土星卫星的精密定轨方案

由于星际探测事业的发展,对土星卫星的定位精度要求愈来愈高,经典的分析法定轨方法已难以适应,在当今计算技术条件高度发展的背景下,本文给出了土星卫星的数值法定轨方案,采用了土星卫星运动的高精度力学模型,并运用１８７４－１９８９这１００多年间的观测资料,引用现代最小二乘估计,对土星卫生进行精密定轨。该方案可以在引用同样的力学模型的前提下,对土星各颗卫星进行定轨,亦可同时进行多颗卫星的定轨。相应的软件比较     

Cassini图像中受散射光影响的7颗土星近环内卫星的天体测量

卡西尼号探测器携带了光学成像科学子系统(ISS: Imaging Science Subsystem), 在2004--2017年间拍摄了一些土星内卫星的图像. 部分图像中土星内卫星非常靠近土星环, 观测对象受土星环散射光影响导致测量精度差, 甚至无法测量. 由此提出一种适用于这类图像的背景消除算法, 可对受土星光环散射光影响的土星内卫星进行测量. 归算了7颗近环内卫星(土卫十(Janus)、土卫十一(Epimetheus)、土卫十五(Atlas)、土卫十六(Prometheus)、土卫十七(Pandora)、土卫三十二(Methone)和土卫四十九(Anthe))的70张ISS图像, 并与不消除散射光的方法进行了比较. 结果显示, 该方法至少可以提高43%的精度. 和喷气推进实验室的土星卫星历表\lk SAT415相比, 测量得到的赤经和赤纬方向的残差均值分别为0.72km和2.26km, 标准差分别为10.99km和11.36km.     

土星卫星CCD定位观测的初步分析

发表了１９９４年８月土星主要卫星ＣＣＤ观测的相对位置资料及其与理论值的比较分析。观测使用了开放实验室分山基地的１５６ｃｍ天体测量望远镜上的ＣＣＤ探测器．对观测资料的分析表明；Ｒｈｅａ和Ｄｉｏｎｅ相对于Ｔｉｔａｎ的位置精度为０．１２”。这相当于距离土星７００ｋｍ．土星卫星ＣＣＤ观测与最佳的照相观测比较，其位置精度相当。     

太空深处探土星

土星是太阳系中大小和质量仅次于木星的大行星,也是夜空中最美丽的行星,神奇壮美的土星环不知让多少天文学家和爱好者为之着迷。 自1979年9月11日美国"先驱者"11号飞临土星以来,"旅行者"1号、"旅行者"2号、哈勃空间望远镜等前赴后继,纷纷聚焦土星,取得了许多新的振奋人心的发现。今年7月1日,美国宇航局(NASA)的"卡西尼"号航天器在经历近四年的漫长太空之旅后,将再次飞抵土星,全面探测土星及其卫星,"卡西尼"携带的"惠更斯"探测器将首次登临土星最大的卫星土卫六即泰坦,揭开悬而未决的重大科学疑问。由此,土星的空间探测历史又将翻开崭新的一页。 我们特地在这个历史性时刻到来之前遴选了一些历史上著名的土星探测照片,以飨广大读者。让我们在品味土星倩影的同时,期待"卡西尼"的上佳表现。并敬请读者继续关注本刊今后的追踪报道。     

小资料

土星是太阳系中第二大行星,它的质量为地球质量的95倍,体积是地球的750倍。土星日长度为10小时14分,年长度为29．5地球年。已命名的卫星18颗。主要的大气成份是氢和氦。土星赤道的风是地球上平均飓风强度的10倍,速度达到1600千米／小时。土星环非常薄,它们大约只有100米厚,同光环的直径275000千米相比,它就相当于一个1．5毫米厚而直径达41公里的光盘。土星结构分为三层：即岩石内核、中间层（幔）和液态外层。中间层的压力相当于300万个地球大气压。中间层主要由氢组成,与高压下它们成为液态金属相。土卫二作为土星的一个卫星,是太…     

