文/本报记者张咏晴任荃通讯员江泽淳

　　“卡西尼”号探测飞船在北京时间7月1日中午成功进入土星轨道。本报记者在中科院上海天文台研究员傅承启、王家骥的悉心讲解下，跟随实况转播记录了这精彩的96分钟。

　　顺利穿越土星光环缝隙

　　美国加州时间6月30日子夜，美国国家宇航局（NASA）喷气推进实验室内却一片灯火通明，每个人都在屏息等待：土星之旅的重要一刻即将来临。

　　此前，“卡西尼”号已经由下而上，顺利穿越了土星光环缝隙。在这条充满冰块和悬浮微粒的“危险通道”中，飞船聪明地转了个身，把原先用于通信的盘状天线作为“安全头盔”，以达到自我保护作用。

　　接下来，高速冲刺的“卡西尼”号开始了入轨前的准备工作――启动主发动机，利用反向作用力稳步“刹车”，把自身的速度从每秒24.4公里降至每秒620米。

　　“卡西尼”号今天的任务表早在7年前已经排定，现在看来它的状态非常好。”现场专家、NASA推进器工程师马丁信心十足地说。他介绍，为保证点火过程万无一失，飞船拥有主次2个引擎，此外，它还随身携带了3100公斤燃料，其中一半将用于今天的启动。

　　点火！10时36分，飞船头部喷射出一股烈焰，喷气推进实验室现场一片欢腾。

　　两度与地球失去联络

　　然而，点火只是一个开始。科学家们的心依然悬在半空：发动机会不会在96分钟后准时关闭？探测器能不能在恰到好处的时候转弯？用实验室负责人米切尔的话说：“一切容不得半点差错。”否则，这艘造价33亿美元的飞船将面临两种厄运：冲向土星大气层撞毁，或者与目标擦肩而过。

　　更令人心焦的是，在穿越土星光环和点火过程中，“卡西尼”号两度和地球失去联络。原因是飞船的天线背向地球，造成了通信“盲区”。现场弥漫着一股紧张的气氛，每一秒都显得如此漫长。好在，25分钟后，“卡西尼”号重新出现了。

　　成为土星的“人造卫星”

　　飞船的速度越来越慢。12时12分，主发动机准时熄火。在土星重力之“手”的捕捉下，飞船终于投入了土星的“怀抱”，成为它的一颗人造卫星，开始沿环绕土星的轨道飞行。

　　实验室里一片热烈的掌声。科学家们互相击掌、彼此拥抱，如同一群快乐的孩子。北京时间昨天晚上8时，地球收到了“卡西尼”号发回的第一批土星光环照片。

　　事实上，这部精彩的土星“探险大片”只不过刚刚拉开序幕。“卡西尼”号携带了12种不同的科学仪器，未来的4年，它将绕土星飞行76圈，发回85万张照片。它携带的“惠更斯”号探测器更将于明年1月着陆土卫六，对它展开全面考察。

　　资料　泰坦，原始地球的缩影

　　意在土卫老大泰坦

　　“卡西尼”号此次土星之旅的最大兴奋点不在土星，而在土卫六，31颗土星卫星中的老大―――泰坦。在众多卫星世界里，人类已知的既可能有液态水又有有机分子的卫星只有泰坦。因此，科学家把泰坦视为原始地球的缩影，或是研究早期地球最好的实验室。

　　明年1月15日着陆泰坦

　　按计划，“卡西尼”号将于今年12月离开土星飞往泰坦。在环绕泰坦飞行44圈之后的12月26日，“卡西尼”号上的子探测器“惠更斯”舱将与“母体”分离，并于明年1月15日向泰坦表面下降。“惠更斯”舱进入泰坦大气层后，将依靠降落伞缓缓着陆，预计整个过程需要2个半小时。

　　重达318公斤的“惠更斯”舱装备十分精良，携带了6种仪器。其中除成像设备外，还有色质谱仪、大气结构仪、多普勒测风仪，以及记录沿途声音的麦克风等。它们负责在降落过程中收集泰坦大气的温度、密度、压力、成分等数据，并通过“卡西尼”号将天外来声传回地球。

