20年间穿越35亿公里到达土星，卡西尼号“自杀”前留下的珍贵画面

北京时间9月15日19时55分，围绕土星飞行了13年的卡西尼号（Cassini）在全速冲进土星大气层的过程中汽化消失。

这是卡西尼号的最后一项任务，代号“大终章”（Grand Finale），为了防止飞船燃料耗尽后失去控制，破坏土星卫星们的原始环境，美国宇航局（NASA）的科学家们决定让它主动坠向土星。

在卡西尼号信号消失的那一刻，屏息瞩目的NASA科学家们全体起立鼓掌，激动相拥。

1997年，卡西尼号发射升空，用七年时间穿越35亿公里，于2003年最终抵达土星轨道。在那之后的13年间，它为我们带来了土星光环和土星极地风暴的视觉盛宴，连同一大批宝贵的科学发现，包括充斥甲烷的峡谷、冒泡的湖泊，以及将土星卫星整个包围的海洋。

通过绕土星飞行，该探测器还收获了大量的专业知识，工程师们藉此设计飞行路线，从而将它达到寿命极限的最后时刻加以充分利用。

这是迄今为止最全的卡西尼任务团队全家福，囊括了过去20年几乎所有参与过该项目的人员。

在悲壮就义之前，卡西尼号还在土星和土星环之间展开了长达数月的多次穿越，为我们拍下了土星系统大量珍贵的照片。

“卡西尼号的收官之战绝不只是纵身一跃这么简单。”卡西尼号项目科学家琳达·斯皮尔克（Linda Spilker）说。“这是它激动人心的最终章节。这个结局是如此勇猛、肩负如此丰富的科学任务，它显然是卡西尼号的不二之选。”

让我们在向卡西尼号致敬的同时，再次重温一下这些令人震撼的照片。

这是位于土星北极的大气漩涡，2012年11月27日，卡西尼号摄于距离土星248,578英里（400,048千米）的地方。

2016年，在土星北半球夏至将近的时刻，卡西尼号拍下了这张北半球的照片。一个土星年大约相当于30个地球年，2017年5月其北半球将迎来夏至。在卡西尼号服役这些年来，它先后观测过土星北半球的春天和冬天，以及南半球的夏天和秋天。

图中明显可见的天体叫做土卫三十五（Daphnis）。卡西尼号在2017年1月16号近距离飞掠过土星环外缘时拍下了它。 这是目前为止对这颗小卫星最近距离的一次观测。 土卫三十五是一颗直径只有8千米的微型卫星，其轨道维持在只有42公里宽的基勒环缝（Keeler Gap）内。 从这张照片中可以看到，这颗小卫星的重力在环缝的水平和垂直方向都引起了波浪。

照片摄于2017年1月30日，图中行星是冰冷的土卫一(Mimas)，它直径约为396公里。

2016年11月18日，卡西尼号近距离拍摄到的土星环。图中左侧粗大的条文属于土星环的A环，它距离土星大约134,500千米。土星环上一圈圈的波纹是由大量微小颗粒物聚集在特定距离的轨道上形成的。

这是卡西尼号在2016年12月18日拍摄到的一张土星B环局部照片，其清晰度比之前拍摄到的同区域照片至少高出了一倍。图中这片区域属于B环的外缘。

这张照片拍摄于2012年8月29日，远处的土卫六（Titan）被土星环遮挡了一部分。在土卫六的底部，第一次清楚观测到其南极大气层的漩涡。在它的北极大气层，有一片比周围暗淡的阴霾。

土卫十一的近照，摄于2017年1月30日。这颗形状不规则的卫星不到130千米宽。

2015年11月19日，卡西尼号最后一次靠近土卫二（Enceladus）远处是土星明亮的大气层，映衬出这颗冰冷卫星的昏暗轮廓以及它崎岖表面。

这张照片摄于2016年10月23日，看起来土卫一（Mimas）好像要撞上土星环，但实际上它距离土星环有4.5万千米。

土星的北极，摄于2017年1月22日。

以土星为背景的土卫十一（Epimetheus），摄于2015年12月6日。

这张照片摄于2016年2月11日，看上去好像土星环以一种不可思议的方式相互交叠。事实上是土星环与它投射到土星表面的阴影交叠在一起，并被正好从土星环上浮略过的卡西尼号拍摄到。如果你观察仔细的话，还能从图中找到直径18千米的土卫十八，照片中的它只有砂砾那么大。

近距离看土卫十一（Epimetheus）上的陨石坑，山脉和地形，摄于2017年1月30日。

土星环实在是非常广阔，以至于它们一不小心就会在卡西尼号拍到的天体照片中露脸。这里又是一张它出现在卡西尼号飞越土卫四（Dione）画面中的照片，摄于2015年8月17日。

卡西尼号从土卫二（Enceladus）北半球上空抓拍到的两种地形图片。右侧是一片布满陨石坑、地质年龄教老的地形，在地质作用下已经变得比较平缓。左边明显是相对平坦但估计地质年龄更加年轻的褶皱地形。卡西尼号摄于2015年11月19日。

图为土星环上的垂直结构，高低不平地矗立在B环的边缘，在星环上投下一道道细长的阴影。这2009年土星秋分日的两周前，卡西尼号的窄角照相机拍下这张照片。星环上的这些垂直结构大约有2.5千米高——从最主要的A、B、C环来看，垂直厚度的误差大约在10米（约30英尺）左右。

卡西尼号的科学家们认为这是B环外缘千米级甚至更大型的星体、小卫星多见的显著地区。这些星体也很有可能影响并促使流经它们的星环物质向上飞溅。

2015年8月7日，卡西尼号在即将执行最后一次靠近土卫四（Dione）任务时拍下这张照片，背景处的细横线正是土星环。

土卫二（Enceladus）是一颗“水球”，照片中它处于土星环上方，就好像叶子上的一滴露珠。虽然对硕大的土星来说，它只是极为不起眼的一滴。照片摄于2015年5月25日。

2017年1月10日观测到的土星环细节。

2015年10月14日，卡西尼号掠过土卫二时拍摄下这张北极地区的壮观照片。在此之前，科学家们根据旅行者号拍到的低分辨率判断这个地区受到激烈的陨石撞击，应该布满陨石坑，但卡西尼号提供的高分辨率却呈现出一番截然相反的风景。

2015年9月24日，卡西尼号在一个近乎完美的角度和距离上，拍到土卫二（Enceladus）和土卫三（Tethys）连成一线，就像宇宙的靶心。这两颗卫星不仅排成一列，而且与卡西尼号之间的距离相当，从照片上恰好可以感受到两者之间的大小比例（土卫二直径约504千米；土卫三直径约1062千米）。

如果单单只看土星环的照片，我们往往很难意识到它有多么巨大。但是要知道，卡西尼环缝（在图中介于明亮的B环和光线较弱的A环之间，大约4800公里宽）几乎和水星的直径相当。

这张照片摄于2015年11月23日，土卫三（Tethys）看上去就像漂浮在两组土星环之间，其实这只是几何学的一个障眼法。实际上，照片上方深色的横向条带才是真正的土星环，而下方的弧形条纹则是土星环投射在土星上的影子。

照片摄于2016年6月9日，右侧的黑色部分是土星的阴影轮廓，在靠近阴影边缘的地方，可以看到土星A环和F环出现了一种奇怪的弯曲，其实是因为土星大气层发挥了透镜作用，扭曲了土星环折射的光线。

编译：Ivy、雁行

来源：theatlantic、newatlas.com