苗千
从开始计划到结束，一个歷时30多年的太空探索项目即将进入尾声。一个寄托着人类的希望，为人类发回无数宝贵资料的太空探测器——“卡西尼”，即将以一种堪称悲壮的方式结束自己的科学探索之旅。
这个在太阳系外围区域工作了十多年的探测器，孜孜不倦地为地球上的科学家们勘测太阳系中除了地球之外最有可能存在生命的天体，它的探测数据对于人类的影响还远未可知。
土星是太阳系（由内到外）的第六颗行星，也是一颗体积仅次于木星的巨大的气态行星。这颗行星因为距离地球太过遥远，一直充满着神秘色彩。土星最吸引人的是它周围的环状物质和众多的卫星，而研究土星和它周围的环状物质及众多卫星，有助于人们理解太阳系和其他恒星星系的形成过程。人们至今还不清楚土星环是由土星的卫星喷发形成，还是由外物的撞击形成的。研究土星环的形成过程，有助于科学家们理解在恒星系统中，年轻恒星周围的物质是如何聚集形成行星的。
荷兰天文学家克里斯蒂安·惠更斯（ChristiaanHuygens）首先发现了“土卫六”（Titan），并且在1655年利用望远镜第一次观测到了完整的土星环。到了1675年，意大利裔法国天文学家乔瓦尼·卡西尼（GiovanniCassini）首次观测到了土星环之间的缝隙，“卡西尼缝”因此得名。因此，这项从20世纪80年代开始进行筹备和设计，总共有17个国家参与，超过5000人为之工作的卡西尼-惠更斯（Cassini-Huygens）土星计划所设计的飞行器和探测器，以这两位天文学家命名。
在飞行器和探测器发射之前，人们就已经为此花费了超过14亿美元。1997年10月15日，一款TitanIV型火箭发射升空，把“卡西尼号”飞行器和“惠更斯号”探测器送入了太空。它们用了7年时间长途跋涉，终于在2004年7月到达土星。2004年12月25日，“惠更斯号”探测器与“卡西尼号”飞行器分离，探测器在2005年1月14日以每小时2万公里的速度进入土星最大的卫星“土卫六”的大气层，最终降落到“土卫六”的表面开始进行实地勘测，并且利用“卡西尼号”作为中继，向地球源源不断地发送资料。
除了土星自身之外，最吸引科学家兴趣的，就是“土卫六”和“土卫二”（Enceladus）这两颗土星的卫星。“旅行者号”飞行器在上世纪80年代飞临土星的时候曾经发现只有500公里宽的“土卫二”外表的冰层非常光滑，整体呈亮白色——实际上它是太阳系中反射性最强的天体。根据人们目前的理解，要想出现生命，需要液态水、一些必不可少的化学元素，以及稳定的能量来源。
之后美国航空航天局发射的“伽利略号”探测器在上世纪90年代探测木星时，发现“木卫二”（Europa）可能具备产生生命的条件，这使人们对土星的兴趣更加浓郁。“卡西尼号”飞行器随后发现，在“土卫二”的南极附近，因为卫星的地质作用产生出热量，在地下存在着液态水。经过十多年的探测，最终确定“土卫二”内部存在着稳定的液态海洋，其中含有盐分和简单的有机分子，这使之成为科学家们认为除了地球之外最有可能发现生命的地方，“土卫二”也成为太阳系内最让科学家们感兴趣的天体。
全球性含有盐分的海洋系统，独特的化学物质，加上内部的能量来源，“土卫二”具备了形成原始生命的全部必要条件。不仅如此，从“土卫二”的冰层之下，不时以每秒400米的速度向空中喷射水蒸气和冰块——这些物质有些落回到“土卫二”表面，有些留在空中，成为土星环的一部分。“卡西尼号”飞行器借机探测“土卫二”喷射出的物质成分，发现其中有些化学成分只有在90摄氏度以上的温度才能形成，这说明“土卫二”海洋内部的一些环境，颇为类似地球早期形成原始生命时的海洋环境——这些发现改变了人类的行星科学研究方向。
“土卫六”同样呈现了类似的可能性。欧空局的“惠更斯号”探测器在“土卫六”的表面进行探测，也发现了在其冰冷的表面下存在着液态海洋。“土卫六”的地形类似于地球，存在着丘陵、峡谷，在赤道附近也有着沙漠——研究它的演化过程，有助于人们理解地球形成初期的演化过程。它的大气成分也类似于生命形成之前的地球大气，人们有可能在这里观察生命最初形成的过程。通过研究“土卫六”和“土卫二”的现状，人们就可以理解太阳系形成的早期，在行星表面发生的演化过程。
美国航空航天局公布的“卡西尼号”探测器穿越土星环的示意图
经过13年的土星探测之后，“卡西尼号”飞行器的燃料逐渐减少，探测生涯接近尾声。为了避免在耗尽燃料时撞向有可能存在生命的“土卫二”或“土卫六”，它最后一个探测任务将是向土星的大气层冲刺。2017年4月26日，“卡西尼号”飞行器第一次穿越土星环，到达了土星环与土星之间只有2000公里宽的狭小空隙内，此时它距离土星大气层顶层3000公里，距离土星环的内侧只有200公里，此后它还将反复重复这个旅程。
在燃料耗尽之前，它将每周绕行土星一圈，预计将22次穿梭于土星环和土星大气层的顶层。为了避免在以（相对于土星）每小时12.4万公里的速度穿越土星环的过程中使探测仪器受到损害，它把自己4米宽的天线挡在前面充当盾牌。也就是说，在穿越土星环的过程中，它会和地球失去联系——直到穿越土星环20个小时之后“卡西尼号”飞行器才开始向地球发送数据，这些数据能帮助人们了解土星环的组成，并学习如何在未来安全地穿越行星的环状结构。
即使在2017年9月15日的最后冲刺时，“卡西尼号”飞行器仍会工作到最后。在这自取灭亡的探测过程中，它将利用相机拍摄大量的土星照片传回地球，探测土星引力场和磁场的分布情况，以此来帮助人们理解土星的内部构成，它还会分析土星大气层中颗粒的成分，甚至帮助人们理解土星自转的速度。
从土星到地球，即使是光也要花费84分钟的时间才能到达。人类这个总共花费超过32亿美元，历时30多年的土星探测计划即将结束，而人类探测太阳系内各个天体，寻找地外生命的旅程才刚刚开始。
（本文写作参考了美国航空航天局网站的报道）
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