周二,美国宇航局的卡西尼号航天器潜入它多年来一直在研究的土星与其气体巨行星环之间。这是22次此类机动中的第二次,最后一次将使卡西尼号冲入土星大气层,在9月15日迎来燃烧的结局。
但即使还有20次潜行任务,科学家们也已经开始从这些前所未有的飞掠中获得令人惊讶的数据。
4月26日,当卡西尼号进行第一次环潜时,NASA工程师实际上操控了航天器的天线盘,将其用作防护罩;他们担心构成土星环的岩石碎片的尘埃颗粒可能会损坏卡西尼号的电子设备。他们没想到会有比烟雾更大的颗粒,但以每小时77,000英里的速度,航天器可能因为一次糟糕的时机碰撞,即使是这些微小的尘埃碎片也可能被毁。
但显然这些预防措施是不必要的:该区域似乎相对没有尘埃。
“环与土星之间的区域‘大空区’,显然如此,”卡西尼项目经理厄尔·梅兹在一份声明中说。这对工程师团队来说是个好消息——如果卡西尼号的第一次飞掠显示出尘埃碎片雷区,他们将不得不继续使用天线作为防护罩。但这种定位将使他们无法在某些时间使用某些仪器。现在他们知道,他们可以继续进行不受保护的航天器(除非在四次将轨道器穿过内部D环较尘土飞扬的区域的潜行任务)。
“卡西尼号将按计划进行,而科学家们将努力解决为什么尘埃水平远低于预期的谜团,”梅兹说。
但“大空区”究竟有多空呢?幸运的是,我们有一个音频辅助。当卡西尼号的无线电和等离子体波科学(RPWS)天线与尘埃颗粒碰撞时,产生的(非常)微小的爆炸会产生电信号,研究人员可以将其转换为方便的音频和视觉格式。RPWS的范围超出了卡西尼号的保护性天线盘的覆盖范围,因此在航天器其余部分避免碰撞的同时,它为研究人员提供了该区域粒子密度的肖像。
首先,听听12月18日穿越行星环时卡西尼号碰撞到的尘埃发出的噼啪声。
你可以听到卡西尼号碰撞了更多的粒子——并且“听”到了更多的爆裂声——当它穿越视频中红色尖峰所示的Janus-Epimetheus环时。现在,听听第一次大结局环潜的RPWS数据。
“这有点令人迷失方向——我们听到的与预期的不同,”爱荷华大学RPWS团队负责人威廉·库尔特在一份声明中说。“我已经听了几次第一次潜行的我们数据,我大概能数得出手中有多少次尘埃颗粒撞击声。”
令人惊讶且方便的发现仅仅是卡西尼号在其最后几个月里肯定会进行的奇妙科学探索的一瞥。这艘航天器是NASA最伟大的成就之一:它对土星系统的勘测任务最初只计划持续四年,但两次延期使其运行了将近十年。它的最终牺牲将为研究人员提供对土星环和大气层前所未有的了解,使他们能够了解有关这颗行星的起源和组成的新的知识。
该航天器应于今天上午晚些时候恢复与地球的联系,发送其第二次行星环潜行的数据。第三次行星环穿越将于5月9日进行。