美國宇航局（NASA）官網1月26日消息，已繞土星近12年的“卡西尼”號探測器在任務終結前夕有了新的任務。它將改變軌道，離開現在土星環所在的軌道面。

　　12年的外太空之旅，“卡西尼”號為生活在地球的人們提供了大量來自浩瀚宇宙神秘的土星圖片，為科學家探索外太空提供了大量素材和珍貴資料，在“卡西尼”號即將結束它的使命之際，讓我們來共同回顧那些關於它的“最美記憶”。

　　最後的謝幕

　　這一年“卡西尼”號傳回的將非常壯觀

　　來自NASA的消息稱，“卡西尼”號變軌後將不再返回土星環平面上的軌道。在經歷多次變軌後，它將逐漸進入傾斜于土星赤道面的環繞軌道。

　　去年12月19日，“卡西尼”號對土衛二進行了最後一次近距離飛掠。之後它將繼續回傳數據並預計于2017年9月15日結束13年的使命，在土星的懷抱中消殞。在今年11月晚些時候，它還將飛掠土星南北兩極，並會在穿越赤道面的過程中接近土星環最外的F環。

　　“卡西尼”號是在2015年春進入土星赤道面環繞軌道的，隨後它在這個軌道上多次近距離接近土星的冰衛星：土衛二、土衛五、土衛七，這也是“卡西尼”號在結束任務前最後幾次近距離飛掠這些衛星。“卡西尼”號將在這條軌道上運作20圈，並22次穿越最內圈的光環，之後它將在2017年9月15日衝進土星大氣層結束任務。

　　“卡西尼”號任務科學家琳達·斯皮爾克(Linda Spilker)介紹説：“隨著‘卡西尼’號飛抵高度傾斜的環繞軌道，接下來將是研究土星、讓人激動的一年，相信這一年‘卡西尼’所傳回的將是非常壯觀的。”這將是它的“謝幕表演”。

　　最激動人心的發現

　　多種複雜有機物的蹤跡

　　2005年4月25日，美國宇航局噴氣推進實驗室説，“卡西尼”號飛船在最近一次飛過土衛六時，發現其外層大氣中存在多種複雜有機物。同一天，位於加利福尼亞州帕薩迪納的噴氣推進實驗室發表一份聲明説，4月16日，“卡西尼”掠過距土衛六表面1027公里處，它搭載的離子和中子質譜儀發現了多種複雜有機物的蹤跡。

　　科學家初步分析，其中既有長達7個鏈節的直鏈碳氫化合物，也有包含氮的烴類有機物。負責“卡西尼”號飛船上質譜儀的首席科學家亨特·懷特説，此前人們已經知道土衛六大氣主要由甲烷和氮組成，而這兩種物質在紫外線或是宇宙高能粒子輻射下，可能生成更加複雜的有機物。

　　而去年的一項新發現讓有機物的研究可以更進一步。2015年11月，美國宇航局公佈“卡西尼”號探測器拍攝到土衛六南極附近出現的怪異雲團，其位於土衛六的平流層之中，內部成分為冰凍化合物。卡西尼探測器拍攝到的雲層位於土衛六300公里的高度，在2012年首次出現。此次是在冬季快要來臨時發現冰雲，通過探測器上的紅外熱成像儀的數據，冰雲出現在300公里的高空中，這是土衛六南極氣候變化的寫照。

　　在土星大氣層週邊，複雜有機物一旦生成就會被“凍”住，變成“雨”或“雪”降落在土衛六表面。而“卡西尼”號的新發現表明，有機物的形成和存在可能有更複雜的機理。

　　冰層下的全球性海洋

　　2012年7月初，隨著探測器一遍遍地掃過土衛六這顆土星最大的衛星，“卡西尼”號採集的數據提供新的證據，表明在這顆被濃霧環繞的衛星厚厚的冰殼之下，擁有一個晃動著的水的海洋。但科學家指出，這並不意味著土衛六上存在生命形式。

　　2014年科學家們曾通過強有力的證據證明該區域存在局部的地下海洋，而2015年他們修正了一下觀點，確認該星球的冰層下存在一個全球性的海洋。

　　土衛五上的氧離子

　　2014年9月，“卡西尼”號軌道探測器在飛越土衛五北極的一次探測中發現，土衛五存在大氣，經“卡西尼”質譜儀分析，確認其中含有氧氣和二氧化碳。美國研究人員發現，土星第二大衛星土衛五其中氧氣含量佔大約70%，二氧化碳佔30%。這是研究人員首次在土星的衛星上發現富含氧氣的大氣。

　　在地球上，複雜有機分子被認為是生命形式出現的早期階段，比如被稱為生命起源前的混合物。而氧離子則被認為是生命進化史的重要里程碑。

　　“卡西尼”號對土星的衛星上的氧離子和有機物的發現給了科學家進一步探究地球生命起源提供了豐富的例證。

　　最懷舊的探測

　　隨“時間機器”去“45億年前的地球”

