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2017-10-2 18:04
卡西尼号飞船的绚丽一生

摘要 : 在经历了辉煌的科学生涯之后,卡西尼号飞船最终消失在一片火光中,成为它围绕多年的星球的一部分。

习斋2017-10-2 18:04510
10月2日消息,当卡西尼号飞船向地球发送回最后的信息并且开始最后的死亡之旅时,美国的西海岸天还未亮。在NASA的喷气推进实验室中,科学家和工程师们聚集到了任务控制室,而其他人则在加州理工学院的校园中观看卫星信号。当地时间2017年9月15日早上4:55,这颗小型轨道卫星结束了自己的使命。

喷气推进实验室的Brent Buffington在过去六年半时间里一直为卡西尼号规划飞行路线,他声称:“我把卡西尼号视作一个未尝败绩的拳手或者棒球运动员,在赛季末结束了职业生涯。它是时候离开了。”

卡西尼号飞船的绚丽一生:工程师们深情回顾历程

然而,即使卡西尼号在冲入土星稠密云层的时候,也为科学做出了最后的贡献。在它走上自我毁灭之路时,它也开始首次深入调查土星的大气层,这是它的使命。自从2004年它抵达土星环之后,就为我们展现了土星及其卫星的惊人景象。卡西尼号任务也延长了不止一次而是两次,这就让卡西尼号有更多的时间探索土星的秘密。

卡西尼号的探索也并不局限于土星,它在土星最大的卫星土卫六上发现了甲烷和乙烷湖,这是已知地球之外唯一存在的液体湖。卡西尼号不仅揭开了这些星球上的奇怪地貌,还在冰冷的土卫二南极发现了间歇泉现象,揭开了隐藏在冰冷地壳下的液体海洋。

这些观测结果帮助我们确定太阳系中遍布拥有海洋的世界,生命可能在这些世界进化,甚至在远离太阳的星球上繁荣昌盛。最终NASA为土卫二和土卫六考虑,决定强制卡西尼号毁灭。这两颗星球都有生命进化的条件,而且科学家们希望在未来的任务中探索可能存在的生命迹象。科学家们最大的担心就是地球上的细菌会污染这种类型的星球。

卡西尼号飞船的绚丽一生:工程师们深情回顾历程

Buffington称:“很可能卡西尼号飞船上携带的地球细菌污染会这些原始世界。”因此他和导航团队坐下来商讨如何在保持这些原始世界干净的同时,让卡西尼号获得最大的科学探索成果。

导航团队探索了卡西尼号飞船在燃料耗尽时几条可能的飞行轨道。它可能永久围绕土星轨道运行,并且在未来几年继续为我们发送回土星的信息。它也有可能冲进土星环,让我们了解其中的景象。它也有可能坠毁到土星的一颗卫星上,或者离开土星飞往另外一颗巨大的星球或外层太阳系的古怪小行星。

每一种可能都被提出来,科学团队从中寻找安置卡西尼号飞船的最佳方法,从而让卡西尼号飞船的最后几天实现最大的价值。最终冲入土星环的方法被很快选了出来。试图证实哪一种方法能够保证卡西尼号不会坠落到土卫六或者土卫二是不可能的。探索另外一颗星球的方法也被放弃,因为关于土星我们仍有许多等待解决的问题。

虽然永久围绕土星运转听起来不错,但那也是个大问题:土卫六有可能引发混乱,未来有一天可能让卡西尼号坠入其中一颗宜居卫星。因此研究团队决定利用土卫六的力量。Buffington在2012年离开了这个任务,但是现在返回了喷气推进实验室来见证卡西尼号飞船的终场表演。他声称,最大的突破就是我们意识到土卫六能够成为我们的劳力。工程师们可以利用的是,当小物体从较大的移动物体旁经过时,引力会让小物体的路线发生改变,科学家也能够借此做出推断和预测。

卡西尼号飞船的绚丽一生:工程师们深情回顾历程

他说道:“土卫六的单次引力吸引就能够让卡西尼号离开整个星环系统,让它绕开危险区域,并且在土星和它的星环之间飞行。”在卡西尼号飞船毁灭的五年前,导航团队就绘制出了卡西尼号的最终轨道图。每隔10个周,他们就会向飞船发送一组导航指令。他们无法追踪过程,但是他们能确定卡西尼号收到了指令。

喷气推进实验室实时飞行操控部门的负责人David Doody称:“他们交给我们参考轨道,然后我们操控飞船飞行。”Doody和7位工程师输入指令让飞船在恰当的时机运行。虽然他们帮助卡西尼号进入正确的轨道,但是土卫六和它的巨大引力才是执行任务的主要担当者。

Doody称,如果卡西尼号在一条高速路上航行,工程师们将确保卡西尼号在正确的车道上行驶,而巨大的土卫六就像是离开的匝道。在4月份卡西尼号飞船撞向土星的命运已经不可避免,当土卫六的引力引起卡西尼号轨道发生最后一次偏移时,卡西尼号将直接撞向土星。即使此时任务操控者改变主意,也不足以让卡西尼号逃离土卫六引发的坠毁过程。

9月13日上午3:53,卡西尼号任务工程师Michael Staab向飞船下达了最后的指令。尽管卡西尼号飞船的路线已经设定,最后一系列指令确定了它的命运。在卡西尼号飞船毁灭数小时前,Staab笑着说:“我是个无情的工程师。”在许多人用“她”来称呼卡西尼号的时候,Staab提醒我们称卡西尼号只是一个机器人,执行着设定好的程序。

对于Doody来说,这并非是第一次见证自己喜爱的卫星毁灭。在1994年,他向NASA的麦哲伦号飞船发出了最后的指令,指挥它冲进了金星的云层中。虽然麦哲伦号需要一个简单而特殊的指令自我毁灭,卡西尼号的最终之旅需要一系列渐进式改变,而且耗费了近5年时间。Doody称,这一次非常的优雅。

当卡西尼号冲入土星的大气层时,Doody就站在加州喷气推进实验室的任务控制台前。Doody从最初就参与到这个任务中,他声称:“这个结局感觉既令人兴奋又不可更改,这也是20年使命的终结。任务过程伴随着血水、汗水和眼泪,现在一切都结束了,让人有种从悬崖上跳下来的解脱觉。”

当时Staab也站在控制台前,他已经连续工作了27个小时,而且是终场演出的支持工程师。他声称:“我对卡西尼号的离去感到悲伤,但是我对于它所获得的成就感到自豪。”Buffington并未在控制室,但是也在喷气推进实验室内。他声称自己对于卡西尼号飞船的命运没有太大的情绪变化,但是他对于完成这项任务的科学家和工程师们感到非常钦佩。

他声称:“如果说有任何情绪惨杂其中的话,那就是我非常感谢那些建造飞船和执行任务的工程师们,能够让我在其中留下自己的名字。”卡西尼号飞船在飞行控制器、工程师和土卫六的共同参与下,结束了自己绚丽的一生。它为我们提供了土星系统的诸多信息,这将激励我们在未来数十年内继续探索。卡西尼号飞船鼓舞着我们,让我们所有人都不断仰望星空并猜想那里究竟有什么。(过客)

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