卡西尼之后的太空探索：太阳系是最好的实验室

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外太阳系探索序曲

1972年12月，当NASA阿波罗17号的航天员还在月球执行任务时，先锋10号也航向木星（紧接着是先锋11号），并在1979年9月1日飞掠土星。那天我在NASA阿姆斯研究中心与加州大学圣地亚哥分校的博士菲烈斯（WalkerFillius），一同等待高能粒子实验仪器的数据传回；这是我和土星首次相遇，好像和宇宙飞船一起到人类未涉足之地，这种感觉实在难忘。

先锋10号和11号是NASA原名伟大旅程（TheGrandTour）的外太阳系探测计划前奏曲。1980~1990年，木星、土星、天王星、海王星和冥王星在轨道上的位置恰好可让宇宙飞船依序飞掠，是近距离观测的最佳机会。该计划后来更名为航海家（Voyager），两艘宇宙飞船在1977年相继发射。

当航海家任务尚在规划时，科学家经地面望远镜观察发现，土卫六有很厚的大气层。根据光谱分析，大气主要成份除甲烷外，可能还有氮气或其他气体。航海家1号因此改道经过土卫六，失去“行星全垒打”的机会。直到2015年新视野号（NewHorizons）传回影像，我们才一窥冥王星的庐山真面目。

航海家1号在1980年11月穿越土星系统，并飞掠土卫六这颗土星卫星中的“巨人”，证实氮气在其大气中所占比率最高，虽然表面温度只有-180℃，但表面气压是地球的1.6倍。科学家也发现， 大气之所以呈现橙黄色且不透明，是其中占 2~3% 的甲烷经光化学反应生成乙烷（ C 2 H 6 ）和碳氢化合物 ， 累积在大气或掉落表面所致。奇妙的是，根据物理化学分析，甲烷和乙烷在表面是以液态存在，如果土卫六形成后乙烷和碳氢化合物便不断生成，那不透明的大气下可能有一片深达1~2公里的海洋。这样的环境加上以氮气为主的大气，十分类似原始地球，是探究生命起源的绝佳地点，对当时科学家来说，土卫六是一个充满谜团的新世界！

卡西尼向土星 前进

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