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惠更斯勇闯土卫六
(2005年03月26日 13:12:54)
来源:《太空探索》
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□作者: 小 夏
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惠更斯勇闯土卫六
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在荷兰科学家惠更斯发现土卫六“泰坦”的350年后,冠以他名字的探测器终于让人类有机会一睹这颗橙色星球的神秘芳容
惠更斯勇闯土卫六
在经历了7年的长途跋涉后,欧空局的惠更斯探测器终于于北京时间2005年1月14日18时13分进入土卫六大气层并成功从土卫六大气向地球传回信号。
结果好,一切都好。1月14日这一天,很难找到比这句俗语更贴切的词句,更能形容欧空局局“惠更斯任务”参与者的心情。欧洲中部时间下午4时14分,当卡西尼号飞船上的高增益天线把惠更斯探测器从土卫六表面发出的第一组数据传回地球时,德国达姆施塔特市欧空局地面控制中心的所有在场者都欢呼起来。他们知道,这预示着67分钟前,惠更斯号探测器已经成功地完成了对土卫六表面的探测工作。这是迄今人类探测器登陆的距离最远的天体。
“惠更斯”闯关落地
惠更斯若想成功登陆土卫六,需要经过三道关卡,第一关,高温关;第二关,指令关;第三关,着陆关。让我们来看看惠更斯是怎样完成这一惊心动魂的旅程的。
高温关:北京时间1月14日18时13分,惠更斯探测器在距土卫六表面1270千米的高度上以6千米/秒的速度冲入土卫六大气层。在大约2分钟的时间内,速度下降到大约400米/秒,此时的高度大约为220至350千米。在这期间,惠更斯探测器与大气层激烈摩擦,产生巨大热量,使探测器温度急剧增加。这对探测器前后的屏蔽罩,是一个严峻的考验
指令关:通过第一关后,接着是指令关。在经过7年的太空飞行后,各个传感器系统能否正常发出指令,将在此时接受考验。当探测器检测到自己的速度下降到400米/秒后,自动打开一个直径为2.6米的引导降落伞,其主要作用是将后屏蔽罩去掉。此后惠更斯的仪器舱也被开启,各类科研仪器也开始进行分析土卫六大气物理与化学成分的工作。2.5秒后,展开直径为8.3米的主降落伞。高度降至125千米至105千米时,速度约35米/秒,抛弃主降落伞,目的是加快下降速度,因为卡西尼飞船能接收到惠更斯探测器信号时间不超过3小时。此时打开一个直径为3.03米的小降落伞,该降落伞主要用于协助惠更斯号在土卫六大气层中顺利飞行。这一系列的开伞动作是登陆过程中最重要的环节,如果这一系列操作指令不能及时发出,将会导致失败。北京时间20时左右,惠更斯号的主要系统都被激活并传输信号报告自己在土卫六大气中的位置。
着陆关:探测器在接近土卫六表面时保持在5米至6米/秒左右的速度,安全着陆。
整个降落过程将持续近2个小时,在此期间惠更斯号不断地与卡西尼土星探测器保持密切联系。北京时间20时31分惠更斯号成功登陆土卫六表面,惠更斯登陆后开始向处于环土星轨道的卡西尼飞船发送数据。1小时13分钟后,即北京时间22时44分,“惠更斯号”彻底耗完自己的能源储备并永远地安息在距离地球约为12.5亿千米的土卫六表面。
至此,焦急等待了3个星期的欧空局科学家们终于可以揭开土卫六的神秘面纱,并有可能从中发现地球生命起源的线索。
甲烷河流和冰封陆地
近日,科学家们通过分析研究惠更斯号传回的土卫六表面照片得出初步结论:土卫六表面有甲烷构成的河流和冰构成的岩石。这证明土卫六表面存在,或曾经存在过液态物质。
科学家们以为土卫六表面情景会像从科幻片中看到的那样奇怪,但是惠更斯发回的照片却让他们大吃一惊——土卫六表面不仅有陨石撞击遗留下来的坑洞,有不甚宏伟的山峰,也有此起彼伏的高地,更为重要的是土卫六看起来是一个充满生机的地方,就像远古时期的地球一样。
