上海天文台VLBI观测站参加惠更斯登陆土卫六的跟踪观测

“卡西尼－惠更斯”号是美国国家航空航天局（NASA）、欧洲空间局（ESA）和意大利航天局（ISA）的一个合作项目，主要任 务是对土星系进行空间探测。卡西尼—惠更斯号土星探测器是人类迄今为止发射的规模最大、复杂程度最高的行星探测器。卡西尼号探 测器以意大利出生的法国天文学家卡西尼的名字命名，其任务是环绕土星飞行。惠更斯号探测器是卡西尼号携带的子探测器，它以荷兰 物理学家、天文学家和数学家惠更斯的名字命名，其任务是深入土卫六泰坦的大气层，对这颗土星最大的卫星进行实地考察。

“卡西尼－惠更斯”号已于2004年7月1日按照既定计划进入土星轨道，10月26日首次飞掠土卫六泰坦，第一次近距离观察泰坦，并拍下 照片。12月25日“惠更斯”探测器与“卡西尼号”成功分离，大约1小时后，地面观测站收到从“卡西尼号”传来的两个探测器分离时的 信息，目前“惠更斯号”处于人类控制的着陆阶段。2005年1月14日“惠更斯号”探测器将进入到泰坦的大气层，然后经过1个半小时降 落到泰坦的表面。在降落过程中，“惠更斯号”上携带的科学仪器将进行一系列科学实验，包括收集土卫六大气层中的数据，以及进行 多普勒风实验等等，这些数据和实验将直接用于分析泰坦大气层的成分、结构模型以及地表结构等等。

上海天文台25米射电望远镜参加了由荷兰JIVE（Joint Institute for VLBI in Europe）研究所主管负责的“VLBI跟踪惠更斯探测器” 项目（以下简称“惠更斯”项目）。这个项目将利用全球几十个射电望远镜组成的VLBI网全程监测“惠更斯号”降落过程，从而反演出 泰坦大气层的结构模型，得出的结果将和“惠更斯号”自身携带的多普勒风仪器的结果相比较。“惠更斯”项目的主要目的是评估探测 器在降落到泰坦表面过程中直接接收和探测S波段射电信号的可行性，从而评估下一代地面射电望远镜借助于VLBI技术跟踪深空探测器的 可行性。

“惠更斯”探测器于2005年1月14日世界时9时左右进入土卫六大气层，信号经过约70分钟到达地球上，经过约两个半小时在土卫六表面 南纬10度，东经160度附近区域着陆。在它的着陆过程中，仅能被环太平洋地区的澳大利亚、中国、日本和美国的十几个射电望远镜观测 到，上海25米天线是其中之一。上海25米射电望远镜能够观测到整个降落过程，因此对于整个观测项目非常重要。

观测和接收“惠更斯号”降落过程的射电信号是在2040MHz，但是标准的VLBI接收机S波段接收机频率在2200MHz以上。为了“惠更斯”项 目，参与本次VLBI观测的30多个射电望远镜都建造了新的S波段接收机，并配置了磁盘记录设备，专门用于接收2040MHz附近频率上的信 号。

为了保证“惠更斯”项目的顺利进行，参与该项目的射电望远镜进行了多次试观测，一是检验新的S波段接收机的系统灵敏度和稳定性， 二是在惠更斯着陆天区寻找合适的射电源用作相位参考源，三是测试数据接收和处理的软硬件系统。上海佘山VLBI观测基地参与了大部 分“惠更斯”项目的试观测，均收到令人满意的结果。上海25米射电望远镜参加了欧洲网VLBI联测，这个实验的目的之一是在惠更斯着 陆天区寻找合适的相位校准源；参加了全球VLBI联测，这两次观测除了进一步评估相位校准源外，还包括监测S波段灵敏度、测试跟踪“ 卡西尼号”的能力已经测试软件处理能力等目的；乌鲁木齐VLBI观测基地也参加了对校准源的观测实验。为了进一步评估新S波段接收机 系统参数，上海25米望远镜还与日本的Kashima站联合进行了单基线（新）S波段实验，该实验的结果还将用于评估和检测其他射电望远 镜的接收机系统。上海25米观测基地除了参加“惠更斯”项目观测实验外，还派出科研人员到荷兰JIVE研究所参与观测数据的后处理工 作，数据处理结果在JIVE给欧洲航空局的报告中被大量引用。