惠更斯号

惠更斯号（英文名：Huygens)，是由欧洲航天局制造的一个太空探测器，也是卡西尼-惠更斯号项目的一部分。惠更斯号的主要任务是登陆土卫六，进行实地考察，包括调查其云层、大气层以及表面地貌状况‌。^[1][2][3]

1997年10月，“惠更斯”号由美国宇航局的“卡西尼”号飞船携带升空。^[4]在飞行了35亿公里后，2004年12月25日，^[2]惠更斯号登陆器正式与卡西尼号探测器分离，开始飞往土卫六。^[5]北京时间2005年1月14日18时13分，惠更斯号抵达了土卫六上空1270公里的目标位置，同时开启自身的降落程序。^[5]在离土卫六表面180公里的高度上，“惠更斯”号打开了直径为2.8米的飞行降落伞，同时启动了后防护支架弹出装置；在160公里的高度上，后防护支架完全弹出。^[4]飞行降落伞一打开，“惠更斯”号的仪器舱便开启，舱内安装的各种科研仪器随即开始工作，^[4]拍摄土卫六的表面照片，收集、分析土卫六大气的各项数据指标、将相关数据资料传给在土星轨道飞行的卡西尼号探测器并由其传回地球，惠更斯号的整个着陆过程持续2个小时15分钟。由于自身携带的能源有限，惠更斯号在登陆后约90分钟就结束了自己的探测使命，永远地留在了土卫六的表面。^[5]

惠更斯号探测器重319千克、直径约2.7米，外表像飞碟，前部装有一个防热盾，除配备3个降落伞外，^[4]还安装了6台测量压力、温度、风速、大气成分的仪器，为科学家们研究“土卫六”提供更加充分的数据。^[6]

卡西尼-惠更斯（Cassini-Huygens）探测器是一项主要由美国宇航局（NASA）、欧洲空间局（ESA）以及意大利航天局牵头实施的一项国际合作探测计划，全球有超过20个国家参与其中，这也是人类首个围绕土星运行的专门探测器。^[2]

该项目是基于两位17世纪的科学家而来：意大利的卡西尼（Jean Dominique Cassini） 以及荷兰的惠更斯（Christiaan Huygens），这两位科学家都对土星研究做出过重要贡献。卡西尼发现了4颗土星卫星，并发现了土星光环之间的环缝（卡西尼缝， Cassini Gap）；惠更斯则在1655年发现了土卫六，这便是着陆土卫六的探测器被命名为“惠更斯”号的原因。^[2]

1997年10月，“惠更斯”由美国宇航局的“卡西尼”号飞船携带升空。^[4]在飞行了35亿公里后，2004年12月25日，^[2]惠更斯号登陆器正式与卡西尼号探测器分离，开始了奔向土卫六的长达400万公里的行程。^[5]

经过20天的长途跋涉，北京时间2005年1月14日18时13分，惠更斯号抵达了土卫六上空1270公里的目标位置，同时开启自身的降落程序，准备穿越土卫六的大气层。在短短3分种的时间内，进入降落程序的惠更斯号登陆器的飞行时速由1万8千公里飞快降到1400公里。^[5]在离土卫六表面180公里的高度上，“惠更斯”号打开了直径为2.8米的飞行降落伞，同时启动了后防护支架弹出装置；在160公里的高度上，后防护支架完全弹出。^[4]

飞行降落伞一打开，便开启了“惠更斯”号的仪器舱，舱内安装的各种科研仪器随即开始工作，^[4]拍摄土卫六的表面照片、收集分析土卫六大气的各项数据指标、将相关数据资料传给在土星轨道飞行的卡西尼号探测器并由其传回地球。当到达土卫六上空120公里的位置时，惠更斯号打开了最后的小型降落伞开始进入最终的着陆土卫六地表的过程。北京时间2005年1月14日18点25分，位于美国西弗吉尼亚州的“绿堤”(GPT)射电望远镜终于捕捉到了来自惠更斯号的一个微弱信号，证实惠更斯号已经开始进入降落程序并正穿越土卫六的大气层。^[5]

惠更斯号的整个着陆过程持续2个小时15分钟，在此期间，登陆器上的6个探测设备分别收集了土卫六大气的各项数据，其中，“气象层质谱分析仪”收集分析大气组成，“降落摄影光谱无线电仪”拍摄气态甲烷照片和降落的全息摄影，并对“土卫六”的地表组成进行光谱分析。这些数据同惠更斯探测器上其他设备探测收集到的有关“土卫六”风场强度、温度、气压、电场和磁场等数据一起，经卡西尼号探测器发送回地球。15日0时19分，位于德国西部达姆施塔特的欧空局地面控制中心终于收到了惠更斯号发送的首批包括照片在内的各项数据。^[5]美国宇航局发布的第一幅照片是“惠更斯”号着陆之前，在距离土卫六表面16公里处拍摄的，在这张照片上，科学家们看到类似海岸线或运河的地势；另一幅照片则清楚地显示在“惠更斯”号登陆的地方，有类似地球岩石的白色石块和冰块，背景则是一望无际的灰蒙蒙地形。科学家们曾推测，土卫六表面是由液态甲烷组成的湖泊河流以及大大小小的冰块构成的，接收到的数据和照片也证明了这一点。^[4][7]

