)卡西尼号
摘要：
卡西尼号(Cassini)是卡西尼—惠更斯号的一个组成部分。卡西尼—惠更斯号是美国国家航空航天局、欧洲航天局和意大利航天局的一个合作项目，主要任务是对土星系进行空间探测。卡西尼号探测器以意大利出生的法国天文学家卡西尼的名字命名，其任务是环绕土星飞行，对土星及其大气、光环、卫星和磁场进行深入考察。卡西尼号(Cassini)是卡西尼—惠更斯号的一个组成部分。卡西尼—惠更斯号是美国国家航空航天局、欧洲航天局和意大利航天局的一个合作项目，主要任务是对土星系进行空间探测。卡西尼号探测器以意大利出生的法国天文学家卡西尼的名字命名，其任务是环绕土星飞行，对土星及其大气、光环、卫星和磁场进行深入考察。
提问 编辑摘要卡西尼号等离子体分光计(CAPS) ：用于探测土星的电离层和磁场。
宇宙尘埃分析仪(CDA) ：用于探测土星附近的宇宙尘埃。
复合红外分光计(CIRS) ：用于测量被测物体的温度和成分。
离子和中性粒子质谱仪(INMS) ：用于探测土星附近的离子和中性粒子。
成像科学子系统(ISS) ：用于拍摄照片。
双重技术磁场强度计(MAG)
磁场成像仪(MIMI)
无线电探测和测距仪(RADAR)
无线电波和等离子体波科学仪器(RPWS)
无线电科学子系统(RSS)
紫外成像摄谱仪(UVIS)
可见光和红外线测绘分光计(VIMS)
(一)发射
1997年10月15日，“卡西尼”号发射升空，以12.4千米/秒的速度摆脱地球引力向太空飞去。但“卡西尼”号却没有对准远离太阳的土星轨道，而是“南辕北辙”，向地球公转轨道的内侧飞去，原来它是去金星借力去了。金星是距地球最近的行星，平均距离约4150万千米，作为探测器借力的第一站最为合适。
“卡西尼”号的发射时间也是经过精心安排的，以便它在合适的时候、以适当的角度与金星会合，借到金星的引力。“卡西尼”号发射后要通过霍曼转移轨道恰好飞越金星上空，而它飞越时金星又要恰好处于太阳的东北方向(从地球上看去)，以便“卡西尼”号借力后顺势向太阳系外侧飞去。
(二)飞向金星
“卡西尼”号1997年10月15日发射升空时，金星正好在与地球相对位置的太阳另一侧(这叫“上合”)，“卡西尼”号离开地球之初以约26千米/秒的速度(探测器离开地球后的速度是以太阳为参照系计算的)向金星轨道飞去，由于是顺着太阳引力场方向飞行，“卡西尼”号的速度在渐渐加快，最终达到了约37千米/秒。
(三)第一次金星借力
1998年4月26日，“卡西尼”号在金星上空300千米处第一次掠过金星，获得了3.7千米/秒的加速。使其速度从37.2千米/秒增加到40.9千米/秒。另外，“卡西尼”号之所以和金星这么近距离的接触，是因为它想从金星的这次引力助推中获得更大的转弯角，一般而言，在近处慢速飞越一行星，比在远处快速飞越时所产生的转弯角大得多。当“卡西尼”号飞出金星的引力范围时，不仅速度增加了，而且还被金星的引力改变了飞行方向，往太阳系外侧飞去。
(四)第二次金星借力
在“卡西尼”号和金星擦肩而过后，增大的速度能支持它飞到离太阳更远一些轨道，怎奈金星引力实在太小了，“卡西尼”号无法借助一次的引力助推把自己送到更高一层的行星轨道上，因此当“卡西尼”号在1998年12月飞至地球轨道与火星轨道之间后，速度又渐渐变慢，再次被太阳引力拉回内侧，并且在1999年6月24日再度回到金星轨道，再一次藉由金星的引力加速。
(五)回到地球借力
