纪录片解说词丨BBC《行星》第4集：太阳系远端的生命

在温暖的内太阳系之外，在气态巨型星木星之外，在远离太阳的寒冷空间里，土星运行其中，这颗行星因拥有近30万公里宽的固态冰质行星环，而显得极为独特，这里的数万亿块冰在引力的作用下，被塑造成了太阳系中最令人赞叹的奇观之一。

布莱恩·考克斯教授：地球上的水有多种形态，海洋，云雾和河流，而结晶态的冰却是最美丽的一种，这里的冰成为地球上的一道景色，但在土星所处的太阳系外层，冰的储量极为丰富，以至于成为了基础的构造材料，在太阳系中没有比土星的冰环更美丽的景象了，它就像是上帝把雪片轻轻撒在了引力场上让我们观赏，但如此精致的景象，怎么会是如此简单的事物创造的呢，其实科学一贯都是如此，现象中蕴含着真理之美。

土星是太阳系中一颗经理过最剧烈转变的行星，它经历过毁灭，经历过创世，这颗行星上存在众多隐秘的世界，那里或许可能存在着生命的第二个家园。

（太阳系远端的生命）

设想一下一颗表面无处立足的星球，那里只有无尽的气体。

（土星）（距离太阳14亿公里）

与地球相比，土星实在太特别了，人们很难想象二者是以相同的物质形成的，但如果回到足够久远的过去，土星则看上去与地球惊人的相似。

（46亿年前）

土星诞生之初是一个由岩石和冰构成的小世界，它在太空中无序地翻滚着，和地球火星金星和水星一样，土星也开始了融合聚集生长的过程，但与太阳系内层的行星不同，土星是在我们称之为雪线的太阳系外缘形成的，那里距离太阳过于遥远，十分寒冷，水只能以固态形式存在，数以万亿计的冰晶颗粒就像岩石一样为行星的形成提供了不计其数的额外材料，在引力的作用下，大量的冰和岩石相互碰撞，结合在了一起，这使得年轻的土星变得越来越大。

布莱恩·考克斯教授：关于太阳系中行星的形成过程，人们对其中的细节还不完全了解，这是科学研究的前沿课题，因为那毕竟是在45亿年前发生的事，不过很可能的是土星曾经是一个由岩石和冰构成的世界，其质量可能是地球的10倍到20倍，也许在你的梦境里 能想象出自己站立在土星上的类似情景，但是由于它巨大的质量和在太阳系中所处的位置，土星的这种岩冰形态并没有持续多久，随着时间的推移，土星变成了一颗截然不同的行星，在新的行星形成的区域里，不仅有冰和岩石，还有大量的气体，土星的大气层开始成形，但其规模远不是地球的大气层能比拟的，只有从太空中看去你才会真正意识到地球的大气层是多么薄。

（地球）

（大气层厚度 100公里）

太阳系内层的其它行星情况也基本相似。

（火星）

（大气层厚度  80公里）

（金星）

（大气层厚度  120公里）

尽管厚度较薄这些行星的大气层却能够对行星的地表施加强大的作用力。

布莱恩·考克斯教授：在地球上只要用一个密闭容器你就能看到大气压力的威力，人们很容易忽略大气层的重量，我们头顶上方有一根大约100公里长的空气柱，其中有大量的气体分子它们会产生压力，通过这个瓶子的变化，我们就能见识到大气的压力了，我们把瓶子灌满了山顶海拔3000米处的空气，那里的大气密度要低25%，相较于海平面而言，所以当我们下降时，瓶外的大气压就会增加，而瓶内的气压等同于山顶的情况，所以我们可以直观地看到大气压力的作用，瓶子被压扁了，这就是物理效果，很厉害吧。

仅仅几百米落差的大气压就能压扁一个瓶子，如果大气层足够大的话，就能改变整个星球的面貌。

（46亿年前）

在土星诞生后的几百万年里，它依靠聚集岩石和冰，尽可能地变大，现在它转向了另一种物质材料，太阳形成时残留下来的氢气和氦气，这两种气体质量太轻，太阳系内层体积较小的行星无法束缚它们，但土星的巨大质量所形成的强大引力却足以让它们聚拢过来，数以万亿吨计的氢气和氦气，开始包裹在这颗行星的表面，随着新大气层的增长，它也改变了下方的行星地表，气体重量所产生的巨大压力使得岩石和冰的温度急剧上升，这颗行星开始放出光芒。

布莱恩·考克斯教授：当土星成年时，其表面的压力达到了地球大气压力的1000万倍，在如此大的 压力下，物种的表现也变得怪异起来，地表的概念已经毫无意义了，土星从一颗寒冷的岩石行星变成了完全另类的行星（小小台词君），气态巨行星。

土星变得极其巨大，可以容纳近5000颗相当于地球大小的星球，但这颗巨大的原始行星与我们现在所看到的土星全然不同，要了解土星是如何形成的，我们就必须发射探测器近距离地观测它。

