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烈焰启程深空卡西尼壮丽远征土星之约

卡西尼号土星探测器(全称“卡西尼-惠更斯号”)是NASA、欧洲空间局(ESA)和意大利空间局(ASI)联合执行的旗舰级深空探测任务,其历程从发射到终结跨越20年,下面内容是关键节点及科学贡献的梳理:

1. 发射与早期旅程(1997年)

  • 发射时刻:1997年10月15日8时43分(UTC),从美国佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地SLC-40发射场升空。
  • 运载火箭:泰坦IVB/Centaur火箭,这是当时最强大的运载体系其中一个,可承载6吨有效载荷。
  • 任务设计:由轨道器“卡西尼号”和着陆器“惠更斯号”组成,总质量5.7吨,携带12台科学仪器。
  • 2. 引力助推之旅(1998–2004年)

    卡西尼号通过多次行星飞越加速,节省燃料并缩短行程:

  • 金星两次飞越(1998年4月、1999年6月):最近距离分别为283公里和623公里,加速后进入更远轨道。
  • 地球飞越(1999年8月):距地球1,171公里,获得关键速度提升。
  • 木星飞越(2000年12月):距木星约986万公里,借其引力最终指向土星。
  • 小行星探测(2000年1月):途中意外飞掠小行星2685 Masursky。
  • 3. 抵达土星与科学任务开启(2004年)

  • 入轨时刻:2004年7月1日,卡西尼号成功进入土星轨道,成为首个环绕土星的探测器。
  • 惠更斯号着陆(2005年1月):
  • 2004年12月25日与卡西尼号分离。
  • 2005年1月14日降落在土卫六(泰坦),首次实现外太阳系天体着陆,传回甲烷循环、湖泊地貌等数据。
  • 4. 重大科学发现(2004–2017年)

    卡西尼号在13年土星探测中取得突破性成果:

  • 土卫二(Enceladus):发现南极冰喷流,证实其冰下海洋存在液态水和有机分子,具备生活孕育潜力。
  • 土卫六(Titan):揭示甲烷雨、乙烷湖泊、复杂有机大气层,类比早期地球环境。
  • 土星环结构:观测到动态环缝、垂直结构,并发现新卫星(如Methone、Pallene)。
  • 土星大气与磁场:记录巨型风暴、极地六边形射流,发现土星磁场分布异常。
  • 5. 任务延期与终结(2008–2017年)

  • 三次任务阶段
  • 主要任务(2004–2008年)。
  • 分点任务(2008–2010年):观测土星春分现象。
  • 至点任务(2010–2017年):延伸至土星夏至,增加155圈轨道飞行。
  • 最终任务“大终章”(2017年):
  • 2016年11月起,卡西尼号多次穿越土星环内圈,首次近距离探测D环。
  • 终结方式:2017年9月15日,受控坠入土星大气层焚毁,避免污染潜在宜居卫星(如土卫二、土卫六)。
  • 科学遗产与影响

  • 数据规模:传回45万张图像、635GB科学数据,支撑近4,000篇论文。
  • 技术启示:为后续任务(如木卫二快船)提供深空探测经验。
  • 公众意义:重塑人类对土星体系的认知,推动地外生活探索。
  • 卡西尼号以20年征程诠释了深空探测的巅峰成就,其终结亦是对宇宙探索灵魂的崇高致敬。