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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距離紀錄，并且第一次實現(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年科學界最應關(guān)注的10件大事，“惠更斯號”和“深度撞擊號”兩項宇宙任務(wù)分列第一和第二位。而“惠更斯號”成功登陸土衛(wèi)六，更被很多科學家認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，對它的認識因此一直是眾多天文學家的夢想。但也正因為它布滿了濃密的大氣，人們很難從地球上直接觀測它的表面。
土衛(wèi)六由荷蘭天文學家克里斯蒂安·惠更斯于1655年通過自制望遠鏡發(fā)現(xiàn)，人們因此將登陸的探測器以他的名字命名�！盎莞固枴敝�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、風速、大氣成分等進行分析測量。
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，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，全世界天文學家都不得不在焦急中苦苦等待它的復蘇。
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家都情不自禁地歡呼起來，慶�！盎莞固枴钡男褋�。
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”項目首席科學家勒布勒東說：“我們聽到了孩子的哭聲。它告訴我們，探測器還活著�！�
格林尼治標準時間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米的引導降落傘，其用途是彈出后部的防熱罩。引導降落傘打開后2.5秒，后罩和引導降落傘都被拋掉，“惠更斯號”直徑達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。當高度降到60公里時，一對雷達探高儀開始工作，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的一次星體著陸，并且第一次在其它行星的衛(wèi)星上實現(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，其表面亮度比科學家此前預計的要暗得多。
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月球和地球?qū)嶒炇铱茖W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�！巴列l(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甚至捕捉到了一種呼嘯而過的聲響。負責聲音探測的科學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)六上有風吹過，其時速約為24公里。
美國宇航局噴氣推進實驗室科學家、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的地方，就像遠古時期的地球一樣。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�？紤]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。
美國宇航局科學部門主管阿方索·迪亞斯說:“我認為,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，“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�！盎莞固枴碧綔y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，是因為他們希望能夠在這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。有科學家因此認為，土衛(wèi)六大氣化學成分很適合生命的存在。
但另一些科學家卻認為，土衛(wèi)六不是一個適合生命生存的地方。因為它的表面寒冷而黑暗，只有-180℃左右，并且不太可能存在液態(tài)水。
但不管怎樣，有一點是大家公認的：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”，因為早期地球上也存在大量類似甲烷的碳氫化合物。正因為如此,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)六就像一部時間機器。它為我們提供了機會,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，并且導致風速測量數(shù)據(jù)丟失。這將對探測土衛(wèi)六風向和大氣濃度的工作產(chǎn)生消極影響。有科學家猜測，故障是因為在數(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)生的一切承擔責任。
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臺射電望遠鏡接收到的“惠更斯號”發(fā)出的信號，科學家們有望恢復90%的風速測量數(shù)據(jù)。
來源：中國新聞周刊
