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惠更斯號
來源:互聯網

惠更斯號(英文名:Huygens),是由歐洲航天局制造的一個太空探測器,也是卡西尼-惠更斯號項目的一部分?;莞固柕闹饕蝿帐堑顷懲列l六,進行實地考察,包括調查其云層、大氣層以及表面地貌狀況?。

1997年10月,“惠更斯”號由美國航空航天局卡西尼號飛船攜帶升空。在飛行了35億公里后,2004年12月25日,惠更斯號登陸器正式與卡西尼號探測器分離,開始飛往土衛六。北京時間2005年1月14日18時13分,惠更斯號抵達了土衛六上空1270公里的目標位置,同時開啟自身的降落程序。在離土衛六表面180公里的高度上,“惠更斯”號打開了直徑為2.8米的飛行降落傘,同時啟動了后防護支架彈出裝置;在160公里的高度上,后防護支架完全彈出。飛行降落傘一打開,“惠更斯”號的儀器艙便開啟,艙內安裝的各種科研儀器隨即開始工作,拍攝土衛六的表面照片,收集、分析土衛六大氣的各項數據指標、將相關數據資料傳給在土星軌道飛行的卡西尼號并由其傳回地球,惠更斯號的整個著陸過程持續2個小時15分鐘。由于自身攜帶的能源有限,惠更斯號在登陸后約90分鐘就結束了自己的探測使命,永遠地留在了土衛六的表面。

惠更斯號探測器重319千克、直徑約2.7米,外表像飛碟,前部裝有一個防熱盾,除配備3個降落傘外,還安裝了6臺測量壓力、溫度、風速、大氣成分的儀器,為科學家們研究“土衛六”提供更加充分的數據。

命名由來

卡西尼-惠更斯(Cassini-Huygens)探測器是一項主要由美國航空航天局(NASA)、歐洲航天局(ESA)以及意大利航天局牽頭實施的一項國際合作探測計劃,全球有超過20個國家參與其中,這也是人類首個圍繞土星運行的專門探測器。

該項目是基于兩位17世紀的科學家而來:意大利卡西尼號(Jean Dominique Cassini) 以及荷蘭克里斯蒂安·惠更斯(Christiaan Huygens),這兩位科學家都對土星研究做出過重要貢獻??ㄎ髂岚l現了4顆土星衛星,并發現了土星光環之間的環縫(卡西尼縫, Cassini Gap);惠更斯則在1655年發現了土衛六,這便是著陸土衛六的探測器被命名為“惠更斯”號的原因。

發展歷史

運送飛行

1997年10月,“惠更斯”由美國航空航天局卡西尼號飛船攜帶升空。在飛行了35億公里后,2004年12月25日,惠更斯號登陸器正式與卡西尼號探測器分離,開始了奔向土衛六的長達400萬公里的行程。

著陸探測

經過20天的長途跋涉,北京時間2005年1月14日18時13分,惠更斯號抵達了土衛六上空1270公里的目標位置,同時開啟自身的降落程序,準備穿越土衛六的大氣層。在短短3分種的時間內,進入降落程序的惠更斯號登陸器的飛行時速由1萬8千公里飛快降到1400公里。在離土衛六表面180公里的高度上,“惠更斯”號打開了直徑為2.8米的飛行降落傘,同時啟動了后防護支架彈出裝置;在160公里的高度上,后防護支架完全彈出。

飛行降落傘一打開,便開啟了“惠更斯”號的儀器艙,艙內安裝的各種科研儀器隨即開始工作,拍攝土衛六的表面照片、收集分析土衛六大氣的各項數據指標、將相關數據資料傳給在土星軌道飛行的卡西尼號并由其傳回地球。當到達土衛六上空120公里的位置時,惠更斯號打開了最后的小型降落傘開始進入最終的著陸土衛六地表的過程。北京時間2005年1月14日18點25分,位于美國西弗吉尼亞州的“綠堤”(GPT)射電望遠鏡終于捕捉到了來自惠更斯號的一個微弱信號,證實惠更斯號已經開始進入降落程序并正穿越土衛六的大氣層。

惠更斯號的整個著陸過程持續2個小時15分鐘,在此期間,登陸器上的6個探測設備分別收集了土衛六大氣的各項數據,其中,“氣象層質譜分析儀”收集分析大氣組成,“降落攝影光譜無線電儀”拍攝氣態甲烷照片和降落的全息攝影,并對“土衛六”的地表組成進行光譜分析。這些數據同惠更斯探測器上其他設備探測收集到的有關“土衛六”風場強度、溫度、氣壓、電場磁場等數據一起,經卡西尼號發送回地球。15日0時19分,位于德國西部達姆施塔特的歐空局地面控制中心終于收到了惠更斯號發送的首批包括照片在內的各項數據。美國航空航天局發布的第一幅照片是“惠更斯”號著陸之前,在距離土衛六表面16公里處拍攝的,在這張照片上,科學家們看到類似海岸線或運河的地勢;另一幅照片則清楚地顯示在“惠更斯”號登陸的地方,有類似地球巖石的白色石塊和冰塊,背景則是一望無際的灰蒙蒙地形??茖W家們曾推測,土衛六表面是由液態甲烷組成的湖泊河流以及大大小小的冰塊構成的,接收到的數據和照片也證明了這一點。

