点之一。
2005 年，欧洲的惠更斯号探测器在土卫六表面着陆，当时符合所有行星保护要求。然而，自从卡西尼号在惠更斯号着陆后多年来一直在研究土卫六以来，这颗大气卫星的适宜居住潜力已经变得清晰。土卫二的潜在适宜居住性和行星保护标准高于土卫六，但确保卡西尼号避开这两颗卫星都是一项额外的好处，卡西尼号任务科学家表示。
土卫二是一颗小型冰卫星，可以轻松放入新墨西哥州境内，但它在太阳系其他地方寻找生命方面的意义非常重大。感谢卡西尼号，我们现在知道土卫二有一个地下的液态水海洋，它像羽状物一样从卫星的冰层中喷发出来。探测器能够“品尝”被释放到太空的粒子，揭示出这颗卫星含有有机分子（含碳化合物）。
最近，在这些羽状物中发现分子氢表明，卫星的岩石核心与周围的温水之间存在化学相互作用。这些相互作用可以模拟地球上深海热液喷口周围的条件，微生物在这些喷口周围茁壮成长，并利用分子氢获取能量，科学家们表示。
“那里正在发生一些事情！你有地质活动，正在进行热水化学反应，这正在为生命形式可能需要的分子创造一个环境，”埃金顿说。“所以是的，我们要保护土卫二。”
“但我们也要保护土卫六，”他补充说。“土卫六是我们任务的大部分基石。”
土卫六是土星 62 颗已知卫星中最大的一颗。它拥有浓密的富含氮气的大气层，表面覆盖着碳氢化合物。尽管它非常寒冷，拥有液态甲烷和乙烷的海洋和湖泊，但科学家们认为它与早期地球有很多共同之处，在生命在我们的星球上扎根之前。
斯皮尔克在一份声明中说：“卡西尼号对土卫六的近距离探索现在已经结束，但探测器收集的大量数据将为未来几十年的科学研究提供燃料。”
编辑推荐
版权所有 2017 年 SPACE.com，Purch 公司。保留所有权利。未经许可，不得发布、广播、重写或重新分发此材料。