(圖／NASA)
【記者袁玫、曾煥仁綜合報導】在太空中經過七年，花費廿二億美元之後，卡西尼太空船於七月一日晚間減速，以進入土星的太空軌道。

接下來的旅程將費時四年，環繞土星七十六圈，穿越卅一個著名衛星軌道，包括巨大的泰坦（Titan）衛星。

「卡西尼惠更斯火星任務」聯合計畫，是由美國太空總署、歐洲太空總署與義大利太空總署在一九八二年提出，並以十七世紀的土星觀察家卡西尼（Jean Dominique Cassini）及惠更斯（Christiaan Huygens）來命名。

NASA噴射推進實驗室﹙JPL﹚航空電子部門助理經理劉登凱博士表示，土星及其衛星探測之旅是屬於10億美元以上預算之最後一個計畫。

當年太空船的本體是在南加噴射推進實驗室組裝的，包括兩部分，一是繞行土星軌道的「卡西尼」，一是預定明年1月14日脫離太空船降落土星最大衛星「泰坦」加以探測的惠更斯探測器。

卡西尼號長6.7公尺，寬4公尺，重達5.67公噸，裝載燃料及探測裝置，還有一個要發射進入泰坦的大氣層的探測裝置「惠更斯」。科學家對冷凍衛星「泰坦」相當有興趣，因為它可能保存著地球在生命起源之前攜帶的化學合成物。


惠更斯和泰坦

狀如炒鍋的惠更斯探測裝置，由歐洲太空總署設計建造，將於十二月從卡西尼號發射出去，並在明年一月進入泰坦衛星的大氣層。

惠更斯的直徑不到三公尺，卻重達三百多公斤。假設兩個半小時的降落過程及著陸時緩衝能順利完成，接下來它便將對泰坦的大氣層及地表進行探測。

然而，它也可能無法找到堅硬的地表降落，甚至會掉進液態乙烷中，探測裝置將因此關閉。

惠更斯最慢會在降落後三十分鐘內將資料傳回卡西尼號，除非電池電力耗盡，或者卡西尼號已經通過泰坦的水平面。

二○○○年時，負責這項任務的科學家發現一個問題，就是卡西尼號無法接收大部分回傳的資料，不過歐洲太空總署的惠更斯計畫經理人萊比頓曾於六月時表示，這個問題已經解決，而測試仍將繼續進行直到確認無誤。


土星脈衝像心跳

當卡西尼號抵達土星時，與地球距離十五億公里，無線電訊號單向需費時八十四分鐘，太空船將以自動駕駛進入軌道。

隨著距土星愈來愈近，卡西尼號觀測到的土星資料也愈來愈多，但卻引發一個意外的疑問：土星自轉一圈到底是多久？

卡西尼利用土星發出的電波來測量自轉週期，測得十小時四十五分四十五秒（誤差為六秒）。這個結果比一九八○至一九八一年，航海家一號和二號太空船飛掠土星時，同樣利用電波訊號測到的土星自轉周期，還多上六分鐘（約多1%）。

科學家並不認為航海家號的測量不準、或土星自轉速度變慢。他們猜測：可能是土星內部深層發出的電波脈衝受到某種原因而變化。

卡西尼號偵測到的土星電波脈衝，聲音聽來有點像是心跳一樣。天文學家常利用遙遠天體發出的電波來測量其自轉周期，尤其是對木星、土星這類表面沒什麼特徵可追蹤的巨型氣體行星。


盼不解之謎

一九九七年，巴黎天文台的天文學家就發現用這種方式測量，結果發現土星自轉周期與航海家號所測到的結果不同。

NASA哥達德太空飛行中心科學家德施及研究小組，在分析卡西尼號在二○○三年四月至隔年六月所測量的土星電波訊號後，發現土星自轉周期確實比航海家號測得結果稍長。

德施等人期望卡西尼號在未來四年的任務中長期監測電波周期的變動，同時能發展出其他測量土星自轉周期的技術。

劉登凱博士表示，這次希望能對「太陽系是如何形成的」，「為何只有地球有生命存在」這些疑問能有所突破。

土星外圍的光環是如何形成？土星雲層很厚，雲層下有風暴，風暴起因是如何？土星有十六個衛星，泰坦是最大一顆，其外圍大氣層為何是橘紅色的等等不解之謎，盼能經探測後有所解答。　

劉登凱表示，人類科學是在進步，但浩瀚宇宙，地球就如滄海一粟，人類又何其渺小。宇宙為何如此有序運轉，地球外圍大氣層只有開車一小時那麼遠的厚度，卻能保護人類，產生各種生命，為何是如此微妙？太多事情是人類無法解釋的，不可思議的，宇宙是否有主宰是不能否認的。