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“惠更斯號”登陸土衛(wèi)六，刷新了人類探測器在其它星球著陸的最遠(yuǎn)距離紀(jì)錄，并且第一次實(shí)現(xiàn)在其它行星的衛(wèi)星上著陸，是太空探測史的一座里程碑。
穿過土衛(wèi)六厚厚的大氣層，人類第一次在地球之外看到了類同于地球的“河流”和“山川”，看到了一個似乎生機(jī)勃勃的新世界
-本刊記者/方玄昌
前后相隔僅僅兩天，人類為自己的宇宙探索史添上了濃墨重彩的兩筆。
1月12日，美國宇航局的“深度撞擊號”探測器在佛羅里達(dá)州卡納維拉爾角空軍基地發(fā)射升空，開始了探索坦佩爾1號彗星的行程。按計(jì)劃，探測器在接近彗星后將釋放一個撞擊器，撞擊器與彗星將于7月4日在太空中相撞。這是人類首度計(jì)劃撞擊彗星。
但更加引人注目的事情發(fā)生在1月14日。這一天，沉默了7年之久的探測器“惠更斯號”成功登陸太陽系中最為神秘的一顆星球——土衛(wèi)六，并發(fā)回首批信號。這正好是土星沖日(即土星、地球和太陽剛好處于一條直線，這時，土星離地球最近)的一天。
“深度撞擊號”的使命之一是尋求一條有效途徑，來避免其它天體對地球生命的毀滅性撞擊；而“惠更斯號”登陸土衛(wèi)六，主要目的則是尋找另一個可能孕育生命的基地，并且讓我們更好地了解40億年前的地球，以及生命的起源問題。巧的是，7年前發(fā)射的“卡西尼-惠更斯號”和現(xiàn)在發(fā)射的“深度撞擊號”都由“母子”探測器組成。
在此之前，英國《衛(wèi)報》剛剛評出2005年科學(xué)界最應(yīng)關(guān)注的10件大事，“惠更斯號”和“深度撞擊號”兩項(xiàng)宇宙任務(wù)分列第一和第二位。而“惠更斯號”成功登陸土衛(wèi)六，更被很多科學(xué)家認(rèn)為是人類在宇宙探測方面所取得的最偉大成就之一。
人類探測器第一次登陸其它行星的衛(wèi)星
土衛(wèi)六(即“泰坦”)，這顆橙色星球，由于其外表面有著類同于原始地球的大氣層，因而有著孕育生命的可能條件，對它的認(rèn)識因此一直是眾多天文學(xué)家的夢想。但也正因?yàn)樗紳M了濃密的大氣，人們很難從地球上直接觀測它的表面。
土衛(wèi)六由荷蘭天文學(xué)家克里斯蒂安·惠更斯于1655年通過自制望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)，人們因此將登陸的探測器以他的名字命名。“惠更斯號”重319公斤，直徑約2.7米。它攜帶有6臺測量儀器，對土衛(wèi)六的壓力、溫度、風(fēng)速、大氣成分等進(jìn)行分析測量。
1997年10月15日，“卡西尼-惠更斯號”發(fā)射升空，這是一項(xiàng)由美國宇航局和歐洲宇航局合作的太空任務(wù)。其中子探測器“惠更斯號”由歐洲宇航局設(shè)計(jì)，其惟一使命就是在土衛(wèi)六登陸，并分析其大氣和表面狀況。
2004年7月1日，“卡西尼·惠更斯號”成功進(jìn)入土星軌道；2004年平安夜(12月25日)，“惠更斯號”成功與“卡西尼號”分離，在休眠狀態(tài)下飛往土衛(wèi)六。在接下來的20多天，全世界天文學(xué)家都不得不在焦急中苦苦等待它的復(fù)蘇。
一切按照7年前所布置的，2005年1月14日，“惠更斯號”如期從“睡夢”中蘇醒，向地球發(fā)出無線電信號，并開始向土衛(wèi)六降落。德國達(dá)姆施泰特的地面站大約于北京時間18時25分左右接收到“惠更斯號”的信號，飛行任務(wù)控制中心立即宣布這一消息。一直在控制站焦急等待的科學(xué)家都情不自禁地歡呼起來，慶祝“惠更斯號”的醒來。
這是激動人心的一刻。歐洲宇航局飛行任務(wù)管理員、“惠更斯號”項(xiàng)目首席科學(xué)家勒布勒東說：“我們聽到了孩子的哭聲。它告訴我們，探測器還活著。”
格林尼治標(biāo)準(zhǔn)時間14日上午10時13分(北京時間18時13分)，“惠更斯號”在距土衛(wèi)六表面1270公里的高度上以每小時2.2萬公里的速度進(jìn)入該衛(wèi)星的大氣層。“惠更斯”號前部的防熱盾可以起到保護(hù)作用，避免它下降時與大氣劇烈摩擦而燒毀。在180公里的高度上，它打開了直徑為2.6米的引導(dǎo)降落傘，其用途是彈出后部的防熱罩。引導(dǎo)降落傘打開后2.5秒，后罩和引導(dǎo)降落傘都被拋掉，“惠更斯號”直徑達(dá)8.3米的主降落傘被打開，下降速度被大大地減慢。
