科学史评话最新专辑

土卫六具有巨大的河道网络，有主干，有支流。有冲积平原，也有三角洲。在土卫六上，甲烷和乙烷等等碳氢化合物分子也会蒸发，也会凝结成云层，然后再汇聚成“雨”落回到地面。落回地面的液态碳氢化合物也会汇聚成“河流”，小河流水哗啦啦，汇集到大河，大河最后流进液态海洋，说术语叫做“地表径流”，这个过程和地球上的水循环非常类似。只是土卫六上的温度实在是太低了，这个过程进行的非常非常的缓慢，就像放慢镜头一样。往往是液体要蒸发很多年。才能在空气中攒出一场大暴雨的量。要么几年不下，要么就下个狠的。卡西尼号这么多年来也只探测到一场赤道地区的甲烷暴雨……

到了2004年底年底，该为惠更斯号着陆器的投放做好准备了。12月25日，惠更斯号脱离了母船卡西尼，进入了环绕泰坦旋转的轨道，这是一个缓慢绕圈圈下降的过程，还得花费22天的时间。在这段时间里，惠更斯号仍旧处于休眠状态，直至落下去之前的前几小时才被叫醒。

“惠更斯”号重319公斤，外形像一个预制菜圆盒子，前部有一个防热盾，配了三顶降落伞，不怕一万，就怕万一，多备着点保险。

在距离土卫六表面1200公里时，“惠更斯号”以2.2万公里/时的速度冲向土卫六表面。“惠更斯”号前部的防热盾可以起到保护作用，顶住摩擦产生的高温。大概在距土卫六表面190公里高的地方，防热大底被抛弃。在距表面170公里的地方，探测器减速到每小时1400公里。此后，探测器分别打开了三个降落伞，在距离土卫六表面几百米处，探测器会打开探照灯，照亮土卫六地表物体。土卫六表面光照情况不好，得打个手电才能看清楚。

地面人员一直提心吊胆的，特别是欧空局的工程师们，这个惠更斯号是欧洲人造的。降落过程说长不长，说短也不短，足足两个多钟头，也挺熬人的。在两个半小时降落过程中，“惠更斯”号的相机拍下了土卫六表面情况、测量了风速和大气压力，分析大气成分，这些采集到的数据会传回母船卡西尼号探测器上。然后转发给地球。

下降过程里拍摄的照片分为两组，一组是350张照片，用A、B两个S波段的无线电信号发送给卡西尼探测器。因为惠更斯探测器是欧空局做的，卡西尼探测器是NASA做的，两边的沟通似乎有点问题，程序又出了BUG。A通道卡西尼探测器压根没理会，根本没接收，B通道倒是接收了。数据只发回来一半，而且测量卡西尼号和惠更斯号之间的多普勒频移测量数据也丢了。你瞧这事儿闹的，不出点毛病就不叫多方合作……

实在不好意思，今天呢，还得请个假，礼拜五我有一场讲座。周末我在无锡还有一个讲座，中间只留了一天时间，我还得花时间准备。所以这次的周末固定节目呢，就只能往后顺延一个礼拜了。下个周末呢，刚好是在五一假期期间。我就先提前祝大家五一节快乐！

对了，5月9号我在上海还有一场文明夜课的讲座，讲有关太阳那档的事儿，上海的小伙伴们有兴趣的话呢，可以来听。好，这次就说这么多了，我们下个礼拜再见。

1998年底发射的火星气候勘测者号探测器，千里迢迢飞到了火星附近，就要进入刹车捕获阶段了。探测器开始开反推火箭刹车，然后，探测器一拐弯儿，就绕到火星背后去了，按理说，绕过来以后，应该再此和地球取得联系，但是，地面测控站左等没消息，右等还没消息，后来就再也没能去测联系。这颗探测器就这么不明不白的丢了。

1999年11月10号，事故调查委员会发布了第一阶段报告，详细介绍可能导致探测器发生事故的问题。

问题就出在了第4次修正上。地面人员是在1999年9月8日完成修正-4的计算，随后在1999年9月15日执行执行了程序。这次调整的目的是让探测器调整至最佳位置，这样一来，9月23号，火星气候勘测者号会从火星上空226公里高度开始拐弯，变成环绕火星运转的卫星。这个高度还是比较合适的。

但是在完成了这次轨道修正以后，地面测控人员就觉得不对劲，因为探测器擦过火星，开始拐弯的轨道高度根本不是226公里，可能只有110公里，这个高度实在太低了，无法避免火星大气的影响。这还只是毛估一下的数值，事后仔细检查测控数据，发现当时探测器的轨道高度是57公里，这显然太矮了。低于80公里就肯定要坏菜，何况57公里呢。探测器肯定是被强风吹扁了。