由于自身携带的能源有限，惠更斯号在登陆后约90分钟就结束了自己的探测使命，静静地、永远地留在了土卫六的表面。但由其拍摄、收集、传回的有关土卫六的地表特征、大气环境各项指数的科学数据已足够欧空局的科学家们“消化”几年时间的。由于土卫六大气的物理及化学成分与40亿年前的地球很相似，因此，科学家们希望通过对惠更斯号传回数据资料的分析研究，能够揭示土卫六的真实面目，探究地球生命的起源。除了照片和天气数据，“惠更斯”号还传来了土卫六大气层的声音信号。欧航局科学家马尔切洛·富尔基尼奥尼在会上播放了一个音频，它是由“惠更斯”号穿越土卫六大气层过程中进行的雷达测量转换而来的。^[5]

科学家完成对已接收到的照片和数据的分析需要花费几百名科学家一年的时间，但是经过1天多的分析，他们已经得出了3个结果：“土卫六”的大气主要由氮气和甲烷组成，密度比地球大气大，里面也有风暴，但似乎没有雷电，也没有氧气。科学家表示，没有氧气并不奇怪，因为“土卫六”地面温度很低，仅为零下180摄氏度，不可能有绿色植物。“惠更斯”着陆地点是一块平原，不是科学家猜测的由液态甲烷组成的湖或海，该平原过去可能被洪水冲刷过，形态类似沼泽地。周围的“石块”不是岩石，而是甲烷或水的冰块。“惠更斯”在进“土卫六”大气层时，与大气发生摩擦，产生类似发电机发出的声响。^[3]

惠更斯号探测器重319千克、直径约2.7米，外表像飞碟，前部装有一个防热盾，除配备3个降落伞外，^[4]还安装了6台测量压力、温度、风速、大气成分的仪器，为科学家们分析“土卫六”提供更加充分的数据。^[6]

惠更斯号着陆器上安装有6台设备。^[2]

参考资料：^[2]

“土卫六”的英文译名是“提坦”。按照古希腊神话所说，“提坦”是天神乌拉诺斯和地神该亚的后裔。“土卫六”由天文学家惠更斯于1665年发现，它是太阳系中惟一已知有云和稠密大气的卫星，也是土星最大的一颗卫星。“土卫六”的实体直径为5150公里，其体积比水星和冥王星都要大，是太阳系中仅次于木卫三的第二大卫星。“土卫六”绕行土星一周的时间相当于15.945个地球日。一般认为，它每公转一周，自转也正好一周，所以它总是以同一半球面对着土星。^[6]

欧航局科学项目负责人索思伍德表示，由于两个传输信道中有一个发生了故障，导致风速测量数据以及大约350张照片丢失。有人猜测，信道故障是因为在数据传输中扮演中继站角色的美国卡西尼号飞船程序编写发生错误。^[3]

按照设计，在降落过程中，惠更斯号向在它正上方运行的“卡西尼”母船发送了一系列信息，这些数据由“卡西尼”号暂时保存，到它正对着地球时再发给正在地面等待的科学家。惠更斯号使用两条通路向卡西尼号发送数据，而两条通路使用的微波频率略有不同。^[8]

在每一条通路中传送的信息都有备份，就象两个不同的电台广播同样的节目，因为这些信息是如此重要，如果丢失的话就太遗憾了。正是这种备份的设计才确保了这次探索任务没有遭受失败的命运。卡西尼号拥有两个不同的接收器，用于收集惠更斯号发来的数据。可是，其中一个接收器没有启动。原因其实很简单，在整个任务期间，A通道接收器压根就没有开通，因为地面科学家根本就没有向它发出“开通”指令。这是欧洲航天局的责任。需要向卡西尼号发出的所有指令由都科学家事先编写好了软件指令程序，美国喷气推进实验室向卡西尼号发送的与惠更斯号任务有关的所有指令都由欧洲航天局编写。^[8]

但索思伍德排除了飞船程序编写错误这一猜测。他表示，欧航局对发生的一切承担责任。不过，根据全球各地的18台射电望远镜接收到的“惠更斯”号发出的信号，科学家们有望恢复90%的风速测量数据。^[3]