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回顧

歐洲的16個(gè)國家和美國組成負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)、制造、飛行和收集來自卡西尼號軌道氣和惠更斯號探測器的資料。這項(xiàng)任務(wù)由NASA設(shè)在美國的噴射推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)管理，卡西尼號軌道器也在那兒制造?；莞固栍蓺W洲空間研究與技術(shù)中心開發(fā)，主要的承包商是法國的法國宇航（現(xiàn)在的泰雷茲阿萊尼亞宇航公司），并匯集的許多歐洲國家提供的設(shè)備和儀器（惠更斯號的電池和兩件儀器是由美國制造）。意大利太空總署（ASI）提供卡西尼號的高增益雷達(dá)天線，與并網(wǎng)的低增益天線（確保在任務(wù)期間與地球的通訊），還有一個(gè)也使用高增益天線的緊致輕量雷達(dá)，并且擔(dān)當(dāng)合成孔徑雷達(dá)、雷達(dá)高度計(jì)、輻射計(jì)、 無線電科學(xué)子系統(tǒng) （ 英語 ： Radio science subsystem ） （RSS）、VIMS光譜儀的可見光通道（VIMS-V） 。VIMS紅外線對應(yīng)的部分由NASA提供，還有主要的電子裝配，也包括法國的法國國家太空研究中心提供的電子元件，由NASA安裝 。

在2008年4月16日，NASA宣布再投資兩年這項(xiàng)任務(wù)在地面所需的經(jīng)費(fèi)，同時(shí)更改任務(wù)名稱為 卡西尼分點(diǎn)任務(wù) 。在2010年2月，任務(wù)再度被延長，并再改稱為 卡西尼至點(diǎn)任務(wù) 。

名稱

  惠更斯于1659年解釋土星系統(tǒng)的圖說。

這個(gè)任務(wù)包括兩個(gè)主要的元素：ASI/NASA的卡西尼號軌道器，是以發(fā)現(xiàn)土星環(huán)的卡西尼縫與四顆衛(wèi)星的意大利-法國天文學(xué)家喬凡尼·多美尼科·卡西尼的名字命名；ESA發(fā)展的惠更斯號探測器是以發(fā)現(xiàn)土衛(wèi)泰坦的荷蘭天文學(xué)家克里斯蒂安·惠更斯之名命名。這項(xiàng)任務(wù)在醞釀的期間，通常被稱為土星軌道泰坦探測器（SOTP，Saturn Orbiter Titan Probe），就如同被籠統(tǒng)稱呼的 Mariner Mark II （ 英語 ： Mariner Mark II ） 任務(wù)。

卡西尼－惠更斯號是前往外太陽系行星的旗艦級任務(wù) 。其它旗艦級的行星任務(wù)還有伽利略號、旅行者號和維京人號 。

目的

卡西尼號有幾個(gè)目標(biāo)，包括 ：

測量土星環(huán)的三維結(jié)構(gòu)和動(dòng)態(tài)行為。

測量衛(wèi)星表面的組成和每一科的地質(zhì)歷史。

測量Iapetus在前導(dǎo)半球的黑暗物質(zhì)性質(zhì)和起源。

測量磁層的三維結(jié)構(gòu)和動(dòng)態(tài)行為。

研究土星的大氣層在各個(gè)層面的動(dòng)態(tài)行為。

研究泰坦的云和霾隨著時(shí)間的變異性。

研究泰坦表面在局部區(qū)域尺度上的特征。

卡西尼–惠更斯號 于1997年10月15日從卡納維拉爾角空軍基地的40號綜合發(fā)射臺(tái)，使用美國空軍的泰坦4VB/半人馬火箭發(fā)射。完整的發(fā)射是由兩節(jié)的泰坦4V助推火箭、兩個(gè)捆扎的固態(tài)火箭，半人馬火箭是上一節(jié)，和有效載荷的外殼或整流罩 。

這個(gè)科學(xué)探測任務(wù)的總經(jīng)費(fèi)約是美金32億6000萬，包括發(fā)射前發(fā)展所耗用的14億，以及7億400萬的任務(wù)操作，5400萬用于追蹤，還有4億2200萬用于發(fā)射的運(yùn)載火箭。美國承擔(dān)了26億（80%）費(fèi)用，ESA負(fù)擔(dān)了5億（15%），ASI負(fù)擔(dān)1億6000萬（5%） 。

卡西尼 的主要任務(wù)已經(jīng)于2008年7月30日完成；但因資源尚足夠便延長至2010年6月（分點(diǎn)任務(wù)） 。土星于2009年8月經(jīng)過春分點(diǎn)，這段時(shí)間對土星做了詳細(xì)的研究 。