在距土衛(wèi)六表面160公里的高度上，“惠更斯號”前面的防熱盾被拋離,“惠更斯號”的儀器艙被開啟，里面的各類科研儀器開始分析土衛(wèi)六大氣物理特性與化學(xué)成分。
在距土衛(wèi)六表面125公里的高度上，第三頂降落傘打開,主降落傘被拋離。該降落傘直徑為3米，所以這時“惠更斯號”下降速度略微增加，它保證了電池能夠工作到著陸。當(dāng)高度降到60公里時，一對雷達(dá)探高儀開始工作，能夠測定它的高度和轉(zhuǎn)動。由于不停轉(zhuǎn)動，“惠更斯號”上的照相機(jī)和其它儀器能夠看到前面四周的景色。
北京時間20時左右，“惠更斯號”的主要系統(tǒng)全部被激活，并傳輸信號報告自己在土衛(wèi)六大氣中的位置。在距離土衛(wèi)六表面幾百米處，它打開探照燈，照亮土衛(wèi)六的地表，以便儀器能夠“看清前方”。
整個降落過程持續(xù)近兩個半小時，在此期間“惠更斯號”與“卡西尼號”保持密切聯(lián)系。北京時間20時31分，“惠更斯號”成功登陸土衛(wèi)六表面。
這是人類探測器有史以來距離地球最遠(yuǎn)的一次星體著陸，并且第一次在其它行星的衛(wèi)星上實(shí)現(xiàn)了軟著陸，雖然它執(zhí)行任務(wù)的時間并不很長北京時間22時44分，“惠更斯號”徹底耗完自己的能源儲備，并永遠(yuǎn)安息在距離地球約為12.5億公里之外的土衛(wèi)六表面。
看起來是一個充滿生機(jī)的地方
登陸過程開始后，“惠更斯號”探測器就不停地向“卡西尼號”發(fā)回土衛(wèi)六的照片，“卡西尼號”再把這些照片傳回地球。它們第一次向世人展示了一個真實(shí)的土衛(wèi)六：它是一個煙霧彌漫的橙色星球，其表面亮度比科學(xué)家此前預(yù)計(jì)的要暗得多。
在距土衛(wèi)六表面約19公里處，“惠更斯號”拍到了厚厚的一層云霧。科學(xué)家指出，這層云霧的主要組成物質(zhì)極有可能是甲烷。著陸之后，“惠更斯號”還發(fā)現(xiàn)，土衛(wèi)六表面物質(zhì)正在不斷蒸發(fā)，并產(chǎn)生更多的甲烷。
從土衛(wèi)六地表的局部看，它可太像地球了。在“惠更斯號”距土衛(wèi)六表面16公里時拍攝的一張照片中,土衛(wèi)六表面不但有著高低起伏的山巒，還有蜿蜒曲折的“河道”。為“惠更斯號”提供照相設(shè)備的美國亞利桑那大學(xué)月球和地球?qū)嶒?yàn)室科學(xué)家馬蒂·托馬斯科說：“很明顯,有液態(tài)物質(zhì)在土衛(wèi)六表面流淌。”
地球之外，這是第一次在其它星球上發(fā)現(xiàn)液態(tài)物質(zhì)。
從更近拍攝的照片看，處于最上面的，是一層薄薄的巖石外殼。歐洲航天局一位科學(xué)家表示，土衛(wèi)六照片中表面物質(zhì)看上去和地球上的濕土和黏土相似。“土衛(wèi)六表面物質(zhì)看上去像是焦糖奶油。”
在一張經(jīng)過光譜處理后的“橙色”照片中，“惠更斯號”前方的物體看起來是巖石或是冰塊，它們大多呈鵝卵石狀。此外，科學(xué)家還從照片中物體的底部發(fā)現(xiàn)了侵蝕的痕跡，這表明它們此前可能遭到過河流沖刷。
除了向地球發(fā)回土衛(wèi)六彩色照片之外，“惠更斯號”探測器上配備的一個麥克風(fēng)甚至捕捉到了一種呼嘯而過的聲響。負(fù)責(zé)聲音探測的科學(xué)家目前還沒有得出結(jié)論，不過探測器上的儀器已經(jīng)探測到，土衛(wèi)六上有風(fēng)吹過，其時速約為24公里。
美國宇航局噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室科學(xué)家、卡西尼號圖片分析小組成員托雷斯·約翰遜表示，“我們原先認(rèn)為土衛(wèi)六表面情景會像我們從科幻片中看到的那樣奇怪，但是‘惠更斯號’發(fā)回的照片卻讓我們大吃一驚——土衛(wèi)六表面不僅有隕石撞擊遺留下來的坑洞，有不甚宏偉的山峰，也有此起彼伏的高地，更為重要的是土衛(wèi)六看起來是一個充滿生機(jī)的地方，就像遠(yuǎn)古時期的地球一樣。我們在土衛(wèi)六上發(fā)現(xiàn)的情景與火星上發(fā)現(xiàn)的完全不同。火星是一片純粹的不毛之地，而土衛(wèi)六則感覺是一片生機(jī)盎然的景象。”