令人神迷的"卡西尼"土星图像

"卡西尼"号探测器目前正在一点一点地靠近土星,预计将于7月1日进入土星轨道。随着它与土星渐渐靠近,它所拍摄的土星照片也越来越清晰,"卡西尼"探测土星的序幕已经揭开,高潮即将来临。 图1:土星环及其阴影。今年5月10日,"卡西尼"号从距离土星2720万千米处拍摄,照片的清晰度为每像素约162千米。半透明的A环和最外侧的F环投影在土星的北半球。 图2:土星F环与牧羊卫星。"卡西尼"从距离土星3140万千米处拍摄,照片的清晰度为每像素约187千米。最外侧的细环是F环,土卫Prometheus和Pandora分别位于F环的内、外两侧,其巧妙的轨     

“卡西尼”的新发现

“卡西尼”成像科学家分析了2004年2月以来“卡西尼”拍摄的土星及其环和卫星的图像,其中包括土星轨道介入机动飞行后马上拍摄的,此时“卡西尼”在比以前任何一个空间探测器都更近的距离上飞掠土星环。对这些资料的深入研究,有助于天文学家了解土星环是怎么产生的。在许多图像中发现了以前未观测到的环特征。通过研究小     

由土卫九(Phoebe)轨道数值改进求解土星质量

为测定土星质量,对收集到的1905年至2006年期间的686次观测[其中包括182次照相观测和504次CCD(电荷耦合器件)观测]通过数值积分进行拟合来改进土星的暗弱的外卫星Phoebe的轨道,并得到土星系总质量msa的新的测定值:3 497.0-1msun(太阳质量),为更精确地测定土星质量提供了一个有价值的参考值。     

发现土星和木星的新卫星

就在不久前,天王星因有21颗卫星而被视为太阳系中拥有卫星最多的一颗行星,但曾几何时,土星和木星的卫星数已遥遥领先,土星以30颗卫星的优势荣居榜首。 去年公布12颗新土卫之后,里克天文台的格拉德曼和他的国际观测伙伴用望远镜重新对它们进行观测,并修正了轨道。格拉德曼在他的网址(www.obs-nice.fr/saturn)上指出,它们属于不规则卫星,都很小,直径     

宇宙信息

土卫二热能输出超乎预想 根据对美国宇航局卡西尼土星探测合成红外分光仪所搜集数据的新分析,土星卫星土卫二南极区域的热能输出超出了先前所想,达到了大约158亿瓦,相当于20个燃煤的发电厂。     

木星、土星、天王星及其规则卫星的形成

太阳系原始星云盘内木星和土星区域,尘粒先形成行星的固态核.固态核的质量增加到10~(25)克量级时,就开始吸积气体,在核周围逐渐形成了自转着的扁气壳.尘粒和小冰块进入气壳后,大部分落入核,小部分由于气壳物质的阻尼而使其轨道的e,i值减小,在核周围形成很扁的星子盘,规则卫星就在其内形成.气壳物质后来落到核上面,成为木星和土星的中层和外层.由于中心体的质量增加,规则卫星的轨道便缩小几倍.靠近土星的卫星落人土星的洛希极限内,瓦解为土星光环.天王星未形成气壳.质是约天王星质量的5％的残余大星于碰到天王星,使它侧向自转起来;同时碰出很多物质,这些物质的一部分在天王星赤道面上绕天王星转动起来,并较快地冷却,形成了五个天卫和最近发现的光环。     

土星卫星的天文底片数字化和位置测量

在天文底片数字化工作中,利用高端商用扫描仪可能是一条简单而有效的途径.针对1988年云南天文台1m RCC(Ritchey Chretien Coude)望远镜拍摄的6张土星卫星天文底片,探讨了利用Epson公司10000XL商用扫描仪的底片数字化技术和数据处理方法.基于底片数字化图像和UCAC2(The Second US Naval Observatory CCD Astrograph Catalog)参考星表,重新测量土星卫星的位置.通过与IMCCE(Institut de Mecanique Celeste et de Calcul des Ephemerides)提供的土卫历表位置比较表明,土星卫星的定位结果在赤经和赤纬方向上的残差均值分别为0.056″和0.009″,在赤经和赤纬方向上残差的标准偏差分别为0.106″和0.089″.     

