航行了20年 卡西尼号探测器将于下月坠入土星

BI中文站 8月31日报道

下个月，美国的 太空 科学家们将要面对他们期待多年但同时也让他们感到失落的时刻：卡西尼号探测器的终结。美国航空 航天 局（NASA）将卡西尼号火红且壮观的死亡时刻称为“ 盛大 落幕”（Grande Finale）。

卡西尼号探测器是NASA耗资32.6亿美元的土星及其卫星探测计划的主体部分，于1997年发射升空。在经过6年8个月、35亿千米的漫长太空旅行之后它于2004年7月到达土星轨道。卡西尼号还携带了一个土卫六大气探测器——“惠更斯号”。惠更斯号已于2005年1月15日成功软着陆土卫六。自从进入土星轨道以来，卡西尼号作出了一个又一个惊人的发现。

NASA的卡西尼项目 科学 家Curt Niebur在周二的一次远程会议中称：“这次航天任务非常成功，非常完美，将于两个星期之后结束。不过，卡西尼不会悄无声息地离开。”

9月15日凌晨（美国时间），卡西尼将坠入土星的大气层，以防止其污染可能存在外星 生命 的土星卫星。卡西尼号探测器曾发现部分土星卫星存在固态和液态的水。

卡西尼号最终将变成因硅和金属熔化而形成的炙热火球。科学家称，卡西尼号最后熔化的部分是燃料仓。这些燃料仓装有极其稀有且至关重要的核燃料。正是这些燃料让这次航天任务成为可能。

与死亡共舞

两个不可避免的难题让NASA最终作出一个艰难的决定——毁掉卡西尼号探测器。

卡西尼号探测器发现，有水从土卫二被冰层覆盖的表面中喷出。行星科学家认为，土卫二的冰层下面隐藏着一个海洋，那里可能存在外星生命。

Curt Niebur说：“根据我们目前对土卫二的了解，这颗卫星可能存在生命所需的所有元素。”

如果附着在卡西尼探测器上的细菌进入土卫二，可能会毁掉那里的生命和隐藏在冰层下面的海洋。

土星表面的冰层下可能存在海洋

第二个问题是，卡西尼号上的燃料几乎已经耗尽，该探测器没有足够的动力改变航行方向或者靠近希望到达的目标。在星际飞行13年之后，卡西尼号原先所搭载的6900磅（约合3130千克）助推剂只剩下1%。

为了避免卡西尼号失控，连同地球上的微 生物 坠入处于原生状态且可能存在生命的土卫二和土卫六，NASA于今年4月22日将其踢进死亡回旋。

卡西尼号已经在土星与土星环之间穿越21次，执行最危险的任务，但也得到了丰硕的回报。

最后一次穿越土星环将会导致卡西尼号的毁灭。不过，它的死亡将给科学家提供一个前所未有的研究土星大气层的机会。

主管卡西尼号航天任务的NASA喷气推进实验室（JPL）工程师Earl Maize表示，在卡西尼号坠入土星大气的过程中，它仍会向地球发送回所有可能探测到的读数。

他在远程会议中说：“我们将改变卡西尼号的用途，让其成为一个大气探测器。我们会让它在最后时刻发回数据。”

核火球

Maize等人称，卡西尼号最后烧掉的部分将是它的放射性核燃料。

由于卡西尼号离太远已经超过16亿千米，它所接受的太阳光只有我们在地球上所接受到太阳光的1%，所以太阳能电池板不能为处于土星轨道的卡西尼号提供足够的动力。普通电池和化学燃料电池也不能为卡西尼号提供航行20年所需的动力，甚至提供几个月所需的动力都做不到。

因此，NASA选择了核燃料。卡西尼搭载的是稀有的放射性同位素钚-238。

跟用于武器的钚-239不一样，钚-238不会释放出中子，所以，它不会被用于核弹。钚-238在衰变过程中会放射出阿尔法粒子，但这种辐射用一张纸就能挡住。

不过，如果钚燃料足够多，足够密集，其释放出的阿尔法射线足以让温度提高到1250摄氏度。

一块发出红光的钚-238

上个世纪80和90年代，NASA跟美国能源部合作，将这种钚同位素放入了放射性同位素热电机（RTG）中。每一个放射性同位素热电机里面有数千克的钚-238（其价格为每克4000美元）和一些能将其释放出的热转化成电能的装置。

20年来，卡西尼号上的三个放射性同位素热电机提供了将近900瓦的稳定电力。这些电力足以让微波炉正常运转。

科学家称，这些钚将是卡西尼号探测器坠入土星大气中时最后熔化的部分。

这是因为，这些钚被密封在用超级坚固的铱元素制成的外壳中。之所以使用这种超级珍贵的材料，是因为科学家担心卡西尼号在发射升空的过程中出现意外，重新坠落到地球上。

卡西尼号航天器操作团队主管Julie Webster在远程会议中称，在卡西尼号上的仪器脱落并与地球失去联系几秒钟内，探测器的温度会上升到将近500摄氏度。

她说：“在大约20秒内，卡西尼号上的铝会达到熔点。铱将是最后熔化的物体，它将会在铝熔化后大约30秒熔化。”

在铱外壳熔化之后，里面的钚将像放射性流星一样，散落到土星上。

不过，这些钚不一定会溅起很大的火花。

Maize说：“它会熔化，在它到达土星表面之后，它会热到立刻消散。”

研究人员称，空间和地面望远镜有机会看到卡西尼号在土星大气被烧毁。不过，他们指出，整个过程会发生在土星处于白天的那一边，有可能会被太阳光遮掩。（编译/翼飞）

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