探测土星大气层

分析一种气体的最好方法当然是闻它!这就是美国宇航局的卡西尼号宇宙飞船在土星周围所做的事情。它于1997年从地球发射;它于2004年抵达，从那以后，它一直在探索土星，以及它的光环和卫星，从超过10亿公里的太空中发回令人叹为观止的图像。任务即将结束，9月15日，卡西尼号将一头扎进土星并解体。现在和我们一起讨论任务科学家和大气专家英戈·穆勒-沃达格在任务中发现的一些东西。

英戈:这个探测器大约有一辆小巴那么大，它只是一个盒子，前面有一个大天线，后面有一个大的助推器，上面挂着很多仪器。最初，它的侧面也有一个小盘子，那是惠更斯探测器，它于2005年被发射到土卫六。

当然，土卫六是土星最大的卫星，不是吗?你为什么对泰坦特别感兴趣?

如果你用望远镜看，土卫六其实很无聊，它只是一个黄色的球。但在80年代初，旅行者号首次飞越土卫六时，我们发现土卫六的大气层是由氮组成的——一种厚厚的大气层。当然，氮也是地球大气中的主要气体，因此，人们有兴趣了解更多关于这个星球和它的大气的情况。

克里斯:你把这个探测器送到土卫六表面，它告诉了你什么?

惠更斯号于2005年着陆。这是我们从地球上降落物体的最远距离。它基本上是穿过大气层，在下降的过程中嗅探大气层，然后，最令人震惊的是，它让我们第一次看到了我们通常只能通过肉眼看到的全球雾霾层，我刚开始说的这个黄色的球。我们第一次成功地通过船上的摄像机看到了下面令人惊叹的风景有山脉和河流，光滑的表面，甚至还有湖泊，但没有我们从地球上知道的液体。在地球上是水，在土卫六上是液态甲烷，所以你不会想在里面游泳。

克里斯-不过，这不是一个很好的地方去闲逛。那么土星的其他卫星呢?因为土星有很多卫星，卡西尼号有幸在这个系统中待了十多年，并多次经过它们?它看到了什么?

在土星的50颗卫星中，另一颗最令人兴奋的是土卫二，这是一颗很小的冰体，没有人真正期望在它身上看到任何有趣的东西。但事实证明，土卫二的南极有间歇泉，这是卡西尼号第一次发现的。我们已经观察了无数其他的卫星，土星环，以及土星本身。

克里斯-我想说一下土卫二因为那真的是一个惊人的发现，不是吗，那些喷向太空的水柱;它们会走很远的距离?事实上，它们喷出的物质，难道不是土星环的一部分吗?

事实上，它们给其中一个环喂了物质。事实上，土卫二排放的水最终会再次进入大气层，所以这是一个非常有趣的水运循环，跨越了很长的距离。但是，把土卫二看作一个孤立的系统，这些间歇泉它们来自南极的裂缝。我们成功地飞越了这些水柱，发现其中含有氢分子、二氧化碳和甲烷等。有趣的是它们的化学平衡并不像你想象的那样。基本上有太多的氢分子，这可能是由我们在地球上看到的过程引起的。基本上，它是海洋中的热水流经海底的裂缝，然后与富含铁的岩石反应形成氢分子。

克里斯:这也可能是，人们非常兴奋的一件事，他们说那里有温暖的水，这是令人鼓舞的，因为我们认为水是生命的基本成分。这种平衡是否也可能是因为土卫二提供的奇怪环境中存在生物过程?

这些不平衡不是由微生物生命造成的，但它们确实可以容纳微生物生命，因为我们在地球上看到了完全相同的情况。只要海底有多余的氢分子，就可以被微生物用作能量来源。我们不知道土卫二上是否存在这种生命，但我们可以说，微生物生命存在的条件是存在的。

毫无疑问，卡西尼号是一次非常成功的任务，不是吗?它持续了这么多年，返回了大量的信息和数据，这些都让人惊讶，就像土卫二上出现的东西一样。为什么决定结束这次任务并在卡辛号上坠毁?为什么要这样做?

英戈-你说得完全正确。这是一项了不起的任务，我们都希望它能再持续10年，但它的燃料即将耗尽。这意味着有足够的燃料来驱动系统，飞船上有足够的电力，但没有足够的燃料来控制飞船因为你必须在轨道上操纵它。我们不希望航天器失去控制，然后我们会冒险让航天器降落在这些脆弱的卫星上，比如土卫二。我们不希望这种情况发生，所以这就是为什么我们决定，在有燃料的情况下，把它控制住。我们称它为大结局，因为这是一个完整的任务，它将在非常接近土星的地方进行令人兴奋的新科学研究，这是以前从未做过的。

克里斯:所以它会继续向你发回数据，直到它最终放弃幽灵，坠入土星的大气层?

英戈:是的，确实如此。通常情况下，数据会被保存在飞船上，然后在高增益天线指向地球后传输，但现在的例外是，它会在进入大气层时实时发送数据。因为一旦它进入那里，它就会到达一个航天器解体的点，如果没有直接发送，我们就会失去数据。这将是有史以来第一次对土星大气层进行现场探测。原位意味着你可以在现场嗅探大气这在土星上从来没有做过。

克里斯-期待某样东西的消亡似乎很可悲，但与此同时，我们希望这将是一场壮观的消亡，不是吗?