在2010年2月3日，宣布卡西尼號的任務(wù)再度延長約6.5年，直到2017年9月。結(jié)束任務(wù)的時(shí)間是土星北半球的夏至，所以任務(wù)名稱為至點(diǎn)任務(wù)。延伸的任務(wù)讓卡西尼號多繞行土星155圈，并飛越泰坦54次、恩克拉多斯11次 。 在2017年，在與泰坦邂逅后，卡西尼號將改變它的軌道型態(tài)。它將在土星環(huán)最內(nèi)側(cè)的D環(huán)之內(nèi)，以距離土星云層頂端3,000千米接近土星。這一連串的"近端軌道"最后將卡西尼號像探測土衛(wèi)六的探測器一樣，進(jìn)入土星的大氣層來結(jié)束任務(wù)。

旅程

歷史

  在發(fā)射臺(tái)上的 卡西尼-惠更斯號

卡西尼–惠更斯號 的起源可以追溯到1982年，當(dāng) 歐洲科學(xué)基金會(huì) （ 英語 ： European Science Foundation ） 和美國美國國家科學(xué)院組成一個(gè)探討未來合作任務(wù)的 工作組 （ 英語 ： Work group ） 之際，兩位歐洲的科學(xué)家建議土星軌道器和泰坦登陸器組合的聯(lián)合任務(wù)。在1983年，NASA的 太陽系探索委員會(huì) （ 英語 ： Solar System Exploration Committee ） 建議相同的軌道飛行器和探測器作為美國宇航局的核心任務(wù)。NASA和歐洲空間局（ESA）從1984年至1985年研究聯(lián)合執(zhí)行潛在任務(wù)派遣的可行性。歐洲空間局在1986年仍繼續(xù)自行研究，而美國太空人莎莉·萊德在1987年提出自身研究的報(bào)告： NASA Leadership and America"s Future in Space （ 英語 ： The Ride Report ） ，也審查和核準(zhǔn)了卡西尼任務(wù)。

雖然萊德的報(bào)告是敘述NASA獨(dú)立派遣繞行土星的航天器和探測器，而在1988年NASA的太空科學(xué)和應(yīng)用協(xié)會(huì)的理事長Len Fisk 帶回了NASA和ESA聯(lián)合派遣任務(wù)的想法。他寫信給在ESA的歐洲聯(lián)絡(luò)人，Roger Bonnet，強(qiáng)烈建議從當(dāng)時(shí)的三項(xiàng)候選任務(wù)中選擇卡西尼任務(wù)，并承諾盡快讓NASA選擇同意與ESA合作執(zhí)行。

當(dāng)時(shí)，NASA對歐洲和美國在太空計(jì)劃上的發(fā)展，因?yàn)闅W洲有不同的看法，已經(jīng)不像以前那樣的平等合作，而變得更為敏感。NASA參與卡西尼－惠更斯計(jì)劃的官方和顧問都試圖扭轉(zhuǎn)這種趨勢，強(qiáng)調(diào)他們渴望均勻分享由此任務(wù)所產(chǎn)生的任何科學(xué)成就和利益。這種與歐洲合作新趨勢的另外一部分原因是受到歐洲與蘇聯(lián)已經(jīng)開始更密切的合作，這會(huì)使得ESA與NASA漸行漸遠(yuǎn)，因而增加了NASA的競爭意識(shí)。

合作不僅改善了兩個(gè)集團(tuán)的太空計(jì)劃，也讓 卡西尼－惠更斯號 在美國國會(huì)削減預(yù)算之后仍然能夠執(zhí)行。 卡西尼－惠更斯號 在1992年和1994年兩度遭到政治之火波及，但NASA成功說服美國國會(huì)停止該專案計(jì)劃是不明智的，在EAS已經(jīng)將資金投入發(fā)展之后，因?yàn)槭艿酱煺鄱鴤Φ綀?zhí)行太空探險(xiǎn)計(jì)劃的承諾，可能影響到其他領(lǐng)域的對外關(guān)系。在1994年之后，雖然有關(guān)注其對環(huán)境影響的民間團(tuán)體試圖通過和訴訟破壞，但直到1997年發(fā)射之前，都未再受到政治干擾而能順利進(jìn)行 。

航天器設(shè)計(jì)

  組裝好的 卡西尼－惠更斯號 assembly。

航天器原先計(jì)劃使用輔助的三軸穩(wěn)定、擬前往火星軌道的 Mariner Mark II （ 英語 ： Mariner Mark II ） 放射性同位素?zé)犭姍C(jī)（RTG，Radioisotope thermoelectric generator）做為動(dòng)力。

