[太阳系] 土星探测的收获

  土星是一颗类似木星的行星,主要成份也是氢和氦,由于氢氦挥发得少,它基本上也保持了原始星云的化学组成.土星最引人注目的特征是它的环系.这些环从离土星约72000公里延伸到137000公里的距离,形成一个非常薄的盘,厚度只有几公里.有着漂亮光环的土星,是太阳系中最美丽的一颗行星.土星距离地球约12.7亿公里,非常遥远;它绕太阳的公转周期是29.46年,平均运行速度每秒9.64公里;它是太阳系中第二颗大行星,体积是地球的755倍,质量是地球的95倍,可平均密度只是地球密度的0.12倍,比木星还小.土星拥有10颗以上的卫星,因此自成一个系统,其中土卫6和地球一样也有空气,是太阳系唯一有大气的卫星,受到科学家的特别注目.该土卫6是在1665年由荷兰天文学家、物理学家惠更斯发现的.探测土星和土卫6,对了解和掌握太阳系的演变有重要意义.


  美国发射的先驱者11号和旅行者1号、2号等探测飞船相继飞临土星系统进行就近考察,传来许多新信息.


  1979年9月1日,先驱者11号从距土星云顶20200公里以内飞越,对土星拍照10天,测量了这个带光环的行星,发现了两个新的外环和直径约400公里的土星的第11颗卫星,该卫星靠近土星环的外缘.这次探测还证实士星有磁场、磁层和辐射带.


  1980年11月13日凌晨,旅行者1号探测飞船在距土星云顶124237公里处掠过土星,飞船摄影系统从8月开机,到12月19日关机,共向地球发回18000张关于土星及其光环和卫星的彩色照片和各种数据.从这些照片和数据中,科学家们了解到土星绚丽多彩的光环比以前认为的更复杂,它大大超过人们原先看到的6条,而有成百上千条环,形成一个光环群.这样密集繁多的光环,大小不等,形状不一,互不接连,形成一组环形彩带.在这些光环下面,还发现两条狭窄的短环,像发辫似地编结在一起,一股套一股,可能是由于电场或磁场对光环作用的结果.


  1981年8月25日旅行者2号从土星最近点扫过,天文学家从它发回的照片中发现,土星光环一环套一环,犹如唱片中的纹道.


  根据探测材料,科学家认为土星的光环是由无数大小不等砾石微粒踢成的.这些砾石微粒直径从几厘米到大约9米之间,以很高速度绕土星运转,这一奇特现象究竟是如何形成的还是一个谜,但是可以认为各环可能是在不同时期形成的.


  在发回的照片上,还发现土星上斑点、晕圈、旋涡,并随风移动.土星表面新发现一个桔红色的卵形区,其宽度和地球直径差不多,科学家认为可能是一次巨大的飓风造成的.土星上最大风速出现的区域是在环绕着它的光环彩带中心,而彩带边缘几乎无风.


  旅行者号探测飞船还发现6个新的土星卫星,有一些是以前从未发现的,另一些虽曾报导过,但没有证实.特写观测照片显示土星的一些较小卫星是由"干冰"组成;有些卫星上存在亿万年来陨星撞击坑汇成的斑点;有些卫星表面比较平坦,说明较年轻.


  旅行者1号探测飞船曾在离土卫约64000公里身旁飞越,因为它是被探测的重要目标.土卫6的直径不大于5120公里,并没有过去认为的直径5760公里那么大,因此不是太阳系最大卫星,但它是太阳系内唯一有大气的卫星,大气层厚达2700公里.大气层大部分是由氮气组成,而不像以前认为的那样是甲烷.氮约占98%,甲烷只占1%,其余还有少量乙烷、乙烯、乙炔和氢等.由于土卫6上温度很低,氮在低温下凝成液氮,因而在土卫6表面上有许多液氮湖.虽然土卫6上有孕育生命的氢氰酸有机分子,但由于温度在摄氏零下190度到201度之间,显然不可能形成有生命的东西.


  靠近土卫6表面的大气压力比地球大气压力高50%,表面至少由28O公里厚的浓雾遮盖着.土卫6每16天绕土星运行一圈.有人幻想,如果未来的宇宙旅行家有机会来到土卫6上,将会欣赏到独特的景观:土星经常出现在天空中,像月亮在地球上空那样,周期性地变换着它的容貌,从圆到缺,从新月到满月,再加上那细微的光环,更是多姿多态,无限风光.


  根据探测资料,美国和法国科学家有一个重大发现,就是土卫6上有反温室效应.由土卫6高层大气中一层厚的有机烟雾造成反温室效应,使土卫6的表面温度降低16华氏度.但是土卫6的温室效应使其表面温度增加38华氏度.科学家认为,土卫6的温室效应和反温室效应是同地球比较的极好的模型,研究土卫6可能会帮助我们搞清地球变暖或变冷的问题.


  为进一步探测土卫6,1988年11月25日欧空局宣布将于1994年4月由美国宇航局发射一个探测器,并在2000年到达土星系统.这个探测器以"惠更斯"命名的着陆器进入土卫6大气后,速度减慢,然后打开降落伞,从距土卫6表面180公里处缓缓下降,在两三个小时内降到土卫6表面,其冲击力相当缓和,足以使它在失效前对土卫6表面样品进行分析.探测器本身绕土星飞行,充当无线电中继站,向地面转播由着陆器发来的土卫6样品分析数据.


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