（“旅行者”号）（1977年）

点火成功，泰坦四号运载火箭升空，它搭载了两个“旅行者”号探测器中的第一个人类的触角，将前所未有地伸向太阳系的深处。

（65000个独立部件）

（造价8·65亿美元）

返回报告显示两部大功率火箭发动机运转良好，每部发动机能产生120万吨的推力。

（“旅行者”2号）

（前往土星的时间  4年）

返回的导航数据表明航向完全正确。

它到了。

“旅行者”2号在太空经过长达4年的飞行后终于抵达了土星，它比预计时间到得稍早了些，准确地说早了2·7秒，航程达到了16亿多公里。

“旅行者”号探测器让我们第一次详细地观测到了土星，得以高分辨率展现这颗行星的真面目。

我们收获了大量的照片“旅行者”2号拍摄了上万张土星及其行星环和卫星的照片。

这是我们第一次有机会详细研究土星的巨大大气层。

土星本身是由氢和氦构成的，在这里我们看到了奇异的气象现象。

“旅行者”号明确显示土星的上层大气，几乎完全是由氦气和氢气构成的，在早期的太阳系中，这两种气体极为丰富，但这个一度混乱的大气层，现在形成了复杂的天气系统，其中有一个现象最令“旅行者”号研究团队感到意外，云层中有一个巨大的六边形结构，大到足以容下整个地球，而且几乎是地球的4倍以上，土星的大气层显然要比我们所想象的更奇异，更具活力，大气层是最壮观最复杂的行星环境之一。

很少有人能这样观赏阿尔比斯山，真的，真是太棒了，我还担心你会晕机，太壮观了，很好玩伙计。

布莱恩·考克斯教授：确实很好玩。

所有行星的大气层都有其独特之处，但是它们的驱动力和内部的天气系统究竟如何，就要取决于它们在太阳系里的位置了。

布莱恩·考克斯教授：地球上的大部分天气都是由太阳的热量驱动的，阳光加热了下面的地表，使得贴近地面的空气升温，然后膨胀，也就是说大气密度会下降，热空气上升，这样就形成了热气流，也就是地表空气到高层大气的能量运动，我们现在滑翔所利用的就是热气流，所有这些美丽的天气都是由太阳驱动的阳光加热大地使空气流动起来，所有我们实现了航行，航行于这美丽的翻滚的流动的空气之中。

但是在太阳系中更加遥远的行星上，大气的驱动力就不会是太阳了。

布莱恩·考克斯教授：土星上的大气已经存在40多亿年了，可是土星距离太阳非常遥远，所以那里的天气系统不主要依靠太阳的热量驱动。

而土星上却有着太阳系中最猛烈的风暴，土星上的光照强度几乎只有地球上的百分之一，这意味着驱动土星天气的是其它因素，土星大气中的巨型复杂结构也是如此，通过研究土星云顶及其巨大的风暴系统，我们现在可以对土星大气层下面的奇异世界进行大举推测，判断这颗星球的能量来源，在上层大气之下大量的水汽云叠涌堆积，威力比地球上强一万倍的闪电，照亮了天空，闪电将甲烷气体变成了大片的烟灰云，越向下压力越大，这些碳灰很可能会被转变成钻石，但即便是这些钻石最终也会瓦解与土星的压力，最终液化，要到达土星表面4万公里以下才能看到它最大的能量来源，这里的压力非常之高，气体的表现就像是液态金属，熔化的氦气如雨般在氢气中落下，释放出惊人的热量，我们认为这是一种非常特殊的热源，始终在为土星的天气提供着动力，在土星诞生后的几亿年里，它的生活跌宕转折，在之后的十几亿年间，它几乎没有变化，与过与我们现在所看到的土星仍有很大的不同，随着时间的推移，土星的巨大规模又将导致另一个标志性的转变。

布莱恩·考克斯教授：土星是一颗以行星环为特征的行星，如果让一个孩子画一颗行星，他们画的很可能会是土星的样子，如果近距离观察就不会觉得土星环很精巧，它们是由数以万亿计的冰晶构成的，大部分冰晶都和雪花差不多大，但有些却有房子那么大，如果我们用望远镜观察就会发现土星环的反光率很高，它们反射太阳光的能力和土星本身差不多，但是这就出现了一个有意思的问题，因为太阳系里遍布着尘埃，假若一颗冰晶在这里停留一段时间后都会变脏，然后反光率就不会很强了，就不会那么明亮了，那么问题来了，为什么土星环的反光率会这么高呢。

答案来自最大胆最成功的一次太阳系外层飞行计划。

54321“卡西尼”号探测器升空，踏上长达16亿公里前往土星的旅程。

（“卡西尼”号探测器）

（1997年）

火箭已离开发射塔，点火20秒所有系统正常。

“卡西尼”号探测器将近距离研究土星，土星环及其卫星，从而寻找土星起源的新线索。

所有系统继续运行。

“旅行者”号探测器只在土星附近逗留了几天，然后就飞驰而过了，而“卡西尼”号探测器则旨在进入土星轨道。

火箭助推器已脱离，速度约为每小时5600公里。

它将对土星做长达数年的探索，“卡西尼”号的质量比“旅行者”号要大很多倍，它必须沿另一条路线才能进入土星附近的轨道，为了节省燃料，它飞越了多个行星，借助行星引力弹射完成加速和航向调整，整个行程需要7年时间。

6号站“卡西尼”号。

当“卡西尼”号终于接近目标时，它正以每小时近10万公里的速度飞行，必须以非常精确的方式完成减速。

——待更——

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