當你的航天器在20年的旅程後耗盡燃料時，你會怎麼做？當然是讓它以最後的輝煌衝向它已經研究了十多年的行星。
卡西尼任務於1997年10月15日發射。七年後，該航天器進入土星軌道。自那時以來，它在這顆太陽系第二大行星上取得了一些令人難以置信的發現，包括在土星最大的衛星泰坦上發現液態碳氫化合物湖，以及在另一顆衛星恩克拉多斯內部的地下海洋中發現噴出的水冰和粒子羽流。
現在，該航天器已接近旅程的尾聲。週二，在噴氣推進實驗室（JPL）舉行的會議上，一個卡西尼號科學家小組討論了該任務的戲劇性結局。
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為了為任務的結束做準備，卡西尼號在11月向土星靠得更近，將其軌道從近乎赤道傾斜到從兩極環繞土星。今年早些時候的影像顯示了新的近距離觀察，航天器掠過土星環。4月22日，工程師將最後一次利用泰坦的引力來調整卡西尼號的軌道，這是一種在整個任務中一直使用的節省燃料的操作，透過利用衛星的引力場將其拋射來改變航天器的速度。這一次，調整將使卡西尼號飛掠土星環和行星之間，這是以前航天器從未走過的路線。探測器將以這種方式繞行星飛行近二十次，然後在九月份戲劇性地最終下降到其氣態大氣層中。
研究小組的研究人員已經模擬了卡西尼號將要採取的精確路徑，它將以超過110,000公里/小時的速度衝入一個相對狹窄的1200英里間隙。即使經過仔細的規劃，這也是一項冒險的操作。“以這種速度，一粒沙子會擊毀我們的一個儀器，或者如果它在錯誤的位置，可能會使我們的航天器癱瘓，”JPL的卡西尼號專案經理厄爾·梅茲說。“這在其他任何時候我們都不想嘗試。但現在是時候了。”
卡西尼號成像團隊負責人卡羅琳·波爾科沒有出席JPL會議，她在電子郵件中寫道，我們可以期待從這些最後軌道上獲得一些驚人的景象。“我們從環擦軌道上看到的影像是對環外部分環粒子非常小尺度行為的最清晰觀察，”她寫道。“我期望在環的內部分的影像中看到同樣的強大細節。”
除了捕捉影像外，卡西尼號還將測量土星環的質量，以深入瞭解其可能的起源、年齡和粒子組成。“我們知道土星環中99%是水冰，但我們不確定另外1%是什麼，”JPL的卡西尼號專案科學家琳達·斯皮爾克說。“會是微小的鐵粒、矽酸鹽、有機物，還是這三者的混合物，還是我們甚至沒有想到的其他東西？”卡西尼號的宇宙塵埃分析儀將收集環粒子以找出答案。
在卡西尼號在土星環和土星之間進行的22次俯衝過程中，它還將捕捉到該行星兩極旋轉的巨大颶風的最佳景象，特別是北極的奇形六邊形急流。它還將測量氫氣、氦氣和其他大氣氣體的丰度，以及研究極光。
卡西尼號還將測量土星的引力和磁場，使研究人員能夠前所未有地瞭解這顆氣態巨行星的隱藏內部，並揭示被氣體籠罩的岩石核心的大小。喬納森·盧尼對此特別感興趣，他在卡西尼號上使用雷達和其他儀器，並且是朱諾號任務的合作研究員，朱諾號任務於去年夏天進入木星軌道以深入瞭解這顆龐大行星的深處。“朱諾號正在獲取木星的第一個引力資料，”盧尼說。“因此，比較木星和土星內部結構的機會非常難得。”
在2017年9月15日最後一次在土星環之間俯衝時，卡西尼號的路徑將使其墜入土星大氣層。在長達三分鐘的時間裡，航天器將努力使其天線指向地球，在分解成它已經探索瞭如此之久的行星之前，傳輸最終資料。卡西尼號的自我燃燒似乎富有詩意，但這實際上是一種實際的操作，以消除它意外接觸並用來自地球的生物材料汙染任何無數的土星衛星（尤其是泰坦和恩克拉多斯）的風險。這兩者都是外星生命潛在居所清單上的重要部分，使其成為未來探索的可能目標。
卡西尼號的終結是苦樂參半的。“我們已經在土星待了13年，”梅茲在JPL的簡報會上說。“你早上可以起床，你可以得到天氣預報，你可以看到影像是什麼樣子，你可以獲得空間天氣[或]磁場的狀態。”
今年秋天，科學家將失去與遙遠行星的聯絡，以及我們對外部太陽系最強大、最有能力的觀察，該太陽系在很大程度上仍未被探索。朱諾號在木星的強烈輻射中也堅持不了多久，除了新視野號進入柯伊伯帶之外，火星以外的外部太陽系將變得黑暗。
儘管可能需要20年才能開展下一次如此規模的任務，但卡西尼號留下了太多的疑問，不容許我們不再回去。
像盧尼這樣的行星科學家已經期待著在恩克拉多斯臭名昭著的羽流中尋找生命，卡西尼號沒有能力對其進行測量。“我們可以用今天的質譜儀傳送另一艘航天器，它可以確定羽流中是否存在生物分子，”他說。“這是土星探索下一步中一個非常令人興奮的可能性，這得益於卡西尼號的發現。”