在科学家的精密计算里，也许这样还不够支撑“卡西尼”号到达外行星，于是，“卡西尼”号下一个借力目标是地球和木星。因此，在第二次借力前，要计算好金星与地球之间的霍曼转移轨道，同时还要一并计算此后“卡西尼”号从地球到木星的霍曼转移轨道。这样才能不差分毫地从金星到地球再到木星进行连贯借力。
第二次飞掠金星后，经过两个月的时间，“卡西尼”号在1999年8月18日飞掠地球，在获得了地球的引力加速后，最终告别地球，独自奔向了寒冷而漆黑的外行星际空间。2000年1月，它成功穿越荆棘丛生的小行星带。
(六)木星借力
2000年12月，“卡西尼”号在距木星约1000万千米处飞掠。木星太大了，如果条件合适，对它进行绕越飞行的航天器，可能会在它强有力的助推下永远飞离太阳。因此对于飞往土星的“卡西尼”号，木星的加力绝对是不可或缺的。最后，它才向真正目的地土星飞去。
(七)终于来到土星
2004年5月18日，来自土星的引力首次超过来自太阳的引力，“卡西尼”号正式进入土星系； 2004年7月1日，“卡西尼”号开始了进入土星轨道扣人心弦的“最后一跳”：为了不被土星重力场“捕获”而直坠土星，它启动了减速火箭，进行了最后一次关键性减速，时间长达96.4分钟。随后，“卡西尼”号成功进入预定轨道，成为土星的第一颗人造卫星。
“卡西尼”号在这次漫长的7年飞行过程中定位精准，所进入的土星轨道非常接近原计划轨道。这么复杂的加速、飞行路线，就决定在开始发射的那一瞬间，发射的方向和力量都要计算得准确无误，而且向金星、地球、木星借力的时间、位置都要一次性计算完成，科学家的精准计算真是令人感慨！这里，还要感谢人类的一份幸运，因为太空中随便哪个不期而遇的小石块都可能把卡西尼撞得粉碎。
全面探测土星家族
“卡西尼号”在环绕土星运行的4年中，将近距离地纵览土星全貌，对土星和它众多的卫星进行全面考察。“卡西尼号”从2004年1月起，就开始拍摄土星家族全面、完整的照片和电影。“卡西尼号”携带的照相机，比哈勃太空望远镜上的同类照相机性能更好。
在临近入轨之前，6月11日，它对土卫九进行了探测，拍摄了这颗卫星极其清晰的照片。土卫九是土星距离最远的一颗卫星，半径110千米，科学家猜想它是被土星俘获的一颗小行星。“卡西尼号”在离开它2000千米处经过，对它的质量和密度进行了测量。
2005年2月17日，“卡西尼号”将在离开土卫二1179千米处经过，而同年3月9日，距离更近到499千米。土卫二半径250千米，表面非常明亮，几乎能反射百分之百的阳光。科学家怀疑它的表面是光滑的冰层，“卡西尼号”将探测它的磁场，以判断它的表层下面是否有含盐分的水存在。
2005年4～9月，“卡西尼号”的轨道将从土星赤道面改变到与这一平面成22度夹角，居高临下对土星光环和大气进行测量，进一步探测光环结构、组成光环的物质粒子和土星大气物理特性。
2005年9～11月，“卡西尼号”将逐个接近土卫四、土卫五、土卫七和土卫三，分别对它们进行观测。土卫四半径560千米，土卫五半径870千米，它们的外表很像我们的月亮，密布环形山。土卫七位于土卫六与土卫八之间，形状不规则，最长处直径175千米，很像一颗小行星。土卫三半径530千米，密度和水一样，很可能是一个冰球。
2006年7月到2007年7月，“卡西尼号”将系统地监视和拍摄土星、土星光环、土星磁层的图像。2007年7～9月，它将再次拍摄土星及其家族的电影，并在9月10日到离开土卫八约1000千米处对土卫八进行观测。土卫八半径为720千米，其表面一面颜色很暗，另一面却接近白色，很为奇特。