　　大气成分与地球相像

　　虽说泰坦的表面温度仅为零下178℃，但它的大气成分与地球很相像，最多的是氮气，其次是甲烷和氩。而在整个太阳系，以氮气为主的星球只有地球和泰坦。人类至今不很清楚泰坦表面的情况，天文学家估计很可能是由水冰的陆地与碳氢化合物的湖泊混杂而成，也可能存在一些类似地球上的碳酸盐岩石。此外，科学家猜测泰坦表面可能有水，不过是以冰的形式出现，也不排除地表深处可能存在液态水。同时，他们还在泰坦大气中找到一氧化碳和二氧化碳的痕迹，所有这些都使科学家联想到45亿年前的地球。

　　就目前情况看来，泰坦似乎比木卫二更像地球，也许它才是太阳系内找到地外生命的最佳地点。

　　回放　太空七年只为四处借力

　　“卡西尼”巧用“引力跳板”

　　自1997年10月15日告别地球，“卡西尼”号漫长而曲折的太空飞行足足耗费了7年。令人不解的是，土星距离太阳14亿多公里，只是日地距离的10倍左右，“卡西尼”号怎么会飞这么久？原来，现今的运载火箭还不能将6吨的太空船直接运送到土星，因此，想要飞到那里，太空船就得向“引力跳板”借力。

　　所谓“引力跳板”，就是太空船借助大行星的引力提高自己的飞行速度，以此克服太阳引力，飞得更远，它能使太空船十分巧妙地从行星那里借到动量和能量。

　　“卡西尼”号起飞后并未直接飞往土星，反而直奔太阳。头两年，它绕太阳转了两圈，每次都特意与金星“碰面”，顺便汲取动力。第一次是在1998年4月26日，距离金星仅287公里；第二次则在1999年6月24日，它在金星头顶600公里处飞过。两次交会，“卡西尼”号足足省了75吨燃料。此后，它又先后从地球上空1170公里和木星上空1万公里处飞过，借足了飞抵土星的能量。2000年12月，当“卡西尼”号掠过木星后，才真正踏上了飞向土星的旅程。

　　有趣的是，重达5.7吨的“卡西尼”号堪称探测器中的“巨无霸”，但在发射升空后，它所携带的燃料仅3吨。一路上，“卡西尼”号时刻“省吃俭用”，平日靠惯性飞行，只有在修正轨道时才动用少许。

　　专家解答热点问题

　　“卡西尼”号为什么不登陆土星

　　问：我注意到，“卡西尼”号探测器的计划只是绕土星飞行，它为什么不登陆土星？

　　答：因为土星本身是一个“气球”。它的大气层厚达几万公里，内核很小。既然表面没有陆地，飞船也就无法登陆了。即使飞抵土星，飞船也可能被它巨大的气压所挤扁。

　　虽然这次不会深入土星大气，但明年1月，飞船携带的“惠更斯”号探测器将登陆土星最大的卫星――土卫六。土卫六与40亿年前冰天雪地的地球有些相似，希望它能带给我们惊喜。

　　人类有朝一日能够到达土星吗

　　问：人类已经登上月球，并计划于最近一二十年内进军火星。那我们人类有可能到达土星吗？

　　答：人类到土星上去是不可能的，也没有这个必要，因为土星不是固体星球。当然，派遣宇航员前往土星环绕它飞行和观测的计划是可能的，也迟早会实现，只是现在还面临许多不能解决的问题：

　　第一，飞行时间太长，宇航员的日常生活怎么办？

　　第二，如前文所说，飞船无法在土星上着陆。

　　第三，“卡西尼”号探测器买的是一张“单程车票”，再也无法回到地球，而对于宇航员来说，安全返回是第一位的。

　　王家骥研究员

　　傅承启研究员本报记者谢震霖摄