由于自身攜帶的能源有限,惠更斯號在登陸后約90分鐘就結束了自己的探測使命,靜靜地、永遠地留在了土衛六的表面。但由其拍攝、收集、傳回的有關土衛六的地表特征、大氣環境各項指數的科學數據已足夠歐洲航天局的科學家們“消化”幾年時間的。由于土衛六大氣的物理及化學成分與40億年前的地球很相似,因此,科學家們希望通過對惠更斯號傳回數據資料的分析研究,能夠揭示土衛六的真實面目,探究地球生命的起源。除了照片和天氣數據,“惠更斯”號還傳來了土衛六大氣層的聲音信號。歐航局科學家馬爾切洛·富爾基尼奧尼在會上播放了一個音頻,它是由“惠更斯”號穿越土衛六大氣層過程中進行的雷達測量轉換而來的。

數據分析

科學家完成對已接收到的照片和數據的分析需要花費幾百名科學家一年的時間,但是經過1天多的分析,他們已經得出了3個結果:“土衛六”的大氣主要由氮氣甲烷組成,密度比地球大氣大,里面也有風暴,但似乎沒有雷電,也沒有氧氣??茖W家表示,沒有氧氣并不奇怪,因為“土衛六”地面溫度很低,僅為零下180攝氏度,不可能有綠色植物?!?a href="/hebeideji/7524352831042680265.html">克里斯蒂安·惠更斯”著陸地點是一塊平原,不是科學家猜測的由液態甲烷組成的湖或海,該平原過去可能被洪水沖刷過,形態類似沼澤地。周圍的“石塊”不是巖石,而是甲烷或水的冰塊。“惠更斯”在進“土衛六”大氣層時,與大氣發生摩擦,產生類似發電機發出的聲響。

結構設計

惠更斯號探測器重319千克、直徑約2.7米,外表像飛碟,前部裝有一個防熱盾,除配備3個降落傘外,還安裝了6臺測量壓力、溫度、風速、大氣成分的儀器,為科學家們分析“土衛六”提供更加充分的數據。

攜帶儀器

惠更斯號著陸器上安裝有6臺設備。

參考資料:

相關介紹

“土衛六”的英文譯名是“提坦”。按照古希臘神話所說,“提坦”是天神烏拉諾斯和地神該亞的后裔?!巴列l六”由天文學家克里斯蒂安·惠更斯于1665年發現,它是太陽系中惟一已知有云和稠密大氣的衛星,也是土星最大的一顆衛星?!巴列l六”的實體直徑為5150公里,其體積比水星冥王星都要大,是太陽系中僅次于木衛三的第二大衛星?!巴列l六”繞行土星一周的時間相當于15.945個世界地球日。一般認為,它每公轉一周,自轉也正好一周,所以它總是以同一半球面對著土星。

相關事件

數據丟失

歐航局科學項目負責人索思伍德表示,由于兩個傳輸信道中有一個發生了故障,導致風速測量數據以及大約350張照片丟失。有人猜測,信道故障是因為在數據傳輸中扮演中繼站角色的美國卡西尼號程序編寫發生錯誤。

按照設計,在降落過程中,惠更斯號向在它正上方運行的“卡西尼”母船發送了一系列信息,這些數據由“卡西尼”號暫時保存,到它正對著地球時再發給正在地面等待的科學家?;莞固柺褂脙蓷l通路向卡西尼號發送數據,而兩條通路使用的微波頻率略有不同。

在每一條通路中傳送的信息都有備份,就象兩個不同的電臺廣播同樣的節目,因為這些信息是如此重要,如果丟失的話就太遺憾了。正是這種備份的設計才確保了這次探索任務沒有遭受失敗的命運。卡西尼號擁有兩個不同的接收器,用于收集惠更斯號發來的數據??墒?,其中一個接收器沒有啟動。原因其實很簡單,在整個任務期間,A通道接收器壓根就沒有開通,因為地面科學家根本就沒有向它發出“開通”指令。這是歐洲航天局的責任。需要向卡西尼號發出的所有指令由都科學家事先編寫好了軟件指令程序,美國噴氣推進實驗室向卡西尼號發送的與惠更斯號任務有關的所有指令都由歐洲航天局編寫。

但索思伍德排除了飛船程序編寫錯誤這一猜測。他表示,歐航局對發生的一切承擔責任。不過,根據全球各地的18臺射電望遠鏡接收到的“惠更斯”號發出的信號,科學家們有望恢復90%的風速測量數據。

參考資料 >

.國家航天局.2025-09-11

來自地球,為了土星:卡西尼20年歷程即將終結.新浪科技.2025-09-11

歐航局稱“惠更斯”發回照片可能丟失350張.北方網.2025-09-11

“惠更斯”完成使命土衛六像40億年前地球.中國科學院.2025-09-11

惠更斯號登陸土衛六始末.中國科學院.2025-09-11

勇敢的“惠更斯”和神秘的“土衛六”(圖).光明網.2025-09-11

“惠更斯號”探測器登陸“土衛六”10周年.新華網.2023-12-22

惠更斯號一鳴驚人 助歐洲航天局出一口惡氣.新浪科技.2025-09-11

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