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══════════════════【立報】═══════════════════ |
| 教 育 專 題 深 入 報 導《2004-07-02》 |
| 本期內容 | |
| ◎ 土星，我來了！ | |
| ◎ 導讀：卡西尼號簡介 | |
| ◎ 導讀：卡西尼號未來任務 | |
| ◎ 導讀：120人在50年後死於癌症？ | |
| ◎ 導讀：探索泰坦 就在2005 | |
| 土星，我來了！ | |
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原文（Reuters）：Cassini Achieves Historic Orbit Around Saturn Thu Jul 1, 2004 02:53 AM ET By Gina Keating and Dan Whitcomb PASADENA, Calif. (Reuters) - NASA's Cassini spacecraft slipped through Saturn's rings and into orbit on Wednesday as it settled in to make the most detailed study ever of the sixth planet from the sun. Project scientists from 17 countries erupted into wild cheers when Cassini signaled shortly after midnight EDT that it had completed a delicate 96-minute maneuver that required the truck-sized probe to dodge through Saturn's rings and sling itself into orbit. Cassini, which traveled for seven years to reach Saturn, will spend at least the next four years studying the planet, its rings and some of its 31 known moons. Much of that time will be dedicated to Titan, one of the solar system's largest and most intriguing moons, with an atmosphere and composition that resemble a primordial Earth. "I can tell you it feels awfully good to be in orbit around the 'Lord of the Rings," Charles Elachi, director of NASA's Jet Propulsion Laboratory, said at a press conference. The $3 billion mission has been hailed as a model for multinational space exploration. Cassini's key maneuver was the second international space success on Wednesday night. It came hours after astronauts from the International Space Station repaired a broken gyroscope during a space walk. "This is a stellar evening ... We're certain to learn some marvelous things," NASA Administrator Sean O'Keefe said in a phone call to project scientists, in which he thanked European and Italian Space Agency partners. The Saturn mission has gone flawlessly, from Cassini's launch in October of 1997 to the end of the critical orbital insertion maneuver. The spacecraft completed the maneuver within one second of the schedule scientists had set for it more than seven years and 2.2 billion miles ago. RIDING HIGH Cassini could provide a major boost for NASA, which is still riding high from the impressive job done by its twin Mars probes, Spirit and Opportunity. The two robotic geologists have spent nearly six months exploring Mars and have made key discoveries about the