旅行者一号、二号、卡西尼号是有史以来最伟大的三个宇宙探测器。
1964年美国喷气推进实验室 (JPL)盖瑞·弗兰卓(Gary Flandro)发现太阳系处于地球外圈的几大行星恰巧有176年一遇的特殊排列位置,宇宙探测器可逐一借助这些行星的引力加速飞行,节省大量燃料。用一个探测器就可以依次探测几个地球外圈的行星:木星、土星、天王、海王、冥王星,再飞出太阳系,但发射时间必须在1970年代初,所以NASA/JPL加快了“大旅程”(Grand Tour)计划步伐。
旅行者一、二号在1977年升空,连发两个探测器是双保险。由于之前的“先驱者11号”发现土卫六(即泰坦星)似乎有大气层,这是首次在卫星上发现大气,所以旅行者一、二号的任务重点是掠过土卫六,分析其大气成分。1977/8/20先发射了旅行者二号,但计划晚些时间到达土星,视旅行者一号的情况而定。1977/9/5发射了旅行者一号。万一旅行者二号发射失败,旅行者一号也可以根据情况修改自己的飞行路线。结果都发射成功,旅行者一号完成了对土卫六的考察任务,旅行者二号也就重点考察了天王星、海王星。
1980年当旅行者一号首次掠过土星时,全球有1亿观众观看了电视直播。
旅行者一号不仅达到了第三宇宙速度,而且是飞得最快的人造飞行器,正往太阳系边缘飞去,它飞了近45年,所以飞得最远。电磁波(如光波)从地球跑到旅行者一号需20小时40分钟。旅行者二号飞行了45年。
随后,美国NASA与欧洲航天局、意大利宇航局共27国合作,将考察土星与着陆土卫六一并完成,1980年代开始惊天设计了卡西尼-惠更斯号探测器,主探测器卡西尼绕土星飞行,考察土星、卫星(现已发现土星有82颗卫星,其中29颗待确认与命名)、土星环,而惠更斯则在土卫六上着陆或“落海”。
1997/10/15卡西尼-惠更斯升空,为借助众多行星的引力,并非直奔土星。卡西尼-惠更斯先飞向金星,借助金星引力作第一次加速,绕日一圈后,再次接近金星,第二次加速,接着遇到地球(金星、地球离太阳近,公转快),借助地球引力作第三次加速,飞向木星,木星引力巨大,把卡西尼-惠更斯探测器抛向土星。木星、土星都是巨无霸,比地球大很多,引力也大很多。卡西尼-惠更斯总共飞行了六年多(均指地球年)才泊入土星轨道。
卡西尼-惠更斯探测器1997年升空。
然后惠更斯与卡西尼分离,2005年1月14日惠更斯(荷兰天文学家,发现土卫六)号靠降落伞在土卫六上着陆,卡西尼(法国天文学家,发现土星环缝隙)号则绕土星飞行,探测土星及其他卫星、穿越土星环。
卡西尼拍摄的土卫六 (下图)
惠更斯与卡西尼分离后,2005/1/14独自着陆土卫六 (下图)
卡西尼独自绕土星飞行 (下图)
卡西尼飞过土卫二(即恩克拉多斯星)时,意外发现其冰层下有水汽喷出,NASA两次延长卡西尼的任务,它检测到土卫二冰层下有类似海底火山的热源,及碳、氢、氧、甲烷等,土卫二比土卫六更可能有生命。土卫二、六将是我们后代的避难所(地球毁灭后)。
卡西尼掠过土卫二(恩克拉多斯) (下图)
经过两次延长寿命,加上通胀,卡西尼探测费用远超当初的预算30亿美元,它在太空中共飞行20年。
参加旅行者、卡西尼计划的科学家从青葱岁月干到中年大叔,又干到白发、秃顶。
旅行者一号、二号正在飞出太阳系,得到永生。
因为卡西尼在土卫二上的重大发现,NASA两次延长其任务,它在土星轨道上又工作了十三年,2017年才光荣谢幕...
卡西尼燃料用完,很可能坠落到土星或其卫星上。为防止它所携带的地球微生物污染土星及其卫星(人类未来的家园),科学家调整卡西尼方向,让其在土星大气中自毁,化为灰烬。
2017年NASA 制作了3分钟40秒的视频~“卡西尼最后终章(cassini‘s grand finale)”,让卡西尼设计者及无数观众感叹流泪。 (下三图)
(资料主要来源:维基百科英文版,科学声音-太阳系新知-汪诘)