　　“惠更斯”號探測器是首個在月球以外的一顆天然衛星上登陸的人造探測器，于2004年12月24日正式脫離“卡西尼”號，開始了奔向土衛六的長達400萬公里的行程。經過20天的長途跋涉，探測器于2005年1月14日穿過土衛六週邊大氣層，展開降落傘著陸。

　　“惠更斯”號在著陸後與環繞土星運作的“卡西尼”號探測器進行了近十分鐘的聯繫，最終因電池耗盡而結束了歷史使命。

　　在太陽系各大行星及其衛星中，只有地球和土衛六大氣層中富含氮。據推測，早期地球上也許存在大量類似甲烷的碳氫化合物。科學家們説，土衛六上可能冷藏著很多化合物，一些類似化合物也許在生命誕生之前就存在於地球上。參與這次探測計劃的歐洲航太局科學家讓·皮埃爾·勒佈雷頓説：“在某種意義上，‘卡西尼’號和‘惠更斯’號就像時間機器一樣，帶我們去探測以前從來沒有見過的世界，那個世界就像45億年前我們的地球。”

　　最“省錢”的旅行

　　引力加速，大家都來幫幫忙

　　“卡西尼”號在北京時間1997年10月15日16時43分發射升空。如果僅僅依靠火箭的推力直接飛向土星，並要求它在7年之內飛到土星，那麼使用的燃料絕不能少於70噸，這對於當時的火箭來説，是不可能完成的任務。因此，“卡西尼”號借用行星的引力來加快速度。

　　“卡西尼”號發射後，首先於1998年4月在距金星284千米處飛掠，利用金星引力獲得加速。之後，它繞太陽一圈，于1999年6月再次在距金星600千米處飛掠，獲得金星引力的第二次加速。同年8月，“卡西尼”號在距地球1171千米處飛掠，被地球引力再次加速。

　　“卡西尼”號第二次離開地球後，才飛往太陽系的外層。2000年12月，它在距木星約1000萬千米處飛掠，獲得了木星引力的加速。這時，它的速度超過了每秒30千米。然後，它才向目的地土星飛去。

　　土星離開地球的距離，最近時不到13億千米，最遠時也不超過16億千米，然而“卡西尼”號由於採用了迂迴的飛行路線，飛往土星的行程長達35億千米。不過，磨刀不誤砍柴功，飛行的時間並沒有因此增加，而燃料卻大大節省了。

　　延伸閱讀

　　大有來頭的名字

　　400多年前，義大利科學家伽利略在人類歷史上第一次把望遠鏡對準了天空中的星星，把古老的天文學推進到了一個全新的時代。伽利略在用望遠鏡觀測土星的時候，發現土星的圓面兩側有好像人耳朵一樣的東西。1659年，荷蘭科學家惠更斯在經過更精細的觀測之後確定，土星的這兩個像耳朵一樣的東西，實際上是連在一起的，是一個環繞土星的扁平圓環。

　　卡西尼出生在義大利，後到法國，擔任巴黎天文臺首任臺長。1675年，他在對土星光環進行觀測時，發現在這個光環的中間有一條黑暗的縫隙，把光環分為內外兩部分。後來，天文學家就把這條縫隙稱為卡西尼環縫。

　　1989年10月18日，美國和歐洲合作發射了“伽利略”號太空探測器。1995年12月7日，“伽利略”號進入繞木星飛行的軌道，開始對木星和木星的四顆大衛星進行科學研究。當年，正是伽利略用望遠鏡發現了這四顆木星衛星。把太空探測器取名為“伽利略”號，就是為了紀念伽利略的這一發現。

　　受到“伽利略”號成功的鼓舞，美國和歐洲進一步合作，又研製了一個飛向土星的太空探測器，並且為了紀念卡西尼當年發現土星光環的環縫，就把這顆太空探測器取名為“卡西尼”號。

　　讓人著迷的土星環

　　土星最讓人著迷的便是美麗的土星環，其結構極為複雜。

　　人們根據地面觀測和空間探測，把土星環劃分為7層。距土星最近的是D環，亮度最暗；其次是C環，透明度最高；B環最亮；最後是A環。在A環和B環之間就是著名的卡西尼環縫，縫寬約5000千米。在A環之外有E、F、G三個環，最外層的是E環，十分稀薄和寬廣。

　　這些環每一層可細分成上千條大大小小的小環，即使被認為空無一物的卡西尼縫也存在幾條小環。土星環的整體形狀類似一張巨大的密紋唱片，從土星的雲頂一直延伸到32萬千米遠的地方。光環的顏色遠看是紅棕色，其實每層都稍有不同，C環是藍色，B環內層為橙色，外層為綠色，A環為紫色，卡西尼縫是藍色的。