presence of past water there. The NASA and European scientists, some of whom have spent their entire careers working on the Cassini mission, next must wait for the first data and images from the probe, which were expected to arrive at about 8 a.m. EDT on Thursday. Scientists hoped to see objects as big as skyscrapers from the early pictures. During Cassini's first orbit, it was expected to make its closest pass to Saturn of the entire mission and, it was hoped, send back images that could redefine man's understanding of the planet and its rings. Cassini also carries on its back a smaller craft, Huygens, which is designed to break away in December and plummet onto the surface of Titan for a brief study of that moon's atmosphere, which is mostly methane and nitrogen. That portion of the mission was designed largely by the European and Italian Space Agencies. The probe has spent the seven years since its launch from Cape Canaveral on a circuitous interplanetary journey past Earth, Venus and Jupiter to Saturn, the sixth planet from the Sun. It will orbit Saturn at least 76 times, although scientists said on Wednesday that they were lobbying for funding to extend the mission for two to four years. Scientists expect to find that Saturn has a small rocky core surrounded by a sea of liquid metallic hydrogen that bubbles like soup. |
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| （回目錄） | |
| 導讀：卡西尼號簡介 | |
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卡西尼號（Cassini）探測船重5,600公斤，以美製泰坦4號加人馬座火箭，配載了12種觀測儀器，將於進入土星軌道後，向土星最大的衛星──泰坦──投下重量350公斤、直徑2.7公尺的惠更斯號（Huygens）探測器，同時展開土星本體、土星環、磁場等探測，任務預計於2008年7月1日執行完畢。 土星很早就進入人類文化之中，是人類肉眼可觀察的最遠行星，在天王星發現之前（1781），是天空中移動最慢的行星。傳統占星學上，土星被視為帶著限制意味的凶星，但也同時象徵著紀律。 這個計畫是以17世紀的土星觀測學家「讓‧多明尼克‧卡西尼」和「克利斯蒂安?惠更斯」命名，由美國航空航太管理局、歐洲太空機構和義大利太空機構在1982年共同提出。合作計畫中，卡西尼號軌道船由美國建造、惠更斯號探測船則由 ESA 提供，卡西尼號的碟狀高增益天線是由義大利天文總署製造。 卡西尼號任務簡介： 1.探測土星環三度空間的結構與動態。 2.探測土星衛星表面組成及地質歷史。 3.決定土衛八「伊佩特斯」（Iapetus）表面黑暗物質的性質。 4.測量磁場的三度空間結構及動態。 5.研究土星星層的大氣動態。 6.研究土星衛星泰坦（Titan）的雲霧的時間變化。 7.瞭解土星衛星泰坦（Titan）的表面及地區特徵。 卡西尼號計劃官方網站：http://saturn.jpl.nasa.gov/home/index.cfm |
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| （回目錄） | |
| 導讀：卡西尼號未來任務 | |