卡西尼 與 彗星會(huì)合小行星飛掠 （ 英語 ： Comet Rendezvous Asteroid Flyby ） （ CRAF ）航天器同時(shí)發(fā)展，但預(yù)算削減和專案的重審，迫使NASA終止CRAF的發(fā)展，而保留卡西尼；Mariner Mark II系列也被取消。

包括軌道器和探測器，他是曾建造第二大的無人行星際航天器 as well as being among the most complex. 。軌道器的質(zhì)量為2,150千克（4,740磅），探測器是350千克（770磅）。在發(fā)射時(shí)與運(yùn)載火箭對接時(shí)攜帶著3,132千克（6,905磅）的推進(jìn)劑，總重量達(dá)到5,600千克（12,300磅）。只有蘇聯(lián)發(fā)射的兩艘火衛(wèi)一和火衛(wèi)二航天器比它大。

卡西尼 航天器高6.8米（22英尺），寬4米（13英尺）。由于它是以彈道（飛行路徑）前往土星，以及雄心勃勃的科學(xué)目的，使這艘航天器變得非常復(fù)雜。 卡西尼 有1,630件互聯(lián)的電子元件，以22,000 條導(dǎo)線連接，總長度達(dá)到14千米（8.7英里）的配線。控制電腦的CPU核心是有備份組件的MIL-STD-1750A 系統(tǒng)。主推進(jìn)系統(tǒng)包括一個(gè)主火箭和1個(gè)備用的 R-4D （ 英語 ： R-4D ） 火箭引擎。每個(gè)引擎的推力是490牛頓，航天器整體的速度變化是每秒2,040米 。

卡西尼 的電力是由32.7千克 的 钚-238 （ 英語 ： Plutonium-238 ） 提供 － 從材料的放射性衰變熱能轉(zhuǎn)化成電能。在巡航期間， 惠更斯 的電力也由卡西尼提供；分離后則使用化學(xué)電池。

直到2017年9月，卡西尼號持續(xù)的在繞行土星的軌道上運(yùn)轉(zhuǎn)，與地球的距離在8.3至10.2天文單位之間變動(dòng)著。無線電訊號從地球到航天器需要68至84分鐘的 到達(dá)時(shí)間 （ 英語 ： Time of arrival ） ，反之亦然。因此，地面控制不能對于日常或突發(fā)的事件給予"即時(shí)"的指示。當(dāng)衛(wèi)星出現(xiàn)問題，即使接收的工程師們是立即回應(yīng)，之間的傳遞時(shí)間也將超過兩個(gè)小時(shí)。

儀器

  由VISM揭露的泰坦表面。

  在土星前面的麗亞。

  土星的 北方極區(qū)六角 （ 英語 ： Saturn"s hexagon ） 。

  航天器的3D模型。

為了能夠收集到盡可能多的科學(xué)數(shù)據(jù)，卡西尼—惠更斯號攜帶了18臺(tái)科學(xué)儀器，其中卡西尼號軌道器攜帶12臺(tái)，惠更斯號著陸器攜帶6臺(tái)。

摘要

儀器 ：

光學(xué)遙感儀器（安裝在遙感平臺(tái)上）

場、粒子和波

微波遙感儀器

說明

卡西尼的儀器包括：合成孔徑雷達(dá)制圖、感光耦合元件成像系統(tǒng)、可見光/紅外映射光譜儀、復(fù)合紅外光譜儀、宇宙塵分析儀、無線電和等離子體波實(shí)驗(yàn)、等離子體光譜儀、紫外成像光譜儀、磁層的成像儀器和離子/中性質(zhì)譜儀。遙測資訊的通報(bào)天線和其它特別的發(fā)射機(jī)（S波段發(fā)射機(jī)和雙頻 Ka波段 （ 英語 ： Ka band ） 系統(tǒng)），也將用于觀測土星和泰坦的大氣層，和測量土星和它的衛(wèi)星的重力場。

  VIMS 透過泰坦的大氣層朝向太陽研究，有助于了解系外行星的大氣層（藝術(shù)家的概念，2014年5月27日）。

卡西尼等離子體分光計(jì)（CAPS）：CAPS是直接的遙測儀器，用于測量儀器遭遇到的電荷粒子和能量（電子和質(zhì)子的數(shù)量）。CAPS將測量來自土星電離層的分子，和確定土星磁場的配置。CAPS還將調(diào)查在這些領(lǐng)域以及在土星磁場內(nèi)太陽風(fēng)的等離子體 。CAPS在2011年6月因?yàn)閮x器中的電器短路而關(guān)閉。在2012年3月，儀器被再度充電，但78天后再度短路，儀器再度被迫關(guān)閉 。

