土星探測器

美國的先驅者十一號探測器是以探測土星為主的航天器，重260千克。1973年4月6日自地球出發，探測器於1974年12月4日最接近木星，離木星最高雲層34,000公里以內，藉着木星的強大引力，探測器改變軌道朝向土星，於1979年9月1日最接近土星（當時旅行者1號及旅行者2號已經過木星，同時已經朝向土星進發），離土星最高雲層21,000公里以內，第一次拍攝到了土星的照片。“先驅者”11號被設定會飛過土星的光環，其軌道將會與即將到達的旅行者一樣，用以測試旅行者探測器的軌道。它的探測確定了土星的軌道和總質量，測量了土星大氣成分、温度、磁場，發現了兩個新光環。

“先驅者”11號探測器全長2.9米，設有一條直徑2.74米的高增益天線，在其之前再裝上一條中增益天線。 至於另外一條全方位低增益天線則裝設於高增益天線接收器之下。探測器以兩塊放射性同位素熱電產生器（RTG）作為能源，在拜訪木星時仍能產生144瓦特，但到達土星時只能產生100瓦特的功率。探測器上還設有三個感應器：恆星（老人星）感應器及兩個太陽感應器，藉以根據相對於地球及太陽的位置，及以老人星的位置作後備，用以計算探測器的位置。“先驅者”11號的恆星感應器及起點設定，是按“先驅者”10號的經驗而被重新修改的。探測器上的三對火箭推進器，負責控制轉軸（4.8rpm）及為探制器提供動力。三對火箭推進器都可以按指令持續燃點，或暫停燃點亦可。探測器甫在發射後就使用備用的發射天線。探測器在1985年二月因電池提供的電力開始下降，而開始需要與其他儀器共用電力。最終，基於放射性同位素熱電產生器所提供的能源不足以再進行任何實驗後，探測器的運作及遙測數據於1995年9月30日終止傳送。在終止運作之前，探測器當時正處於離開太陽約44.7天文單位的距離，與太陽赤道面形成17.4度的傾斜角，並正以每年2.5天文單位（每秒12公里）的速度飛行。

1977年8月20日和9月5日，美國發射了一對旅行者號探測器——“旅行者“2號和1號，獲得探測土星的新成果。這對探測器在考察了木星之後，於1980年11月13日和1981年8月26日飛近土星考察。“旅行者”1號掠過土星時，發現成千上萬的光環羣，形成一組交錯在一起的環形綵帶。這樣密集繁多的光環是由無數大小不一的礫石微粒組成的。旅行者1號還着重探測了原來認為是太陽系最大的一顆衞星——土衞六，從拍回的照片上發現土衞六的直徑只有4828千米，而不是過去認為的5760千米，因此判定它小於木衞三，從而退居為太陽系的第二大衞星。此外，還發現了土星和幾顆新衞星。“旅行者”2號則對新發現的土星環和幾個衞星作了近距離探測，向地球發送回1萬多張照片。

“旅行者”號探測器本身重816千克，攜帶有105千克科學探測儀器。它的主體是扁平的十面稜柱體，頂端裝有一直徑為3.7米的拋物面天線，左右兩側各伸出一根懸臂，長的一根是磁強計支柱，短的一根是科學儀器支架。探測儀器有10種，主要是行星及其衞星的攝像設備和各種空間環境探測設備。它們的土星探測之行，初步揭示了土星家族的面貌。

“旅行者”1號於1980年11月略過土星，於11月12日最接近土星，距離土星最高雲層124,000公里（77,000英里）以內。太空船探測到土星環的複雜結構，並且對土衞六上的大氣層進行了觀測。由於發現了土衞六擁有濃密的大氣層，噴氣推進實驗室的控制人員最終決定了讓旅行者1號駛近一點土衞六進行研究，並隨之終止了它繼續探訪其餘兩顆行星。結果造訪天王星和海王星的任務只得交予旅行者2號。這次靠近土衞六的決定使太空船受到了額外的引力影響，最終使太空船離開了黃道，終止了它的探索行星任務。

“旅行者”2號在1981年8月25日最接近土星。當太空船處於土星後方時（相對地球而言），它以雷達對土星的大氣層上部進行探測，並量度了氣温及密度等資料。旅行者2號發現高層位置（氣壓相當於7百帕時）的氣温為70 K（?203°C），而在低層位置（氣壓相當於120百帕）則量度出143K（?130°C）。北極會多冷10K，但仍會出現季節性變化。略過土星後，船上的拍攝平台有點卡住了，使前往天王星和海王星的任務產生變量。幸好，地面的工作人員最終把問題解決，那是因為過度使用而令潤滑油暫時耗盡。最終太空船仍是接到繼續前進的指令，前往天王星。 ^[1] 

“旅行者”號探測器都已飛出太陽系，飛向茫茫宇宙深處。

據國外媒體報道，美國宇航局、歐洲空間局以及意大利航天局共同開發的卡西尼號土星探測器已經在土星軌道上運行了10年，這是一艘專門調查土星及其衞星系統的行星際探測器，也是人類歷史上研製的最先進航天器之一。“卡西尼號”直徑3米，高7米，重6.4噸，攜帶了27種最先進的科學儀器設備。“卡西尼號”還攜帶了探測土星最大衞星土衞六的探測器，取名為“惠更斯號”。 ^[2]  “卡西尼”號在1997年10月15日發射升空，地點位於佛羅里達州卡納維拉爾角航天發射場，7年後抵達土星軌道，“卡西尼”的到來使得土星及其衞星許多未解之謎被揭開，而且還發現了土星的一些新衞星。“卡西尼”任務的關鍵在於釋放惠更斯號探測器，對土衞六的表面進行登陸考察。

自從“卡西尼”號抵達土星系統後，取得了許多突破性的發現，比如發現了土衞六上存在“湖泊”和巨大的風暴，調查並觀測土星上的季節性變化，在前所未有的極端環境中開展科學任務。“卡西尼”號是國際合作的土星探測器，總耗資達到32億美元，其中美國宇航局提供80%的費用，歐洲空間局為15%，意大利空間局為5%。“卡西尼”號在飛往土星的過程中，利用了行星引力場進行加速，飛掠了金星、月球以及木星。

2004年，“卡西尼”號進入土星附近的軌道，並釋放了惠更斯號着陸器，2005年1月14日，惠更斯號進入土衞六“泰坦”的大氣層，成為第一艘在太陽系較外側天體上着陸的飛船，調查結果發現了土衞六表面存在液體物質，成分為液態烷烴，與地球早期的模樣類似，科學家認為土衞六是一個時光機，記錄了地球早期的狀態，從中我們甚至可以找到生命起源的線索，土衞六也是太陽系中最像地球的地方。

“卡西尼”號的主要調查對象仍然是土星，其任務期將延續到2017年，此前“卡西尼”號為我們呈現了土星上各種奇異的大氣現象，比如一個六邊形的超級風暴，還有土星一些衞星上的羽狀噴流等。2017年後，“卡西尼”號的燃料將耗盡，不足以維持在土星的繞行軌道上，科學家將控制探測器墜入土星大氣層中。 ^[3]