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卡西尼號飛船的絢麗一生:工程師們深情回顧歷程

2017/10/2 23:04:27 來源:網(wǎng)易科技 作者:過客 責(zé)編:騎士

10月2日消息,當(dāng)卡西尼號飛船向地球發(fā)送回最后的信息并且開始最后的死亡之旅時,美國的西海岸天還未亮。在NASA的噴氣推進(jìn)實驗室中,科學(xué)家和工程師們聚集到了任務(wù)控制室,而其他人則在加州理工學(xué)院的校園中觀看衛(wèi)星信號。當(dāng)?shù)貢r間2017年9月15日早上4:55,這顆小型軌道衛(wèi)星結(jié)束了自己的使命。

噴氣推進(jìn)實驗室的Brent Buffington在過去六年半時間里一直為卡西尼號規(guī)劃飛行路線,他聲稱:“我把卡西尼號視作一個未嘗敗績的拳手或者棒球運動員,在賽季末結(jié)束了職業(yè)生涯。它是時候離開了?!?/p>

然而,即使卡西尼號在沖入土星稠密云層的時候,也為科學(xué)做出了最后的貢獻(xiàn)。在它走上自我毀滅之路時,它也開始首次深入調(diào)查土星的大氣層,這是它的使命。自從2004年它抵達(dá)土星環(huán)之后,就為我們展現(xiàn)了土星及其衛(wèi)星的驚人景象。卡西尼號任務(wù)也延長了不止一次而是兩次,這就讓卡西尼號有更多的時間探索土星的秘密。

卡西尼號的探索也并不局限于土星,它在土星最大的衛(wèi)星土衛(wèi)六上發(fā)現(xiàn)了甲烷和乙烷湖,這是已知地球之外唯一存在的液體湖??ㄎ髂崽柌粌H揭開了這些星球上的奇怪地貌,還在冰冷的土衛(wèi)二南極發(fā)現(xiàn)了間歇泉現(xiàn)象,揭開了隱藏在冰冷地殼下的液體海洋。

這些觀測結(jié)果幫助我們確定太陽系中遍布擁有海洋的世界,生命可能在這些世界進(jìn)化,甚至在遠(yuǎn)離太陽的星球上繁榮昌盛。最終NASA為土衛(wèi)二和土衛(wèi)六考慮,決定強(qiáng)制卡西尼號毀滅。這兩顆星球都有生命進(jìn)化的條件,而且科學(xué)家們希望在未來的任務(wù)中探索可能存在的生命跡象??茖W(xué)家們最大的擔(dān)心就是地球上的細(xì)菌會污染這種類型的星球。

Buffington稱:“很可能卡西尼號飛船上攜帶的地球細(xì)菌污染會這些原始世界?!币虼怂蛯?dǎo)航團(tuán)隊坐下來商討如何在保持這些原始世界干凈的同時,讓卡西尼號獲得最大的科學(xué)探索成果。

導(dǎo)航團(tuán)隊探索了卡西尼號飛船在燃料耗盡時幾條可能的飛行軌道。它可能永久圍繞土星軌道運行,并且在未來幾年繼續(xù)為我們發(fā)送回土星的信息。它也有可能沖進(jìn)土星環(huán),讓我們了解其中的景象。它也有可能墜毀到土星的一顆衛(wèi)星上,或者離開土星飛往另外一顆巨大的星球或外層太陽系的古怪小行星。

每一種可能都被提出來,科學(xué)團(tuán)隊從中尋找安置卡西尼號飛船的最佳方法,從而讓卡西尼號飛船的最后幾天實現(xiàn)最大的價值。最終沖入土星環(huán)的方法被很快選了出來。試圖證實哪一種方法能夠保證卡西尼號不會墜落到土衛(wèi)六或者土衛(wèi)二是不可能的。探索另外一顆星球的方法也被放棄,因為關(guān)于土星我們?nèi)杂性S多等待解決的問題。

雖然永久圍繞土星運轉(zhuǎn)聽起來不錯,但那也是個大問題:土衛(wèi)六有可能引發(fā)混亂,未來有一天可能讓卡西尼號墜入其中一顆宜居衛(wèi)星。因此研究團(tuán)隊決定利用土衛(wèi)六的力量。Buffington在2012年離開了這個任務(wù),但是現(xiàn)在返回了噴氣推進(jìn)實驗室來見證卡西尼號飛船的終場表演。他聲稱,最大的突破就是我們意識到土衛(wèi)六能夠成為我們的勞力。工程師們可以利用的是,當(dāng)小物體從較大的移動物體旁經(jīng)過時,引力會讓小物體的路線發(fā)生改變,科學(xué)家也能夠借此做出推斷和預(yù)測。