宇宙塵分析（CDA）：CDA是直接測量的遙感儀器，測量在土星附近的微小塵埃顆粒的大小、速度和方向。這些粒子有一部分在軌道上環(huán)繞著土星，而有一些可能來自其它的恒星系統(tǒng)。在軌道器上的CDA被設(shè)計(jì)來了解更多有關(guān)的這些粒子，來自其它天體的粒子可能潛藏著有關(guān)宇宙起源的線索 。

復(fù)合紅外光譜儀（CIRS）：CIRS是遙測來自物體紅外輻射的儀器，以了解它們的溫度、熱性質(zhì)和成分。整個(gè) 卡西尼－惠更斯 任務(wù)期間，CIRS將測量來自土星大氣層、環(huán)、和土星系統(tǒng)中廣大表面的紅外線輻射。它將映射土星大氣三度空間的海拔高度、氣體成分、溫度和壓力，以及氣溶膠和云的分布。他還將測量熱特性和衛(wèi)星表面及環(huán)的組成。它還將測量熱特性和衛(wèi)星表面及環(huán)的組成 。

離子和中性質(zhì)譜儀（INMS）：INMS是直接測量和分析靠近泰坦和土星的帶電粒子（像質(zhì)子和重的離子）與中性粒子（像原子），已對它們的大氣層有更多的認(rèn)識(shí)。INMS預(yù)期測量土星的冰衛(wèi)星和環(huán)中的正離子和中性環(huán)境 。

成像科學(xué)子系統(tǒng)（ISS）：ISS是遙感儀器，用于捕獲可見光的大多數(shù)影像，還有一些紅外線和紫外線的影像。ISS已經(jīng)獲得數(shù)以十萬計(jì)的土星、它的光環(huán)和衛(wèi)星的圖像。ISS有廣角相機(jī)（WAC，wide-angle camera）拍攝大面積的影像；和窄角相機(jī)（NAC，narrow-angle camera）拍攝小面積和細(xì)致的影像。每個(gè)相機(jī)都有靈敏的感光耦合元件（CCD）做為電磁波探測器。每個(gè)邊長12μm的CCD都有1,024平方陣列的圖元。這兩款相機(jī)允許許多的資料收集模式，包括線上壓縮資料。這兩款相機(jī)配置的旋轉(zhuǎn)輪光譜濾波器 －可以查看從0.2到1,1微米的電磁波譜 。

雙重技術(shù)磁強(qiáng)計(jì) （ 英語 ： Spacecraft magnetometer#Dual technique ） （MAG）：MAG是一種直接測量 環(huán)繞土星的磁場 （ 英語 ： Magnetosphere of Saturn ） 強(qiáng)度和方向的遙感儀器。磁場是由土星核心熔融的部分核心產(chǎn)生，測量磁場是探討核心的途徑之一。MAG旨在開發(fā)土星磁層的三維模型，并確定泰坦和它大氣層的磁化狀態(tài)，以及冰衛(wèi)星在土星磁層內(nèi)的作用 。

磁層成像儀（MIMI）：MIMI是直接和遙感均可產(chǎn)生被陷在土星強(qiáng)大磁場或磁層內(nèi)的粒子圖像和其他資料的儀器。這些資訊被用于太陽風(fēng)、土星大氣層、泰坦、土星環(huán)、和冰衛(wèi)星整體的配置，以及它們與磁層交互作用的動(dòng)力學(xué)研究 。MIMI包括離子和中性相機(jī)（INCA，Ion and Neutral Camera），用以捕獲離子和 高能中性原子 （ 英語 ： Energetic Neutral Atoms ） （ENAs） 。

雷達(dá)：航天器上的雷達(dá)是產(chǎn)生泰坦地圖的主動(dòng)和被動(dòng)的遙感儀器。主動(dòng)雷達(dá)可以發(fā)送能穿透泰坦周圍陰霾厚重面紗的雷達(dá)波，通過測量信號發(fā)送和返回的時(shí)間就可以確定大的表面特征，如火山和峽谷的高度。被動(dòng)雷達(dá)偵聽土星或其它衛(wèi)星可能發(fā)出的無線電波

