再過148天，跟飛行20年的“卡西尼”號說再見

無數年來，人類一直在探索地球之外的宜居星球。在2017年4月我們發現，真正的“大招”正藏身於太陽系——它就是土衛二。

雖然不是直接找到了外星生命，但科學家對土衛二上生命必要元素——水、有機物以及能量來源的確認，足以讓人歡呼雀躍。這顆星正式“晉級”太陽系最可能存在地外生命之地。

土衛二早在200多年前就被人類發現，但有能力“發掘”出它寶貴價值的，是美國航空航天局（NASA）的土星探測器“卡西尼”號。

在過去的13年裡，“卡西尼”號兢兢業業地為我們探索著土星系統，按照任務計劃，現在距離它的“終場演出”——在土星的懷抱中消殞，隻有幾個月時間了——今年9月15日，NASA將指揮“卡西尼”號一頭沖進土星大氣層，正式結束探測使命。

這是20世紀最后一艘行星際探測的大飛船，也是人類迄今最雄心勃勃的太空探索項目之一。“卡西尼”號帶給人類的，其實遠不止土衛二這一項財富。

奇跡從升空那一刻開始 以“智慧曲線”借力飛抵土星

“卡西尼”號在北京時間1997年10月15日16時43分發射升空，其本身是“卡西尼—惠更斯”號飛船的一個組成部分，主要任務是對土星系進行空間探測，包括環繞土星飛行，對土星及其大氣、光環、衛星和磁場進行深入考察等。

而它最為人稱道的，是到達土星前看似“南轅北轍”、實則定位精准的太空借力之旅。

如果僅僅依靠火箭的推力，想在7年之內飛到土星，那麼“卡西尼”號使用的燃料不能少於70噸，這對於當時的火箭來說，是不可能完成的任務。於是，其採用了一種名為“智慧曲線”的辦法——借用行星的引力來加快速度。

升空后，“卡西尼”號先跑到了金星上空，借了兩次力后，又圍繞地球轉了好幾個圈子，再添上木星的加力，最后才把目標對准土星。這讓它最終“走”了35億千米，是地球與土星實際距離的2.5倍以上。

6年8個月的漫長旅行后，“卡西尼”號於2004年7月1日按計劃順利進入環繞土星的軌道。

以此為起點，“卡西尼”號陸續發現了土衛六上存在湖泊和巨大風暴，在土衛五上發現富含氧氣的大氣，調查並觀測土星上的季節性變化，並在前所未有的極端環境中開展科學探測。它為生活在地球上的人們提供了大量來自浩瀚宇宙的神秘土星的圖片，為科學家探索外太空帶來了海量素材和珍貴資料。

職業生涯頂尖成就 揭示土衛二存在生命可能

2015年，“卡西尼”號正在近距離觀察土衛二的南極地區。

土衛二是土星的第六大衛星，直徑約500公裡，中心為岩石。土衛二的表面幾乎能反射百分之百的陽光，因為距離太陽遙遠而極為寒冷，表面被厚厚的冰層覆蓋。

但這次觀察令“卡西尼”號驚訝不已，因為它看見呈羽狀噴發的冰噴射到了太空。飛船依靠自身搭載的離子和中子質譜儀，分析出當中含有大量氫氣分子和二氧化碳——這二者存在的最佳解釋是，它們由冰下溫暖海洋和海底岩層之間的水熱反應產生。

早在2014年，“卡西尼”號的引力科學成果就揭示了在土衛二厚達30公裡至40公裡的冰層下，隱藏著一個深約10公裡的海洋，而這個海洋的面積與地球上的第二大湖蘇必利爾湖相當甚至更大。

現在的發現進一步暗示，海底熱泉的水熱反應可以為深海微生物提供能量——這和地球數十億年前誕生、孕育生命的環境非常相似。

地球上的科學家由此相信，土衛二上不但存在巨大的海洋，並且受到了冰的保護。這顆星幾乎具備了生命所需的所有條件，那些由深海熱泉提供能量的微生物，或許就“藏身”海床之中。

這次發現讓土衛二上存在生命的想法更接近現實，也被視作“卡西尼”號職業生涯的頂尖成就。

載入史冊的探索 讓土衛六成為地球“時光機”

“卡西尼”號對土星最大的衛星——土衛六的探測也將會載入史冊。

土衛六“泰坦”是土星最大的衛星，一直位列太陽系最有可能孕育生命的星體榜單前5名之內，因為除地球外，隻有土衛六擁有原理與地球水循環相似的所謂“甲烷循環”。迄今，天文學家仍視“泰坦”為最接近地球環境的衛星——從“卡西尼”號發回的圖片來看，這顆星球有湖泊、丘陵，甚至霧、霾和雨，與英格蘭的天氣和地貌很相像。

2004年，“卡西尼”號釋放了“惠更斯”號著陸器。“惠更斯”號進入土衛六的大氣層，成為第一艘在太陽系較外側天體上著陸的飛船，其發現土衛六表面存在液體物質，成分為液態烷烴，與地球早期的模樣類似。

2005年4月，“卡西尼”號發現土衛六外層大氣中存在多種復雜有機物。當時探測器掠過距土衛六表面1027公裡處，分析設備發現了有機物蹤跡，一下子列入“卡西尼”號最激動人心的發現之一。

2012年7月初，隨著探測器一遍又一遍地掃過土衛六，“卡西尼”號採集的數據表明，在這顆被濃霧環繞的衛星厚厚的冰殼之下，擁有一個晃動著的海洋。2015年，科學家們確認，該星球冰層下的確存在一個全球性海洋。

2016年8月，“卡西尼”號首次確認在土衛六表面流動著液態溝渠，這些陡峭峽谷很像美國亞利桑那州沿科羅拉多河一帶。

正是借助“卡西尼”號，我們乘上了土衛六這艘“時光機”，領略到一個十分貼近早期地球的星體，它讓我們見証了地球“從前的樣子”，幫助人類揭開自身誕生之謎。

“絕唱之旅”別樣精彩 期待解開土星更多“核心”機密

2016年11月末，“卡西尼”號開始執行它最后的兩個任務。其中一項是變軌飛行，“卡西尼”號要從原先軌道“切換”到土星北極上方並靠近該星球的F環。從2017年4月起，探測器會飛掠F環20次，並在土星和土星環的間隙（約2400公裡寬）中繞行22次。

預計在2017年9月15日，“卡西尼”號將進入土星的大氣層，同時為我們發回前所未有的土星大氣成分精確數據——但這也是我們和“卡西尼”號道永別的時候，地面會失去和這個探測器的聯絡，而它會在土星大氣的摩擦下，如流星般燃燒殆盡。

對團隊來說，最后這段旅程才是真正驚心動魄。此階段任務能解開更多關於土星的秘密，包括這顆星球的內部結構、重力場及磁場，“卡西尼”號將不負使命地回傳數據，直至自身徹底消隕在土星的懷抱中。

“卡西尼”號團隊曾在網上公布了一段視頻，以此向探測器表達敬意。視頻由“卡西尼”號拍攝而成，表現了土星在4個土星日（44小時）內大氣層的變化，將土星大氣中橢圓形的風暴、距土星最近的D環、北極的“大六邊形”射流，清晰地展現給世人。其中，土星最神秘“大六邊形”的每一個邊長，都比地球的直徑還要大，令觀者無不驚嘆。這也是“卡西尼”號給地球留下的永恆禮物。

終極使命的倒計時已啟動，但“卡西尼”號的生命正進入到最輝煌時刻。（記者 張夢然）