这到底是怎么回事呢，调查委员会给出的答案让人哭笑不得。这是个彻头彻尾的低级错误。这颗探测器是洛克希德马丁公司制造的。人家洛马公司的工程师用的单位制都是公制单位，引擎推力单位用的是牛顿。地面的控制人员在编写轨道修正程序的时候，用的是英制单位磅。这纯属是驴唇不对马嘴啊。这件事给NASA提了个醒，一律使用公制单位，不得使用英制。做科学计算，这是硬标准。

说白了，美国人在英制公制转换上不知道吃了多少亏了，没办法，就是改不过来。

因为爱神星的引力实在是太小了，所以探测器必须小心翼翼的和爱神星保持同步，然后略略提速，再刹车减速。2月14号，苏梅克探测器进入环绕爱神星的轨道。你别说，NASA还挺会挑日子，选了个情人节。

进入轨道一个月以后，为了纪念已故的苏梅克。NASA才正式把这个探测器的名字改为苏梅克号。此前一直叫做“近地小行星交汇任务”。我们为了省事，就一直管它叫苏梅克号啦。

一开始，轨道半径大概是300多公里。爱神星太小了，引力非常小，稍微花一点力气，轨道变动就好大，大家不得不小心翼翼，因此轨道的收缩花了很长时间。一直到7月14号，轨道缩小到了半径35公里。苏梅克号探测器在这个轨道上停留了大概10天。在此期间肯定是拍了不少的照片嘛。伴飞和环绕的任务基本上都完成了。能拍的照片也都拍了，可见光波段的和红外线波段也凑起了。现在要完成最后一个任务了，那就是着陆爱神星……

1998年的4月底，SOHO探测器已经完成了预定的任务。6月底，这个SOHO出事儿了。这个SOHO探测器既然要拍照片，自然需要3轴稳定。而且对3轴稳定的要求还很高。这个探测器是第一个使用陀螺仪来调整自身指向的探测器。15分钟内，指向太阳的角度不能偏离超过±10角秒。这是啥概念？转一圈是360度，1度分60份叫1角分，1角分再分60份叫1角秒。你说这个角度有多小吧。

SOHO探测器使用了3个飞轮来控制自身指向角度。随着机器设备的工作运转，时间长了误差总是会慢慢积累。误差积累大了，靠飞轮来调整就不够用了，必须开发动机调整一下。每次开发动机调整，需要花费48小时的时间，可是科学家们实在是不舍得48个小时不能观测。所以，SOHO的工程师们就重新编写了一个代码，可以把时间压缩到24小时。倒霉就倒在这上边，这段代码是有BUG的。没有经过完整测试，就这么上传到了探测器上……

科学家们在木卫二的高清照片上，也找到了非常类似的裂缝。这些棕红色的裂缝看起来地球上的中洋脊，这些高山峡谷也有类似转换断层的结构。也出现了某一段的整体错位。同样，科学家们也找到了类似俯冲带的结构。一块冰盖插入了另外一块冰盖之下。

当然，科学家们推测，冰层俯冲带和地球上的岩石俯冲带还是有区别的。冰板块的边缘可能会碎裂，造成一大堆的碎冰。但是，大家要明白一点，太阳系的星球上，咸水远比淡水要多得多。木卫二上的冰层是含盐的。但是因为两块板块的含盐度不同。有些碎冰块轻一点，有些稍微重一点。重一点的会被压在下边，甚至被推到了冰盖的下边，就起到了俯冲带的作用。这些被挤下去的冰块，最终会化成水。

当然啦，这种板块活动是不是全球性的呢？这还难说。现在能找到的俯冲带比较短，不像地球上的俯冲带那么广泛。另外，板块活动的动力来源依然还是有疑问的。

对了，为什么那些裂纹会变成棕红色呢？现在科学家们分析，这是因为这些地方的盐份比较高，在高能带电粒子的轰击下，这些盐变色了而已……

说实话，要给木卫一拍照片是个很费劲的事儿，因为这里距离木星太近了，木星周围的高能粒子辐射带经常会引起探测器整机关机保护。当伽利略项目进入延长段，探测器有了一次接近木卫一的机会。1999年的10月11号，机会终于来了。结果好巧不巧，内存被一颗高能带电粒子给砸到了。程序执行出错，引起探测器整机进入安全状态，能关的的仪器都关了，只留下最基本的遥控通讯模块。

进入这种安全状态，通常需要过几个礼拜才能恢复。JPL的地面小组火急火燎的查找问题，这时候距离掠过木卫一只有19个小时了，一直折腾到最后还剩下两个小时的时候，毛病被解决。其他仪器好不好无所谓，照相机好使就行。这才有机会拍了几张高清彩色照片。

1999年的11月26号，这天正是感恩节，JPL伽利略项目团队正在吃大餐呢，警告灯又亮了，这一次伽利略探测器又一次被高能带电粒子给砸了。程序又一次出错了。但是上次打的补丁这次起作用了，仪器没有全关掉。但是，时间太紧迫，上次还有19个小时的时间，折腾到最后2小时才修好，这次就更惊险了，折腾到预定拍照时间之前3分钟才修好。