無線電和等離子體波科學(xué)（PRWS）：RPWS是接收并測量來自土星的信號，包括太陽風(fēng)和土星其它衛(wèi)星交互作用發(fā)出的無線電波，的直接和遙感儀器。RPWS測量行星際空間物質(zhì)和行星磁層中的電子和磁波場。它也測量靠近泰坦和土星磁層一些地區(qū)的電子密度和溫度。RPWS研究土星磁場和它的千米輻射（SKR，Saturn Kilometric Radiation）之間的關(guān)聯(lián)性和結(jié)構(gòu)，以及監(jiān)測和測繪土星的電離層、等離子體和來自土星（也可能是泰坦）大氣層的閃電和配置 。

無線電科學(xué)子系統(tǒng) （ 英語 ： Radio Science Subsystem ） （RSS）：RSS是一種遙感的工具，使用地球上的無線電天線來觀察航天器發(fā)出的無線電信號，因?yàn)橥ㄟ^不同的物件而發(fā)生的改變，如泰坦的大氣層或土星的光環(huán)，甚至從太陽的后面發(fā)送的方式。RSS也研究大氣層和電離層的成分、壓力和溫度，環(huán)內(nèi)的徑向結(jié)構(gòu)和粒子大小的分布，天體和系統(tǒng)質(zhì)量和引力波。儀器采用航天器的X-波段通訊以及S-波段下行鏈接和K a -波段上行鏈接和下行鏈接 。

紫外成像光譜儀（UVIS）：UVIS是捕捉被像是土星的云/或它的光環(huán)等物體反射的紫外線影像的遙感儀器，以對它們的結(jié)構(gòu)和組成有更多的了解。設(shè)計(jì)測量的紫外線波長從55.8～190nm，這件儀器也是協(xié)助測量成分、分布、氣溶膠粒子的含量，以及大氣溫度的工具。不同于其它類型的光譜儀，這個(gè)靈敏的儀器可以獲得光譜和空間中的讀數(shù)。他特別擅長于測定氣體的成分，空間的觀測由寬至窄，可以由一個(gè)圖元至跨越64個(gè)圖元。光譜的尺度是每個(gè)空間圖元對應(yīng)1,024圖元。此外，當(dāng)物體因?yàn)槠渌牧α恳苿?dòng)時(shí)，它可以組合許多影像創(chuàng)造出影片的方式 。

可見光和紅外映射分光計(jì)（VIMS）：VIMS是使用可見光和紅外線捕捉影像，以對衛(wèi)星表面、環(huán)、土星和泰坦的大氣層結(jié)構(gòu)與組織有更多了解的遙感儀器。它是由兩架照相機(jī)結(jié)合在一起：一個(gè)用來測量可見光，另一個(gè)測量紅外線。VIMS測量來自大氣層、環(huán)和表面反射與發(fā)射的輻射，在波長350至5,100nm的范圍內(nèi)測量它們的成分、溫度和結(jié)構(gòu)。它也觀察穿過環(huán)的陽光和星光，以對它們的結(jié)構(gòu)有更多的了解?？茖W(xué)家們計(jì)劃使用VIMS研究土星系統(tǒng)中云的長期運(yùn)動(dòng)和形態(tài)，以確定土星的天氣模式 。

钚能源

  安裝之前的卡西尼放射性同位素?zé)犭姍C(jī)。

由于土星與太陽的距離，使得以太陽能電池陣列做為這艘航天器的動(dòng)力來源是行不通的 。要產(chǎn)生足夠的能量，這種陣列將會(huì)太大也太重 。取而代之的是卡西尼號探測器由三個(gè)放射性同位素?zé)犭姍C(jī)（RTGs，radioisotope thermoelectric generators）供應(yīng)能量。這是使用大約33千克（73磅）的钚-238（以二氧化钚的形式）以自然衰變的熱通過 熱電 （ 英語 ： Energy harvesting ） 發(fā)電產(chǎn)生直流電 。 使用在 卡西尼 任務(wù)的與使用在新視野號、伽利略號、和尤利西斯號探測器的設(shè)計(jì)都完全一樣，它們都有很長時(shí)間的運(yùn)轉(zhuǎn)壽命 。 在卡西尼完成短短的11年任務(wù)時(shí)，它們?nèi)匀荒軌虍a(chǎn)生600至700瓦的電力 （為卡西尼準(zhǔn)備的備用RTGs之一被用在稍后推出的新視野號任務(wù)，設(shè)計(jì)和發(fā)射前往探測冥王星和柯伊伯帶）。