對于照片顯示的類似于巖石的物質(zhì)，約翰遜推斷：“這些巖石很可能全是冰。考慮到土衛(wèi)六表面溫度因素，只有真正的水冰才能形成這種形狀的冰巖。”約翰遜強(qiáng)調(diào)，我們今天研究的照片只是“冰山的一角”，這僅僅只是“惠更斯號”所拍照片的小部分。
美國宇航局科學(xué)部門主管阿方索·迪亞斯說:“我認(rèn)為,我們所有人在揭開太陽系神秘面紗時都會不斷為之驚嘆。新的發(fā)現(xiàn)推翻了我們先前的成見：這些星球表面并非死氣沉沉。”
就像回到40億年前的地球
作為對這顆星球上所發(fā)出的天籟之音的一種回應(yīng)，“惠更斯號”播放了來自地球的音樂。最先在土衛(wèi)六上響起的音樂是人類的搖滾樂。“惠更斯號”探測器攜帶有一個光盤，上面刻有歐洲航天局特意邀請法國音樂家朱利安·斯萬戈和路易斯·艾瑞為這次登陸行動譜寫的歌曲。在土衛(wèi)六上第一次唱響的四首歌是《啦啦啦》、《煩躁的迪安》、《激情時刻》和《沒有愛》。
歐洲宇航局在這次的太空使命中加入一些藝術(shù)的內(nèi)容，是因?yàn)樗麄兿Ｍ軌蛟谶@顆星球上尋找到生命的蹤跡，并且向任何可能存在的外星生物發(fā)出友好的信號。
在太陽系中,土衛(wèi)六是惟一一顆具有稠密大氣層的衛(wèi)星,其大氣主要由氮和少量的甲烷組成。此外，可能還有10多種簡單的有機(jī)分子,其表面氣壓大約是地球的1.5倍。在太陽系各大行星及其衛(wèi)星中,只有地球和土衛(wèi)六大氣中富含氮。有科學(xué)家因此認(rèn)為，土衛(wèi)六大氣化學(xué)成分很適合生命的存在。
但另一些科學(xué)家卻認(rèn)為，土衛(wèi)六不是一個適合生命生存的地方。因?yàn)樗谋砻婧涠诎担挥?180℃左右，并且不太可能存在液態(tài)水。
但不管怎樣，有一點(diǎn)是大家公認(rèn)的：土衛(wèi)六上可能冷藏著很多化合物,一些類似的化合物也許在地球生命誕生之前就存在于地球上。土衛(wèi)六很像早期的地球，勒布勒東說,探測土衛(wèi)六，就好像是“回到了40億年前的地球”，因?yàn)樵缙诘厍蛏弦泊嬖诖罅款愃萍淄榈奶細(xì)浠衔铩Ｕ驗(yàn)槿绱?對土衛(wèi)六的探測會為研究地球生命起源提供線索。
迪亞斯說:“土衛(wèi)六就像一部時間機(jī)器。它為我們提供了機(jī)會,可以考察地球誕生之初的狀態(tài)。許多在地球上為生命起源提供條件的化合物也許就冷藏在那里。”
惟一的遺憾
了解土衛(wèi)六的工作才剛剛開始。
歐洲航天局官員說，“惠更斯號”探測器攜帶的6部測量儀器在穿越土衛(wèi)六大氣層過程中工作出色，他們共接收到3個多小時的數(shù)據(jù)，初步的結(jié)果足以令人折服和贊嘆。雖然“惠更斯號”的使命由此宣告結(jié)束，但它發(fā)送回來的寶貴數(shù)據(jù)將會讓科學(xué)家們忙乎數(shù)年時間，其價值和影響也將在今后幾年內(nèi)逐步顯現(xiàn)出來。
但科學(xué)家也不無遺憾地表示，在所有測量儀器都正常完成使命的同時，探測器上兩臺數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中的一臺出現(xiàn)了故障，原本能發(fā)回地球的近700張土衛(wèi)六圖片，只有一半傳輸成功，并且導(dǎo)致風(fēng)速測量數(shù)據(jù)丟失。這將對探測土衛(wèi)六風(fēng)向和大氣濃度的工作產(chǎn)生消極影響。有科學(xué)家猜測，故障是因?yàn)樵跀?shù)據(jù)傳輸中扮演中繼站角色的美國“卡西尼號”飛船程序編寫發(fā)生錯誤。但后來歐洲宇航局科學(xué)家排除了這一猜測，他們表示，歐洲宇航局對發(fā)生的一切承擔(dān)責(zé)任。
不過這一問題并沒有妨礙此次探測任務(wù)的巨大成功。歐航局表示，根據(jù)全球各地的18臺射電望遠(yuǎn)鏡接收到的“惠更斯號”發(fā)出的信號，科學(xué)家們有望恢復(fù)90%的風(fēng)速測量數(shù)據(jù)。
來源：中國新聞周刊