"卡西尼"土星探测计划详解

"卡西尼"号土星探测计划是一项以美国宇航局和欧洲空间局为主、共有17个国家参加的大型国际合作课题,它是人类进入空间时代以来最激动人心的探测项目之一。 "卡西尼"号1997年10月15日在卡那维拉尔角肯尼迪宇航中心发射升空,经过近8年的长途跋涉,按计划于今年7月1日飞临土星,进入距离土星2万多千米的环绕土星运转的轨道,将要围绕土星运行4年,共绕土星旋转74圈,对土星、土星的卫星和光环作详细的观察和探测。"卡西尼"号飞船直径3米,高7米,重6.4吨,除携带27种最先进的科学仪器设备之外,还携带了一个探测土卫六的子飞船"惠更斯"号。这是人类对太阳系中某一颗行星进行的最周密、持续时间最长的一次探测,探测任务极其丰富。     

土卫与土星环的碰撞

近日,美国宇航局网站公布了卡西尼号飞船拍摄的土卫十六（普罗米修斯）和土星F环碰撞产生“涟漪”的视频,F环上的物质被拽向卫星,在环上留下一道道暗条（http/／saturnjplnasa．gov／multimedia／videos／video-detailmcfm？ideoID=163）。土卫十六每14．7小时绕土星一周,每次当它运行到离土星最远处时,离F环最近,此时就会把物质从F环上拽出。     

土星主要卫星天体测量定标试验

在地面望远镜观测土星主要卫星的精确定位中,目前普遍采用CCD成像技术。为了测量视场中暗卫星的位置,常采用4颗主要卫星(土卫三-土卫六)进行定标。鉴于技术的进步,目前CCD视场正在逐步增加,如何精确定标图像值得研究。利用2010年1月20日在云南天文台1 m望远镜上观测的不同取向的105幅CCD图像进行了试验研究。采用了美国喷气推进实验室土星主要卫星历表和美国海军天文台的UCAC4恒星星表进行计算,相对于不同的参考对象进行定标。结果表明,采用4颗主要卫星进行定标并测量离卫星较近的观测对象时具有较好的测量准确度和内部精度。测量离定标星较远的卫星时,这种定标方法具有较大的不确定性。采用6颗主要卫星(土卫三-土卫八)进行定标,所有卫星的测量结果具有更好的外部和内部符合。即便如此,采用四常数模型和六常数模型定标的结果都不是令人满意,这揭示CCD视场存在明显的扭曲效应。如果采用视场中的恒星定标,卫星的外部符合和内部精度明显变差,这说明UCAC4恒星参考星表也不是理想的定标用参考星表。     

另类的世界：太阳系中10颗最奇怪的卫星

从大小上讲。卫星不得不向行星屈膝。但在“个性”上,却往往比它们的“父母”更胜一筹。太阳系中已经命名的卫星和行星数量之比超过了20比1,展现出了惊人的多样性。其中一些卫星自身的复杂性不输给任何行星,例如土卫六。另一些则可能是生命的避难所,例如由冰壳覆盖的水世界木卫二。哪怕是最小的卫星也充满着神秘,最明显的就是那些围绕土星公转的“飞碟”。     

宇宙信息

美国宇航局制作的土星电影上镜率很高的土星现在成了电影明星。天文学家将哈勃空间望远镜拍摄的土星、土星环和土星的几颗卫星的图像制作成三部电影。每部电影荟萃了土星30年围绕太阳跳华尔兹的精彩过程。其中有两部电影显示了当土星环倾斜,侧向地     

“卡西尼”土卫二大探秘

据美国《每日科学》网站2010年5月4日报道,“卡西尼”土星探测器最近成功完成了26小时的土卫二引力观测任务。发回大量关于该卫星内部组成和结构的数据,有希望给出土卫二曾经或现存生命的某些证据。     

行星科学与深空探测（二）--行星科学研究的国际现状和发展趋势

根据太阳系行星物质的主要性态和大小,人们通常将其分成行星（包括类地行星和类木行星）、卫星、小行星、彗星和流星体。类地行星包括水星、金星、地球和火星;类木行星包括木星、土星、天王星和海王星;质量较大的小行星和卫星的内部结构与类地行星相似,质量较小的小行星和卫星以及流星体主要由岩石和金属组成;彗星是含有太阳系形成时期物质且没有经过太多物理和化学演化的冰态小天体。     

漫话矮行星与太阳系小天体

我们所在的太阳系,是银河系中一个典型的行星系。它以太阳为中心,包括八颗行星,即水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星;有至少167颗已知的卫星;一些矮行星（包括类冥天体）：还有大量的、难以计数的太阳系小天体。太阳拥有太阳系内已知质量的99．86％,并以引力主宰着太阳系;木星和土星是太阳系内最大的两颗行星,它们占了剩余质量的90％以上。