卡西尼号终极任务：冲向土星环 _卡西尼号

从这张卡西尼号所拍摄的照片中，可以看到土星最著名的土星环，和让科学家伤透脑筋的北极六角型喷流。PHOTOGRAPH BY NASA/JPL-CALTECH/SPACE SCIENCE INSTITUTE

视频：卡西尼号在任务的最后阶段，会以前所未见的近距离飞近土星环，最后还将进入土星大气层。
（）据美国国家地理（撰文：Nadia Drake 编译：胡佳伶）：美国太空总署（NASA）的卡西尼号（Cassini）太空船燃料即将耗尽，在任务结束前，它将以一连串前所未见的轨道接近冰质土星环。
卡西尼号任务的终曲已然揭开序幕。卡西尼号在12月4日以极近的距离接近F环，接下来的四个月里，还将多次进入掠环轨道（ring-grazing orbit）。
对这艘和公车差不多大的太空船来说，步调将大不相同。在过去12年的任务期间，卡西尼号持续探索土星系统，获得许多观测成果。但大部分的时间它都离土星有段距离，反而还比较接近土星天空中的62个卫星。
但现在情况不同了。卡西尼号的燃料即将耗?。?在任务的最终阶段，它将奋力一搏，进入接近土星的轨道。接下来的九个月里，卡西尼号将会把观测重点放在土星和土星环上。
告别演出
卡西尼号在11月底飞到土星系统的上方高处，并设定接下来的飞行轨道，在明年4月底之前，将掠过土星F环的边缘廿次。
上周末迈入前几次掠环轨道最精采的阶段：卡西尼号近距离接近土星环，并以电波讯号将观测资料送回地球。最令人期待的就是土星极区的影像，另外卡西尼号也将研究土星的两个小卫星：土卫三忒堤斯（Tethys）和土卫二恩西拉达斯（Enceladus）。
在最外围几个容易见到的的土星环中，宽约500公里的F环非常活跃。科学家经常能在冰粒组成的扁平F环中，看到螺旋（spiral）、扭折（kink）或是节结（knot）的构造。F环的内侧和外侧分别被两个牧羊犬卫星──土卫十六普罗米修斯（Prometheus）和土卫十七潘朵拉（Pandora）看管着。
「土星环千变万化，我们经常能看到明亮的流光和稀薄的细丝从土星环流出，」美国太空总署喷射推进实验室（Jet Propulsion Laboratory）的卡西尼号计画科学家琳达．施皮尔克（Linda Spilker）这么说，「有时候，土卫十六普罗米修斯会接近F环又再度远离，造成环上的沟纹。」
卡西尼号的掠环轨道，能让科学家看清楚最大的A环外缘。A环就位在不断变化的F环内侧，相较之下，F环细小多了。许多藏在A环里的小卫星在冰粒中留下螺旋桨状的尾迹，因而泄漏了行踪。
这些小卫星不只让人好奇，还像极了仍在形成中的初生行星。科学家希望能透过这些小卫星，研究太阳系和其他恒星的行星是如何形成的。
科学家也很期待卡西尼号在飞越土星上方时，能仔细观察位在土星北极的奇异六角形云带。虽然科学家已经能在实验室里制造出类似的六角形喷流，但土星上的这个六角形竟然能维持这么长的一段时间，而且我们也未曾在太阳系的其他地方观察到类似的现象，这都令科学家相当困惑。
「我们还是不了解，这个六角形如何维持这个不圆的形状，」施皮尔克这么说，「这在太阳系里独一无二。」
乐章尾声
卡西尼号的掠环轨道会在明年4月结束，接下来的一切更精采刺激了。
科学家要如何结束卡西尼号任务呢？他们决定要让这艘太空船勇踏前人未至之境：不只是土星环而已，而是要进入土星和土星环之间！科学家把最后的任务称为「华丽的终章」，卡西尼号将穿过土星和土星环之间的狭窄空间，绕行土星22圈。
这样的轨道并非安全无虞，卡西尼号一旦撞上土星环的任何一个冰粒，都会是场大灾难。但计画负责人也没那么担心，在一开始冲进土星和土星环之间的空隙时，他们会让卡西尼号利用高增益天线（high-gain antenna）当作防护罩。当然「还是有可能会有土星环的微粒撞击卡西尼号的重要元件，导致停摆。」施皮尔克表示。
如果一切都按照计画进行，这样的轨道能让科学家首度有机会研究土星磁?。?和由高压气体组成的内部。或许我们也终于能开始理解：这些巨行星的内部是怎么聚集在一起的？还有更让人兴奋的，卡西尼号或许能解答我们对土星系统最心心念念的问题：土星的「呼拉圈」到底摇了多久？
目前科学家对土星环的起源仍然争执不休。有些科学家认为，土星环和土星是同时形成的；也有些科学家认为土星环较为年轻，可能是偏离轨道的卫星，或是不小心离土星太近的彗星，被土星强大的重力扯碎所形成。
在任务的最后阶段，卡西尼号会俯冲而下，测量土星环的质量，搜集解开谜题的关键线索。
谢幕
2017年9月，卡西尼号将致上最后深深的一鞠躬，冲向土星。在土星大气将卡西尼号燃烧殆尽前的最后一刻，它都还会拼命地将搜集到的资料送回地球。
「卡西尼号宛如好友。到了最后一天，我一定会很舍不得和它道别的，」施皮尔克说。但她接着补充：「当卡西尼号在土星大气蒸发之后，它的原子就会成为土星的一部份，永远留在那儿。我希望在不久的将来，我们还能够重返土星系统，解开卡西尼号带来的谜题。」