他說道:“土衛(wèi)六的單次引力吸引就能夠讓卡西尼號離開整個星環(huán)系統(tǒng),讓它繞開危險區(qū)域,并且在土星和它的星環(huán)之間飛行?!痹诳ㄎ髂崽栵w船毀滅的五年前,導(dǎo)航團(tuán)隊就繪制出了卡西尼號的最終軌道圖。每隔10個周,他們就會向飛船發(fā)送一組導(dǎo)航指令。他們無法追蹤過程,但是他們能確定卡西尼號收到了指令。

噴氣推進(jìn)實驗室實時飛行操控部門的負(fù)責(zé)人David Doody稱:“他們交給我們參考軌道,然后我們操控飛船飛行?!盌oody和7位工程師輸入指令讓飛船在恰當(dāng)?shù)臅r機(jī)運行。雖然他們幫助卡西尼號進(jìn)入正確的軌道,但是土衛(wèi)六和它的巨大引力才是執(zhí)行任務(wù)的主要擔(dān)當(dāng)者。

Doody稱,如果卡西尼號在一條高速路上航行,工程師們將確??ㄎ髂崽栐谡_的車道上行駛,而巨大的土衛(wèi)六就像是離開的匝道。在4月份卡西尼號飛船撞向土星的命運已經(jīng)不可避免,當(dāng)土衛(wèi)六的引力引起卡西尼號軌道發(fā)生最后一次偏移時,卡西尼號將直接撞向土星。即使此時任務(wù)操控者改變主意,也不足以讓卡西尼號逃離土衛(wèi)六引發(fā)的墜毀過程。

9月13日上午3:53,卡西尼號任務(wù)工程師Michael Staab向飛船下達(dá)了最后的指令。盡管卡西尼號飛船的路線已經(jīng)設(shè)定,最后一系列指令確定了它的命運。在卡西尼號飛船毀滅數(shù)小時前,Staab笑著說:“我是個無情的工程師。”在許多人用“她”來稱呼卡西尼號的時候,Staab提醒我們稱卡西尼號只是一個機(jī)器人,執(zhí)行著設(shè)定好的程序。

對于Doody來說,這并非是第一次見證自己喜愛的衛(wèi)星毀滅。在1994年,他向NASA的麥哲倫號飛船發(fā)出了最后的指令,指揮它沖進(jìn)了金星的云層中。雖然麥哲倫號需要一個簡單而特殊的指令自我毀滅,卡西尼號的最終之旅需要一系列漸進(jìn)式改變,而且耗費了近5年時間。Doody稱,這一次非常的優(yōu)雅。

當(dāng)卡西尼號沖入土星的大氣層時,Doody就站在加州噴氣推進(jìn)實驗室的任務(wù)控制臺前。Doody從最初就參與到這個任務(wù)中,他聲稱:“這個結(jié)局感覺既令人興奮又不可更改,這也是20年使命的終結(jié)。任務(wù)過程伴隨著血水、汗水和眼淚,現(xiàn)在一切都結(jié)束了,讓人有種從懸崖上跳下來的解脫覺?!?/p>

當(dāng)時Staab也站在控制臺前,他已經(jīng)連續(xù)工作了27個小時,而且是終場演出的支持工程師。他聲稱:“我對卡西尼號的離去感到悲傷,但是我對于它所獲得的成就感到自豪?!盉uffington并未在控制室,但是也在噴氣推進(jìn)實驗室內(nèi)。他聲稱自己對于卡西尼號飛船的命運沒有太大的情緒變化,但是他對于完成這項任務(wù)的科學(xué)家和工程師們感到非常欽佩。

他聲稱:“如果說有任何情緒摻雜其中的話,那就是我非常感謝那些建造飛船和執(zhí)行任務(wù)的工程師們,能夠讓我在其中留下自己的名字?!笨ㄎ髂崽栵w船在飛行控制器、工程師和土衛(wèi)六的共同參與下,結(jié)束了自己絢麗的一生。它為我們提供了土星系統(tǒng)的諸多信息,這將激勵我們在未來數(shù)十年內(nèi)繼續(xù)探索??ㄎ髂崽栵w船鼓舞著我們,讓我們所有人都不斷仰望星空并猜想那里究竟有什么。

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