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别了,卡西尼:感悟这次计划的伟大之处(2)

2017-09-16 11:00:06     来源:央视网

  污染?可能性极低。“卡西尼”号将以极超音速进入土星大气层,短短几分钟内便会熔化,化为灰烬。我不认为飞船上的任何大的有机分子能够幸存。另外,土星并不是一颗具有适居性星球,也不可能孕育生命。这也是为什么我们决定让“卡西尼”号坠毁土星。

  ▉ Q3

  “卡西尼”号在最后时刻传回的数据和图像是大概深入土星多少公里?(来自@Frank)

图片/NASA

图片/NASA

  “卡西尼”号将从中纬度地区的某个点开始最后的传输,是在上层大气层,也就是在云顶之上。

  ▉ Q4

  有相关报道提到“卡西尼”号坠落土星后,还是会给科学家留下至少可供分析和研究十几年的图像、数据等内容,是真的吗?除此之外,还会给我们带来哪些(坠落前)更为惊人的发现?(来自@漫步宇宙)

工作到最后一刻的卡西尼号 图片/NASA

工作到最后一刻的卡西尼号 图片/NASA

  “卡西尼”号自2004年7月以来便环绕土星轨道飞行,它的遗产包括跨度13年的独一无二的图像以及非常宝贵的数据。所有这些都存入美国宇航局的行星数据系统,供全世界的科学家使用。每一个感兴趣的人都有机会利用“卡西尼”号获取的数据。此外,“卡西尼”号将以一种充满戏剧性的方式结束自己的使命。4月以来,我们便一直对土星和星环间的区域进行研究。这在“卡西尼”号任务史上还是第一次。

  “卡西尼”号获取了大量独特数据,能够为未来10年新的土星系统探索任务提供支持,同时帮助培养年轻科学家,让他们加入到巨行星探索的行列。“卡西尼”号数据的分析整理工作将于来年启动,参与这项工作的博士人数给我留下深刻印象。其中几名博士生就在这里。对于中国的行星学研究人员来说,能够利用“卡西尼”号所获数据无疑是一个极好的机会,有助于培养一批年轻科学家,让他们在不久之后(10年左右)可以参与到中国的木星探索任务。如果国际空间科学研究所北京分部能够为此提供帮助,我会感到非常欣慰。

  请记住一点,“卡西尼”号最后获取的数据——从“壮丽终章”轨道到最后的俯冲——可能最为引人注目,这毕竟是它与土星的最亲密接触。分析这些数据需要数年时间。

  ▉ Q5

  想了解一下“卡西尼”号坠入土星大气层时如何进行实时通讯,毕竟隔了那么远,虽然确切地说是“几乎达到”实时通讯的程度,但也觉得很不可思议。(来自@狐步)

  “卡西尼”号与地球的通讯依靠一种非常高效的高增益通讯天线(顺便说一下,这项技术由意大利航天局资助的一位意大利研究人员研发)。这种通讯天线的传输功率不大,将信号的集束性很好。每当“卡西尼”号处于对地传输模式,天线都需朝向地球。 在“卡西尼”号的最后时刻,也就是所谓的“壮丽终章”,这艘飞船会始终将通讯天线指向地球,传输数据直至最后一刻……当推进器再也无法在土星大气中保持飞船的稳定,通讯天线将偏离地球,我们会与“卡西尼”号失联。至此,“卡西尼”号任务终结,几分钟后就会燃烧殆尽。永别了,“卡西尼”号!预计为北京时间9月15日晚间19点45分。

  ▉ Q5

  土卫六有生命的可能性有多大?(来自@成韵文)

  惠更斯号大约于北京时间2005年1月14日19时30分降落在土卫六泰坦,整个下降过程持续了2小时27分钟,并在土卫六泰坦表面存活了72分钟,这是人类第一个,也是唯一一个在外太阳系星球着陆的探测器。

  我们从未在宇宙的任何地方探测到过外星生命的存在,鉴于这一事实,我认为未来发现外星生命的可能性极低,无论是在土卫六“泰坦”,木卫二“欧罗巴”还是土卫二“恩克拉多斯”。它们是这场竞赛中处于领先地位的候选者。我隐约感觉是这样。实际上,土卫六与其它两颗卫星的情况有所不同,因为土卫六的天体生物学特征更富有多样性。它有两个截然不同的方面——地表究竟发生着什么?地下海洋又在发生着什么?——我们甚至不确定二者之间是否存在联系。

9月12日,卡西尼拍摄到的土卫六泰坦,上图未经过处理。

9月12日,卡西尼拍摄到的土卫六泰坦,上图未经过处理。

  在土卫六的地表和大气层,存在一个活跃的“甲烷循环”,与地球上的水循环非常类似。在这个循环中,甲烷取代了水的角色:甲烷从地表湖泊蒸发,形成云,而后带来“降雨”,形成河流,流入湖泊,结束整个循环。因此,土卫六存在“甲烷气候”。少量甲烷(以及乙烷)扩散到上层大气层,在磁层电子的作用下辐射分解,形成非常活跃的自由基,从而触发重有机分子的形成。

  这些有机分子最终随着“雨水”落到地表,形成了一层厚厚的有机物。但由于没有水,所以对于天体生物学家来说,一个长久以来悬而未决的问题便是:在没有水溶剂的情况下,能够孕育出生命形态吗?这是一个开放性的问题,恐怕没有答案,除非有“甲烷外星人”给我们打电话……

  化学家和天体生物学家目前尚未发现任何“无水生命形态”的可信模型,这一点是肯定的……如果拿是否存在这样的生命打赌,我不会下很大赌注。现在,“卡西尼”号已经通过重力测量和对土卫六旋转模式的研究得出结论,土卫六可能存在一个由水构成的内部海洋!这个海洋位于地下几十到一百公里,可能存在生命。木卫二和土卫二或多或少也是这种情况,但问题在于,与这两颗卫星不同,“卡西尼”号直到现在也没有发现这个地下海洋存在任何涉及水间歇泉的热液活动。我们在地表看到的唯一液体就是甲烷和乙烷……因此,我认为这只是纯粹的猜测。站在理性的角度,我不相信地表存在基于甲烷的生命形态。对于存在地表生命的可能性,我的答案是5%,毕竟要留点余地。

  ▉ Q6

  问题七:未来土星探测的重点是什么呢?(来自@傅煜铭)

别了,卡西尼:感悟这次计划的伟大之处

  土卫二恩克拉多斯(Enceladus)的羽状喷流,大约时长14个小时,下图于2017年8月28日由卡西尼的窄角相机拍摄,这也是卡西尼号最后一次拍摄到土卫二,当时卡西尼距离土卫二,从110万公里到86.6万公里。