2007年10月到2008年7月，“卡西尼号”将逐步地进一步增大轨道与土星赤道平面的夹角，最后达到75?郾6度。这样，“卡西尼号”就能更好地观测土星的光环，测量远离土星赤道平面处的磁场和粒子、监视土星的两极地区和观测土星极光现象。其间，在2007年12月3日和2008年3月12日，它将两次接近土卫十一，分别在离开土卫十一6190千米和995千米处对这颗卫星进行观测。
随着“卡西尼”号飞船成功进入土星轨道，太阳系第二大行星周围首次多出了一颗人造“卫星”。“卡西尼”号的探测被认为是迄今实施的最为复杂的行星际探测计划，它为期至少4年的近距离观测，不仅将加深科学家对土星的了解，也有助于揭开地球和生命形成的秘密。
4年中围绕土星运行76周
按计划，“卡西尼”号在未来4年围绕土星运行76周的过程中，将52次“亲近”土星的7颗卫星。其中，对土星最大的卫星———土卫六的探测尤其让人期待。“卡西尼”号在4年中将45次飞经土卫六表面约950公里的上空，并计划向这颗卫星投下“惠更斯”号探测器。科学家认为，人类可能会在土卫六上找到地球如何形成有利于生命生长环境的线索。
“惠更斯”号探测器计划于12月25日脱离“卡西尼”号，飞往土卫六。探测器将于明年1月14日穿过土卫六外围大气层，展开降落伞着陆，并对土卫六进行两个半小时的科学探索。探索结果将通过“卡西尼”号，传回给地球上的科学家。如果“惠更斯”能按计划成功着陆，它将是首个在月球以外的一颗天然卫星上登陆的人造探测器。
地球和土卫六大气层中富含氮
在太阳系各大行星及其卫星中，只有地球和土卫六大气层中富含氮。据推测，早期地球上也许存在大量类似甲烷的碳氢化合物。科学家们说，土卫六上可能冷藏着很多化合物，一些类似化合物也许在生命诞生之前就存在于地球上。甚至有科学家认为，“卡西尼”以及“惠更斯”的探测结果将会显示，土卫六将比现阶段的地球与早期地球更为相似。
参与这次探测计划的欧洲航天局科学家让。皮埃尔。勒布雷顿说：“在某种意义上，‘卡西尼’号和‘惠更斯’号就像时间机器一样，带我们去探测以前从来没有见过的世界，那个世界就像45亿年前我们的地球。”
第一次金星引力助推时间：1998年4月26日
助推高度：337千米
助推前速度：37.2千米／秒
助推后速度：40.9千米／秒
引力助推速度：3.7千米／秒
金星第二次引力助推时间：1999年6月24日
助推高度：598千米
助推前速度：39.2千米／秒
助推后速度：42.3千米／秒
引力助推速度：3.1千米／秒
(以下是逆太阳引力场方向飞行，速度渐慢)
地球引力助推时间：1999年8月18日
助推高度：1166千米
助推前速度：35千米／秒
助推后速度：39.1千米／秒
引力助推速度：4.1千米／秒
木星引力助推时间：2000年12月30日
助推高度：1000万千米
助推前速度：11.6千米／秒
助推后速度：13.7千米／秒
引力助推速度：2.1千米／秒
入轨土星轨道时间：2004年7月1日
卡西尼(Giovanni Domenico Cassini, 1625–1712)：天文学家1625年6月8日生于意大利佩里纳尔多，1712年9月14日卒于法国巴黎，1666年他测定火星自转周期为24小时40分(误差约3分)；1668年公布第一个木星历表，1679年发现土星光环中间有一条暗缝。1683年起,他系统观测和研究了黄道光。