从照片上类似的沟壑的地形可以看出,土卫六表面曾经遭受过液体物质的冲刷和侵蚀。这与火星上发现的完全不同——火星是一片纯粹的不毛之地,而土卫六则感觉是一片生机盎然的景象。
土卫六表面的隆起的高地很可能完全是由冰块构成的,而照片中发暗的地区则很可能是有液态物质覆盖的湿润地区。
土卫六表面的气温可达到华氏300度左右(零下184摄氏度),因此其表面有液体出现的唯一可能就是土卫六大气的冷却。由此推断,这些液体很可能是液态的甲烷和乙烷”。
从惠更斯号发回的另一张照片来看,土卫六表面还覆盖的类似于岩石的物质,但科学家们并没有在照片中找到“勇气号”在火星古谢夫弧坑中找到的那种含硅岩石。
因此,科学家们推断:这些岩石很可能全是冰。考虑到土卫六表面温度因素,只有真正的水冰才能形成这种形状的冰岩。因为地质学家们已经非常肯定地表示说这些岩石经历过液体物质的侵蚀,从这些岩石圆润的边边角角上不难看出,它们非常类似于地球河床周围最容易看到的鹅卵石。
远古的地球
1月21日,科学家们再次宣布,土星最大的卫星土卫六的地貌与地球惊人相似。
欧空局惠更斯项目首席科学家勒布雷顿在新闻发布会上表示,通过图片,我们可以看到土卫六发生着各种神奇的活动,比如可以看到惠更斯号着陆地带有刚下过甲烷雨的痕迹。甲烷在这个星球中的角色有如地球上的水。除降雨的痕迹外,还发现了侵蚀的痕迹、机械摩擦的痕迹以及一些水文活动痕迹。这些痕迹与地球上的很相像。这说明导致土卫六地貌形成的地质和天气活动与地球上的也十分相似。
惠更斯拍摄的土卫六图片显示,一些纵横交错的“水道”从高原伸延到低矮阴暗地区,这些“水道”最终汇合形成江河体系,而这些江河河床一直伸延到某些干枯的大湖。在这些大湖中科学家发现了类似地球岛屿的地理形态。总的来说,许多地球上可以发现的地质活动痕迹在土卫六上也都存在,那里的地貌与地球惊人相似。
不过勒布雷顿表示,土卫六与地球在化学成分上存在很大不同。比如土卫六没有液态水只有液态甲烷,没有硅化的岩石只有固态的含水冰块,没有泥土质的土地只有碳氢化合物颗粒的沉淀形成的土地。
有微生物吗?
1月25日欧空局专门从事“更斯号”测器所获资料研究的专家们最新表示,土卫六上很可能存在着现代生命——微生物。
据惠更斯号探测任务研究小组成员弗朗科伊斯-劳伦博士称,我们已经向外界表示过,甲烷在土卫六的物质循环中起着举足轻重的作用。土卫六上的甲烷云、甲烷雾、甲烷河流和湖泊直接决定着土卫六上的天气状况和其地质构造。
如果没有充足的甲烷来源作为日常补充,那么在1000万年以来土卫六上存在的所有甲烷早已被紫外线所破坏。
土卫六的地质进化过程很可能与科学家们的计算机模拟相一致。弗朗科伊斯-劳伦博士表示:“从我们分析的结果来看,无论如何我们也找不出理由排除土卫六存在生命的可能”。
根据科学家们计算机模拟实验显示,土卫六上存在着广阔的海洋,而且这此海洋是隐藏在土卫六地面以下300千米深处。这些由液态水构成的海洋中那怕只含有15%的氨气,那么土卫六上的温度就不会如此致命——也就是说,土卫六表面的温度可以达零下80摄氏度。
如果由甲烷产生的微生物真的占据了土卫六的这一“生态领域”,那么科学家们将一定能够通过土卫六化学构成中碳的同位素(碳-12和碳-13)所占比例发现它们。因为由生物进程和非生物进程所产生的物质在碳的同位素比例中会有不同的反映结果。
这一设想是科学家们根据惠更斯号发回的信息所提出的,但惠更斯毕竟只是在土卫六探测领域中迈出的一小步。而且,因为不知原因的故障,目前传回的照片仅为预计700张的一半。更多的工作,还要等待卡西尼号来完成。与其在证据还相当有限的时候妄下断言,倒不如向400年前的伽利略学习。对于根据轻率的推测才能解答的问题,这个谨慎的先驱者总是说,“我宁愿承认无知,耐心等待,宣布那个聪明的、智巧的、谦逊的警句:我不知道”。
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文章作者:小 夏
责任编辑:skylook
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