土星系统探测史

土星,作为太阳系中的体积第二大行星,是在地球上肉眼能看到的最远的太阳系大行星。土星的质量约是地球的95倍,直径约是地球的9.5倍,如果把土星比作一个橄榄球大小,那么地球大约就相当于1元钱硬币。

在1610年,意大利天文学家伽利略首次通过望远镜观测土星,他发现土星的左右各长了一只“耳朵”,于是以为土星是由三个部分组成的。

1655年,荷兰科学家惠更斯利用分辨率更高的望远镜,发现伽利略看到的“耳朵”其实是土星的光环,他还发现了土星的最大卫星——土卫六(Titan)。20年后,在意大利出生的法国天文学家卡西尼发现土星光环中存在一条暗缝,现在将其称为卡西尼环缝。

进入空间探测时代后,1979年9月1日,经过6年半的空间旅程,先驱者11号成为首个飞掠土星的宇宙飞船。它从距离土星云顶21000千米的高空飞掠过,对土星进行了为期10天的探测,发送回第一批土星图片。

先驱者11号1979年9月1日拍摄的土星照片,版权:NASA/JPL

在先驱者11号最接近土星时,旅行者1号和2号也正朝着土星前进。

1980年11月12日,旅行者1号从距离土星云顶124000千米的高空飞掠,共发回了1万多幅彩色照片。后来,它在距离土卫六约6500千米的地方飞掠时,首次探测分析了这颗卫星的大气,发现土卫六大气的主要成分是氮气,还含有不同种类的碳氢化合物。

1981年8月25日,旅行者2号从距离土星云顶101000千米的高空飞掠,它发现土星环主要由冰晶颗粒构成,颗粒团块尺寸小到一颗砂砾,大到一辆小汽车,而且,内环的粒子较小,外环的粒子较大。这证实了土星环由七个环构成,距离土星从近到远分别是D、C、B、A、F、G和E环,每条环还可以继续分为上千条的小环。

土星环的命名是根据它们被发现的顺序,A环是第一个被发现的环,G环是最后一个被发现的环。而之所以A和B环最先被发现,是因为它们是最亮的环。

土星环很宽,相对于它的宽度,其平均厚度约20米,称得上是个薄环,如果把环的直径压到一个篮球那么大,那么它的厚度就约是人的头发丝厚度的1/250。

为了进一步探测土星和土卫六,更为了探索土星、土星环、土星系统中的卫星世界,美国国家航天局、欧洲航天局和意大利航天局联合开展了一个项目——卡西尼-惠更斯号土星探测器,对土星系统进行空间探测。

该项目包括两大部分——卡西尼号轨道器和惠更斯号着陆器,前者以发现土星环中存在缝隙的天文学家卡西尼命名,后者则以发现土卫六的天文学家惠更斯命名。

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责任编辑:马嘉悦
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