土星探测的收获

土星是一颗类似木星的行星，主要成份也是氢和氦，由于氢氦挥发得少，它基本上也保持了原始星云的化学组成。土星最引人注目的特征是它的环系。这些环从离土星约 72000 公里延伸到 137000 公里的距离，形成一个非常薄的盘，厚度只有几公里。有着漂亮光环的土星，是太阳系中最美丽的一颗行星。土星距离地球约 12.7 亿公里，非常遥远；它绕太阳的公转周期是 29.46

年，平均运行速度每秒 9.64 公里；它是太阳系中第二颗大行星，体积是地球

的 755 倍，质量是地球的 95 倍，可平均密度只是地球密度的 0.12 倍，比木

星还小。土星拥有 10 颗以上的卫星，因此自成一个系统，其中土卫 6 和地球一样也有空气，是太阳系唯一有大气的卫星，受到科学家的特别注目。该土卫 6 是在 1665 年由荷兰天文学家、物理学家惠更斯发现的。探测土星和土卫6，对了解和掌握太阳系的演变有重要意义。

美国发射的先驱者 11 号和旅行者 1 号、2 号等探测飞船相继飞临土星系统进行就近考察，传来许多新信息。

1979 年 9 月 1 日，先驱者 11 号从距土星云顶 20200 公里以内飞越，对

土星拍照 10 天，测量了这个带光环的行星，发现了两个新的外环和直径约

400 公里的土星的第 11 颗卫星，该卫星靠近土星环的外缘。这次探测还证实士星有磁场、磁层和辐射带。

1980 年 11 月 13 日凌晨，旅行者 1 号探测飞船在距土星云顶 124237 公

里处掠过土星，飞船摄影系统从 8 月开机，到 12 月 19 日关机，共向地球发

回 18000 张关于土星及其光环和卫星的彩色照片和各种数据。从这些照片和数据中，科学家们了解到土星绚丽多彩的光环比以前认为的更复杂，它大大超过人们原先看到的 6 条，而有成百上千条环，形成一个光环群。这样密集繁多的光环，大小不等，形状不一，互不接连，形成一组环形彩带。在这些光环下面，还发现两条狭窄的短环，像发辫似地编结在一起，一股套一股，可能是由于电场或磁场对光环作用的结果。

1981 年 8 月 25 日旅行者 2 号从土星最近点扫过，天文学家从它发回的照片中发现，土星光环一环套一环，犹如唱片中的纹道。

根据探测材料，科学家认为土星的光环是由无数大小不等砾石微粒踢成的。这些砾石微粒直径从几厘米到大约 9 米之间，以很高速度绕土星运转，这一奇特现象究竟是如何形成的还是一个谜，但是可以认为各环可能是在不同时期形成的。

在发回的照片上，还发现土星上斑点、晕圈、旋涡，并随风移动。土星表面新发现一个桔红色的卵形区，其宽度和地球直径差不多，科学家认为可能是一次巨大的飓风造成的。土星上最大风速出现的区域是在环绕着它的光环彩带中心，而彩带边缘几乎无风。

旅行者号探测飞船还发现 6 个新的土星卫星，有一些是以前从未发现的，另一些虽曾报导过，但没有证实。特写观测照片显示土星的一些较小卫星是由“干冰”组成；有些卫星上存在亿万年来陨星撞击坑汇成的斑点；有些卫星表面比较平坦，说明较年轻。

旅行者 1 号探测飞船曾在离土卫约 64000 公里身旁飞越，因为它是被探

测的重要目标。土卫 6 的直径不大于 5120 公里，并没有过去认为的直径 5760 公里那么大，因此不是太阳系最大卫星，但它是太阳系内唯一有大气的卫星，大气层厚达 2700 公里。大气层大部分是由氮气组成，而不像以前认为的那样是甲烷。氮约占 98％，甲烷只占 1％，其余还有少量乙烷、乙烯、乙炔和氢等。由于土卫 6 上温度很低，氮在低温下凝成液氮，因而在土卫 6 表面上有

许多液氮湖。虽然土卫 6 上有孕育生命的氢氰酸有机分子，但由于温度在摄

氏零下 190 度到 201 度之间，显然不可能形成有生命的东西。

靠近土卫 6 表面的大气压力比地球大气压力高 50％，表面至少由 28O 公里厚的浓雾遮盖着。土卫 6 每 16 天绕土星运行一圈。有人幻想，如果未来的

宇宙旅行家有机会来到土卫 6 上，将会欣赏到独特的景观：土星经常出现在天空中，像月亮在地球上空那样，周期性地变换着它的容貌，从圆到缺，从新月到满月，再加上那细微的光环，更是多姿多态，无限风光。

根据探测资料，美国和法国科学家有一个重大发现，就是土卫 6 上有反

温室效应。由土卫 6 高层大气中一层厚的有机烟雾造成反温室效应，使土卫

6 的表面温度降低 16 华氏度。但是土卫 6 的温室效应使其表面温度增加 38

华氏度。科学家认为，土卫 6 的温室效应和反温室效应是同地球比较的极好

的模型，研究土卫 6 可能会帮助我们搞清地球变暖或变冷的问题。

为进一步探测土卫 6，1988 年 11 月 25 日欧空局宣布将于 1994 年 4 月由

美国宇航局发射一个探测器，并在 2000 年到达土星系统。这个探测器以“惠

更斯”命名的着陆器进入土卫 6 大气后，速度减慢，然后打开降落伞，从距

土卫 6 表面 180 公里处缓缓下降，在两三个小时内降到土卫 6 表面，其冲击

力相当缓和，足以使它在失效前对土卫 6 表面样品进行分析。探测器本身绕

土星飞行，充当无线电中继站，向地面转播由着陆器发来的土卫 6 样品分析数据。