  熾熱的钚丸就是探測器的放射性同位素?zé)犭姍C(jī)的動(dòng)力源。

為了讓已經(jīng)在飛行中的探測器獲得動(dòng)量，卡西尼任務(wù)的彈道軌道包括幾次的重力助推部署：兩次低空飛掠金星，然后飛掠地球一次，再飛掠木星一次。最后一次飛掠地球時(shí)，可以想像卡西尼號對人類構(gòu)成的危險(xiǎn)。這個(gè)部署是成功的，卡西尼號在1999年8月18日以1,171 km（728 mi）的距離從地球上空掠過 。 幸好沒有任何故障導(dǎo)致卡西尼號與地球發(fā)生碰撞。NASA以最壞的碰撞情況（使卡西尼號會(huì)燃燒的銳角重返大氣層）研究對整體環(huán)境影響的評估：RTGs內(nèi)的 33千克钚-238 ，只要有可以察覺的一部分散布進(jìn)入地球的大氣層，50億人（當(dāng)時(shí)地球上的總?cè)藬?shù)）當(dāng)中，因罹癌而死亡的人數(shù)可能會(huì)增加5,000人 （預(yù)期因其它各種原因造成癌癥的死亡的概率是0.0005%，即百萬分之五。也就是10億人中有50萬人 ，這樣的計(jì)算無論怎么說都是不正確的。）， 但是這種情況發(fā)生的機(jī)會(huì)低于百萬分之一 。

遙測術(shù)

惠更斯 探測器

發(fā)射

  1997年10月15日，泰坦4號運(yùn)載火箭載著卡西尼－惠更斯號從卡納維拉爾角發(fā)射

1997年10月15日，卡西尼－惠更斯號從卡納維拉爾角航天基地第40號發(fā)射臺(tái)成功發(fā)射升空。固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)在起飛時(shí)開始點(diǎn)火，直到第143秒才停止，當(dāng)時(shí)高度是68,300米。第一級火箭在升空第131秒開始點(diǎn)火，當(dāng)時(shí)高度是58,500米。卡西尼－惠更斯號升空后第323秒，第一級火箭分離，第二級火箭點(diǎn)火，當(dāng)時(shí)高度是167,300米?？ㄎ髂幔莞固柹蘸?07秒內(nèi)，覆蓋物保護(hù)卡西尼－惠更斯號以免暴露在陽光直射下。

飛掠金星、小行星與木星

卡西尼－惠更斯號分別于1998年4月26日與1999年6月4日接近金星，進(jìn)行兩次重力助推調(diào)整，確保探測器有足夠的動(dòng)能可以抵達(dá)小行星主帶。之后卡西尼－惠更斯號受到太陽牽引，1999年8月18日，探測器近距離通過地球進(jìn)行重力助推調(diào)整，距離月球只有377,000千米。

  卡西尼－惠更斯號飛掠土衛(wèi)九時(shí)所拍攝的照片

2000年1月23日，卡西尼－惠更斯號接近小行星2685，并進(jìn)行一系列觀測 ?？ㄎ髂幔莞固柧嚯x該小行星1,600,000千米，并估計(jì)其直徑為15－20千米。

2000年12月30日，卡西尼－惠更斯號與木星距離最近，并進(jìn)行一系列觀測，總共拍攝26,000張木星影像。這些照片是當(dāng)時(shí)最清晰的木星影像, 分辨率可達(dá)60千米 。2003年3月6日，科學(xué)家發(fā)布卡西尼－惠更斯號這次接近木星的一些主要發(fā)現(xiàn)。

2003年10月10日，卡西尼－惠更斯號科學(xué)家團(tuán)隊(duì)宣布愛因斯坦相對論的實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示相對論與實(shí)際觀測互相吻合 。

2004年6月11日, 卡西尼－惠更斯號飛掠土衛(wèi)九，也是旅行者2號之后最接近該衛(wèi)星的一次。這也是凱西尼-惠更斯號唯一一次近距離飛掠土衛(wèi)九。

到達(dá)土星

  卡西尼號飛船到達(dá)土星效果圖

2004年7月1日，卡西尼－惠更斯號通過F環(huán)與G環(huán)之間抵達(dá)繞行土星軌道，成為首艘繞行土星的探測器，展開四年的探測任務(wù)?？ㄎ髂崽枌?huì)到達(dá)距離土星最近位置，距離土星上層大氣只有20,000千米，這個(gè)距離不足土星半徑的三分之一。

2004年7月1日，卡西尼—惠更斯號啟動(dòng)主發(fā)動(dòng)機(jī)減速，使飛船被土星引力俘獲進(jìn)入軌道。凱西尼號預(yù)計(jì)將完成74圈公轉(zhuǎn)，44次近距離掠過土衛(wèi)六，以及多次掠過土星其它冰衛(wèi)星。