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卡西尼號7月1日成功進入土星軌道，這是人類太空探險史上繼登陸火星後重要的里程碑，也是卡西尼號7年旅程的終站。接下來，卡西尼號將以4年時間對土星進行探測。 卡西尼號是在1997年10月發射，開始為期7年的35億公里旅程。卡西尼號太空船於1998年4月28日到達近金星283公里的近距離後，利用金星引力使飛行時速加快了2萬6千公里，1999年6月24日再獲第二度的金星「引力加速」，同年八月近距離通過地球，2000年則行經木星，透過每次行經行星加快速度，卡西尼號終在7月1 日進入土星軌道，成為人類史上第一艘繞行土星的人造衛星。 美國加州帕沙第納噴射推進實驗室（JPL)的控制中心，是在台北時間1日上午10時36分收到卡西尼號順利點火的訊號，中午12時前，卡西尼號再傳來被土星重力捕捉的訊號，表示順利進入土星軌道。 由於訊號傳送良好，JPL宣布卡西尼進入軌道的時間比預定早。卡西尼號的引擎持續點火12分鐘後才熄火，然後靠土星重力繞行，準備在土星軌道上待4年，從2萬公里外探測土星、土星環結構及其衛星，並放出「惠更斯號」探測船登陸土星的衛星泰坦做探測。 惠更斯號探測船的雷達系統將描出泰坦的形像傳送回地球。泰坦是太陽系中唯一像地球一樣圍有厚厚一層氮氣的星球，比水星稍大，表面氣壓約為地球1.5倍；該衛星上有甲烷和氮化合製成複雜的有機物，調查泰坦的大氣可獲知原始地球生命誕生過程的化學變化。 NASA的深空網路（Deep Space Network)以加州、澳洲與西班牙的34公尺碟型天線與卡西尼號通訊。卡西尼號進入土星軌道時，國家地理頻道將和NASA衛星連線，實況轉播卡西尼號傳回的土星現場畫面，全球觀眾都可即時目睹太空船的所有活動及太空總署噴射推進實驗室（JPL）的簡報。 報導指出，卡西尼號穿越土星環並減速的過程，宛如芭蕾舞者惦起腳尖繞圈，只不過速度更快，在以八萬公里的時速衝向土星環的同時，先將碟型天線「翻盤」朝前，以承受第一道土星環的冰石衝擊，接著旋轉船體讓引擎朝前，點火減速96分鐘，然後又是一陣旋轉並翻轉碟型天線，「倒車」穿出第二道土星環，最後「泊車」在土星軌道上。 |
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| （回目錄） | |
| 導讀：120人在50年後死於癌症？ | |
| （資料整理／林益民） | |
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由於土星距離太陽太遠，太陽能電池並不適用卡西尼號，因為若要產生足夠的電能，太陽能裝置將會太大、太重。因此，美國太空總署為卡西尼軌道船設計了3部「輻射同位素熱能轉換器」（radioisotope thermoelectric generators or RTGs)，利用二氧化鈽的自然衰變來產生熱能轉換成直流電能，這些電能產生器的有效期間超長，在卡西尼號11年的任務未期，仍可產生最少628瓦特的電力。 由於卡西尼號軌道船必需配載32.8公斤的鈽，在發射前，引發環保團體、物理學家及前太空總署科學家的抗議。太空總署再三強調該任務與裝置的安全性，都是在「可接受」的範圍內：例如在發射前3分半輻射外洩的機率是1,400分之1；在太空船起飛到達軌道後外洩的機率是476分之1；太空船失敗墜地的機率是百萬分之一。在最慘的情況下，只意味著有120的人在50年後死於由卡西尼號導致之癌症。 由於這些數據太過於樂觀而引起評論者的嘲諷，有名的物理學家加來道雄就曾說，若卡西尼號墮落於人口密集區，將有20萬人被散落的鈽容器「碎片」打死。 |
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| （回目錄） | |
| 導讀：探索泰坦 就在2005 | |
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「泰坦」是土星最大的衛星，大氣中飽含許多有機化合物， 美國太空總署（NASA）的航海家一號（Voyager 1）在1980年首次「看到」泰坦擁有不透光、橘色的均勻大氣，但因為大氣太厚，看不到星球表面。泰坦的大氣成分類似地球，以氮氣為主，也有甲烷和其他有機物，在地球上，甲烷是許多生物新陳代謝的副產品。這是否意味著泰坦上面有生命存在？ 過去數年，科學家改變了泰坦外表的看法。在90年代中，哈伯太空望遠鏡探測到泰坦上有塊區域比周遭亮了許多，最近觀測也顯現了更多類似的特徵。這些亮的或暗的小區域代表什麼？惠更斯計劃的科學家萊比頓（Jean-Pierre Lebreton）表示：「亮區可能是大陸，其他是海洋，其實我們也不很清楚。但無疑地，其表面變化多端，那兒顯然有非常多驚奇在等著我們！」 就一般看法，泰坦表面平均溫度是攝氏零下180度，連讓液態水都無法自然存在，不過也有科學家推測，若有隕石撞擊事件，可能會造成足夠熱量使水液化，並維持幾百或幾千年的時間；但無論如何，當前的泰坦不像個有生命存在的衛星。 歐洲太空總署（ESA）的惠更斯探測艇（Huygens probe）預計於2005年隨卡西尼號太空船（Cassini orbiter）抵達泰坦，屆時地球上的地面望遠鏡將同時對泰坦進行觀測，幫助精確決定惠更斯探測艇登陸的方式及地點：到底是在陸地，或是在可能由甲烷組成的海洋？ 在明年一月惠更斯隨卡西尼號抵達泰坦之前，天文學家將使用最強的地面望遠鏡觀測泰坦。夏威夷毛納碁峰上的凱克望遠鏡就觀測到泰坦南極附近有由甲烷組成的雲，萊比頓說：「這個發現，表示泰坦大氣擁有的動力比我們預期的還多。」而美國太空總署的卡西尼號，也將在釋放惠更斯探測艇前後期間持續觀察這些雲，以蒐集更精確的資料。 惠更斯探測艇會在哪裡登陸？亮的還是暗的地方？萊比頓認為：「靠近亮區，但不直接降落在亮區上。」他認為可以降落在「海洋」真的很令人興奮，更何況是地球之外的海洋。如果降落在海洋，可能可以讓惠更斯探測艇傳送回來更好的資料，雖然探測艇可能在幾分鐘後就沈沒，至少它將保持朝上的姿勢，以便把資料傳回卡西尼號和地球。惠更斯探測艇上備專門準備分析液體的儀器。 反之，若惠更斯探測艇降落在陸地，就有會可能為摔錯了方向而無法和卡西尼號通訊。 |
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| （回目錄） | |
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