试听180秒XX：荣耀卡西尼｜漫漫征程

引言：作为人类有史以来研发的最为复杂的行星际探测飞船之一，卡西尼号搭载着人类对于土星的无限遐想起航了。这一路的漫漫征途，它都经历了什么？而抵达目的地后，它又做了些什么呢？

知识点 I ：“卡西尼-惠更斯”项目概况

        “旅行者”号任务取得了巨大成功，给科学家极大的鼓舞。1982年起欧洲科学基础学会和美国国家科学院组成了一个联合工作组，调研未来的合作任务，两位欧洲科学家提出，派一艘飞船进入土星轨道执行探测任务，再派一艘飞船进入土卫六泰坦进行探测。1984～1985，美国航天局和欧洲空间局进行了调研。最后，为了缓解当时美欧航天部门间略显紧张的关系，“卡西尼—惠更斯”任务由美国航天局、欧洲航天局、意大利航天局三方合作，参与国家多达17个，于是，该项目也成为人类有史以来最大的国际合作空间任务。

        环绕土星的探测器以出生在意大利的法国天文学家卡西尼命名，他发现了土星最大的环缝，还发现了土星的4个卫星。探测土卫六的探测器以荷兰天文学家惠更斯，正是他发现了土星最大的卫星土卫六，也是他最早发现并准确描述了土星光环

知识点 II ：“卡西尼—惠更斯”号的主要任务和设备

        “卡西尼—惠更斯”承担有27项主要的探测任务，其中包括确定土星环的三维结构和动态行为；确定每一个卫星的表面情况和地质历史；考察土星大气层云顶处的动态行为；测量土星磁层的三维结构和动态行为；调查泰坦大气成分；描述泰坦表面情况等。

        “卡西尼”号上总共搭载了12件执行各种科学考察的有效载荷——

第一类是光学遥感仪器，包括综合红外光谱仪（CIRS）、成像科学系统（ISS）、紫外成像摄谱仪（UVIS）、可见光和红外成像光谱仪（VIMS）。这些设备主要对土星环、土星卫星进行光学成像，分析其结构、特征、化学成分等。公众所看到的精美图像基本都来自这些探测器。

第二类属于场、粒子、波的观测设备，包括卡西尼等离子体光谱仪（CAPS）、宇宙尘埃分析仪（CDA）、离子及中性质谱仪（INMS）、磁强计（MAG）、磁层成像议（MIMI）、射电和等离子体波科学套组（RPWS）。这些设备主要对土星的磁场、空间环境、尘埃、等离子体进行观测，他们不直接产生直接的图像。

第三类是微波遥感仪器，报包括一台雷达和一台无线电科学子系统（RSS）。此外“卡西尼”号身上还有一个盘状高增益天线和两副低增益天线。

        “惠更斯”号由欧空局负责研发，主要任务是探测泰坦云层、大气层和表面情况。它是一台小型无人实验室，由登陆器及登陆器支持设备构成。主要仪器包括大气结构探测仪（HASI）、多普勒风实验装置（DWE）、降落成像仪/光谱辐射计（DISR）、气相层析质谱仪（GCMS）、悬浮物质收集器和热解器（ACP）、行星表面科学组件（SSP）。

        “卡西尼”号的引擎单元是2台445牛发动机，3台放射性同位素热电发生器（简称RTG）利用32.7千克钚-238（以二氧化钚的形式）天然衰变产生的热量，经由热电技术产生直流电。这台发生器在工作了11年后，依然有600～700瓦的发电量。“惠更斯”号使用的是化学电池，所以寿命很短，登陆泰坦90分钟后就结束了自己的使命。

        “卡西尼”号重2.15吨，“惠更斯”号重350千克，再加上必需的燃料以及运载火箭适配器等，联合体总重在5.7吨左右。

知识点 III ：“卡西尼—惠更斯”的行程

        1997年10月15日，“卡西尼-惠更斯”从位于美国佛罗里达州卡纳维纳尔角的肯尼迪航天中心发射升空了。运送他们的美国大力神4B运载火箭。为了增加飞行中的速度，科学家们为设计了一条极为复杂的轨道，希望通过引力弹弓效应从其他行星那里获得更大的动量。在“卡西尼”号整个行程中，两次飞近金星，一次飞近地球，一次飞近木星。

1998年4月26日，在337公里高度飞越金星，速度增加至40.9 km/s。

1999年6月24日，在6052公里高度再次飞越金星，速度从39.2 km/s增加到42.3 km/s。

1999年8月18日，在1171公里高度飞越地球，速度由35 km/s提升至39.1 km/s。

2000年1月23日，意外遭遇2685号小行星，距离约160万公里。

2000年12月30日，在985万公里高度飞越木星，速度从11.6 km/s提升至13.7 km/s。

2004年5月18日，正式进入土星系统。

2004年7月1日，穿越F环和G环之间的缝隙，成功进入环土星轨道。

2005年1月14日，释放“惠更斯”号探测器。

知识点 IV ：“卡西尼”号任务期

2004年-2008年：主任务期，总共绕土星运行76圈，45次飞临泰坦，6次路过土卫二恩克拉多斯，10次访问小卫星，包括土卫九、土卫七、土卫五、土卫三、土卫四、土卫八等。

2008年底-2010年：“春分任务”，第一次延长，总共绕土星64圈，28次路过泰坦，8次路过土卫二。

2010年-2017年：“夏至任务”，第二次延长，飞行155圈，飞越土卫六54次，飞越土卫二11次，其中2015年10月28日，距离土卫二只有区区49千米，发现了土卫二冰下海洋中可以产生大量的氢气，科学家据此猜测土卫二的海底环境可能适合早期生命形态。

总计：20年的飞行，13年辛勤工作，环绕土星飞行近300圈，总历程超过78亿公里，132次近距离飞越土卫，向地球传回超过600GB数据，产生了3000多篇学术论文。“卡西尼”的一生可以说是居功至伟。