2004年7月2日， 卡西尼－惠更斯號首次近距離接近土衛(wèi)六，距離該衛(wèi)星339,000千米，并獲得有史以來最清楚的土衛(wèi)六照片。2004年12月25日，惠更斯號脫離母船卡西尼號，飛向土衛(wèi)六。2005年1月14日，惠更斯號在降落土衛(wèi)六過程中拍攝土衛(wèi)六照片，并測量風(fēng)速及壓力，分析大氣層氣體，并將數(shù)據(jù)會(huì)傳回卡西尼號軌道器?；莞固栕罱K降落在上都地區(qū) ，并拍攝人類歷史上第一張土衛(wèi)六表面照片，惠更斯號在土衛(wèi)六上運(yùn)作90分鐘。

  卡西尼－惠更斯號所攝得土衛(wèi)六照片

2005年，卡西尼-惠更斯號首次近距離觀測土衛(wèi)二，成像科學(xué)子系統(tǒng)拍攝到土衛(wèi)二冰晶噴射活動(dòng)。 （其實(shí)，卡西尼－惠更斯號在2005年2月已經(jīng)拍攝到羽狀物，只是仍需要進(jìn)一步對高相位角度拍攝的照片進(jìn)行研究，這些照片還需要同其他衛(wèi)星的高相位照片進(jìn)行對比。） 于是土衛(wèi)二成為太陽系第四顆被證實(shí)存在火山活動(dòng)的天體，其余三顆分別是地球、海衛(wèi)一和木衛(wèi)一。

2006年7月21日，科學(xué)家從雷達(dá)照片中發(fā)現(xiàn)土衛(wèi)六北半球存在碳?xì)浠衔锖?，也是科學(xué)家首次在地球以外的星球發(fā)現(xiàn)湖泊。這座湖泊直徑估計(jì)為100千米 。2007年3月13日，噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室宣布土衛(wèi)六北半球存在碳?xì)浠衔锖Ｑ螅渲兄辽儆幸粋€(gè)比北美洲五大湖還大 。

2006年11月10日，美國宇航局宣布，卡西尼上的高清晰度照相機(jī)記錄下了土星南極發(fā)生的帶眼風(fēng)暴，這是人類首次在地球以外的行星上觀測到這種現(xiàn)象。風(fēng)暴順時(shí)針方向的風(fēng)速達(dá)到了每小時(shí)550千米。

2007年3月13日，美國宇航局卡西尼項(xiàng)目小組報(bào)告說，卡西尼飛船上幾部觀測儀器拍攝發(fā)回的土衛(wèi)六圖像都顯示，土衛(wèi)六北緯高緯度地區(qū)存在海洋。 7月20日，美國宇航局說，卡西尼飛船發(fā)現(xiàn)了土星的一顆新衛(wèi)星。這使得土星的衛(wèi)星數(shù)目達(dá)到60個(gè)。

2013年7月19日，卡西尼號在距離地球約15億千米由高清晰度照相機(jī)拍攝了由 土星回望地球照片 （ 英語 ： The Day the Earth Smiled ） 。

2008年3月12日，卡西尼－惠更斯號僅僅以50千米的距離飛掠土衛(wèi)二 ，發(fā)現(xiàn)羽狀物中含有更多的化學(xué)物質(zhì)，包括復(fù)雜的碳?xì)浠衔铮ū?、乙烷、乙炔?。這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)提高土衛(wèi)二存在生命的可能性 。2009年11月21日，卡西尼-惠更斯號第八次飛掠土衛(wèi)二 。

  卡西尼—惠更斯號于2011年所攝得之土星風(fēng)暴照片

2008年4月15日, 卡西尼—惠更斯號確定展開兩年延伸任務(wù)，將繞行土星60次、21次近距離探測土衛(wèi)六、7次近距離探測土衛(wèi)二、6次近距離探測土衛(wèi)一、8次近距離探測土衛(wèi)三及分別接近土衛(wèi)四、土衛(wèi)五與土衛(wèi)十二各一次 。這次延伸任務(wù)于2008年7月1日展開 。第二次延伸任務(wù)于2010年10月2日展開并一直持續(xù)至今，卡西尼號預(yù)計(jì)將繞行土星155次、54次近距離探測土衛(wèi)六、11次近距離探測土衛(wèi)二 ?？ㄎ髂崽栴A(yù)計(jì)于2017年進(jìn)入土星大氣層，結(jié)束所有任務(wù) 。