提前3分钟也不算晚啊，这次拍摄非常成功。伽利略号上的相机捕捉到了一座正在喷发的火山，这家伙产生的熔岩羽流长达32公里，规模足够大而且温度非常高，不但近在咫尺的伽利略号探测器拍到了这个壮观的景象，就连夏威夷莫纳克亚山顶的NASA红外线望远镜也拍到了这个现象。木卫一小啊，引力也小，喷出去的烟尘远比地球上火山喷发高多了。地面上的望远镜都发现了，木卫一“长毛”了。

当然啦，这几次探测器上的仪器毕竟没有全开，所以数据是不完整的。所以，JPL的团队安排了下一次拍照的任务，但是当时木星正好位于和地球相距最远的位置上，中间还隔着一个太阳。所以，任务必须在几个小时之中搞定。拍照倒是拍了，但是中间又一次遇上高能带电粒子的辐射，程序又重启了，所以很多数据依然是不完整的。而且这一次磁带机也出毛病了，真是屋漏偏逢连夜雨。由此可见，探测木卫一的麻烦有多大……

首先是撞击产生的强烈闪光，撞击以后1分钟左右，因为木星大气层的反射。地球上也可能看到，木星的边缘被照亮了。撞击5分钟以后，升腾的炽热火球扩散上升到木星大气边缘。我们地球上虽然视线被遮挡，但是依然能看到木星地平线之下冒出头的火球边缘。

再过10分钟，随着自转，撞击痕迹出现在了木星的地平线上，隐隐约约能看见。撞击以后20分钟，撞击烟尘的红外信号强度达到了最大值。撞击以后1小时，烟雾羽流的扩散范围达到最大值。这个黑色的伤疤非常明显，尺寸比地球还大。这次撞击是一大串，某些撞击的痕迹范围甚至超过了大红斑的尺寸。

当然，仔细观察这些大的暗斑，你会发现，这东西也有类似环形山的圈圈结构。其实这也很容易理解，一滴水掉进池塘，也会出现一圈圈扩散的涟漪。道理都是一样的。我这几天在用模拟软件做希克苏鲁伯陨石坑的撞击过程。其实过程也是差不多的，大地也会瞬间融化，表现出近似液体的特征，也会出现涟漪，最后固化成了双圈环形山。

至于木星的卫星会不会被照亮，而出现闪光，这种现象还真的出现了。但是并不是每次撞击都有。有些闪光现象，持续时间达到几分钟。木卫一的颜色都改变了。其实这不是撞击一刹那闪光照亮了周围的卫星。而是爆炸产生的大火球照亮了木卫一。所以不但变亮了，还变色了。持续时间达到几分钟。说白了爆炸火球的色温不对。

更加神奇的是，在撞击发生45分钟之后，在木星的北半球出现了极光现象。也就是说，这种规模的撞击，对木星的电离层和磁层都有扰动。这种现象被罗塞塔X射线探测器发现并且记录下来了。不仅仅是可见光波段，X射线波段，也有扰动。7月21号，日本和我国的射电天文台发现了木星在射电波段有爆发……

到了3月25号白天，卡洛琳开始用一种叫做立体显微镜的仪器来观察前期拍摄的照片，把相隔两个小时拍摄的同一个天区拿出来比对。如果两张胶片一模一样，没有任何天体移动过，那么双眼是看不出立体感的。但是，如果有个小天体移动了，就会产生立体感，这个小黑点就漂起来了。你要是眼睛好，观察仔细，就能迅速发现移动的掉黑点。卡洛琳是公认的高手，她截止到2002年，一共发现32颗彗星，500多颗小行星。

就这么一直折腾到下午4点钟，她发现一个小黑点漂起来了。也就是发现了一个移动的小天体。一般来讲，要是一个小圆点，估计就是小行星。要是带这个大尾巴，那就彗星，可是这个小天体不一样，虽然有个大尾巴，但是慧头部分似乎是被压扁了。这到底是个啥？

卡洛琳马上叫尤金过来看，尤金也觉得这东西很奇怪。他们马上叫了同事列维过来一起看，还是列维眼睛比较好，他发现，这是一个被撕裂的彗星，现在这颗彗星已经变成了一串小颗粒，挤在一起，所以看起来像是个被拍扁的彗星。

当时天气不好，帕洛马山上空浓云密布，看来夜里无法观测了。尤金马上打电话给基特峰天文台的吉姆·斯科蒂，麻烦他用基特峰天文台的太空监视望远镜观测一下。太空监视望远镜口径1.8m，主管单位是亚利桑那大学的月球与行星实验室。用这个望远镜来进行观测，显然比尤金他们用的46cm施密特望远镜要强多了。

斯科蒂用他的大望远镜，真的找到了这颗破碎的彗星。于是这颗彗星就以发现者的名字来命名，也就是苏梅克-利维9号彗星。尤金和卡洛琳他们两口子共同的姓氏是苏梅克。从编号你也看得出，这是他们和列维合作发现的第9颗彗星了……