2012年10月25日, 卡西尼—惠更斯號觀測到土星出現(xiàn)大白斑，這種現(xiàn)象約30年出現(xiàn)一次 。

2012年12月21日, 卡西尼—惠更斯號觀測到金星凌日 。

2013年7月19日，卡西尼號使用高清晰度照相機(jī)拍攝土星回望地球與月球照片，美國宇航局于拍攝照片前事先告知社會(huì)大眾，也是人類歷史上的首例 。科學(xué)家認(rèn)為想要人們朝向天空揮手，科學(xué)家卡洛琳·波爾科（Carolyn Porco）認(rèn)為這次拍攝是慶祝居住在暗淡藍(lán)點(diǎn)上的生命 。

2014年4月3日，美國宇航局科學(xué)家宣布土衛(wèi)二南極地底存在液態(tài)水海洋，土衛(wèi)二成為太陽系有可能存在生物的星球之一 。

  2013年7月19日，卡西尼號所拍攝的照片《"The Day the Earth Smiled"》

2017年4月，美國宇航局宣布卡西尼號，最后任務(wù)是進(jìn)入土星與土星環(huán)之間區(qū)域，探索土星環(huán)“年齡”及起源。為了避免卡西尼號可能附有地球微生物，污染土星衛(wèi)星，即使完成使命，卡西尼號亦會(huì)九月墜落土星，自我銷毀。

發(fā)現(xiàn)新衛(wèi)星

  拍攝于2013年4月15日，可能會(huì)形成一顆新的衛(wèi)星。

卡西尼號總共發(fā)現(xiàn)7顆繞行土星的新衛(wèi)星 。使用卡西尼號在2004年拍攝的影像，研究人員發(fā)現(xiàn)Methone、Pallene和Polydeuces 。然而，稍后的分析發(fā)現(xiàn)旅行者2號在1981年飛越土星時(shí)就拍到了Pallene 。

  發(fā)現(xiàn)Daphnis的照片。

2005年5月1日，卡西尼號在基勒環(huán)縫中發(fā)現(xiàn)Daphnis（達(dá)佛涅斯），它的臨時(shí)名稱是S/2005 S1，這顆衛(wèi)星也導(dǎo)致縫隙邊緣的波紋?？ㄎ髂崽栐?007年5月30日發(fā)現(xiàn)第五顆新衛(wèi)星，臨時(shí)名稱是S/2007 S4，他現(xiàn)在已經(jīng)被命名為Anthe。2009年2月3日，在一份電子報(bào)中透漏卡西尼號發(fā)現(xiàn)第六顆新衛(wèi)星。這顆衛(wèi)星位于土星的G環(huán)內(nèi)，直徑只有大約500米（0.3英里），它的臨時(shí)名稱是S/2008 S1，被命名為Aegaeon（埃該翁） 。2009年11月2日的新聞發(fā)布會(huì)上提到卡西尼號在2009年7月26日發(fā)現(xiàn)第七顆新衛(wèi)星。它的位置在B環(huán)中，直徑僅約300米（984英尺），暫定的名稱是 S/2009 S1 （ 英語 ： S/2009 S1 ） 。

在2014年4月14日，NASA的科學(xué)家報(bào)告可能有一顆新衛(wèi)星在土星的A環(huán)內(nèi)開始形成 。

軌道

為了順利抵達(dá)土星，卡西尼－惠更斯號空間探測器曾多次進(jìn)行重力助推，曾兩次??飛掠通過金星，之后再一次飛掠通過地球，并飛掠通過木星，并最終到達(dá)土星。

  卡西尼－惠更斯號最初在行星間運(yùn)行的軌道圖

  卡西尼號相對于太陽的速度變化情況，時(shí)間介于1997年10月16日—2008年8月9日之間，速度的單位為千米/秒?？ㄎ髂幔莞固柖啻蔚闹亓χ菩纬蓤D表左部顯著的波峰，而圖表右部波形的周期性變化則是探測器在繞行土星軌道的速度變化，數(shù)據(jù)來自噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室線上歷書系統(tǒng)。探測器在環(huán)土星軌道上的最低速度約為5千米/秒，約略相當(dāng)于土星的公轉(zhuǎn)軌道速度，同時(shí)也是卡西尼號切入環(huán)土星軌道的速度。

紀(jì)念

2017年4月26日，Google首頁展示了以卡西尼－惠更斯號為主題的Google涂鴉，以紀(jì)念卡西尼號探測器穿越土星與土星環(huán)內(nèi)緣。

參看

卡西尼

惠更斯

卡西尼號

惠更斯號

太陽系探測器列表

相關(guān)鏈接

卡西尼—惠更斯號

卡西尼號

惠更斯號

卡西尼號等離子體分光計(jì)

成像科學(xué)子系統(tǒng)

卡西尼號圖片集

卡西尼號當(dāng)前位置

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