美国宇航局的Cassini航天器在土星一天测量

测量土星日的确切长度正好成为最初思考的更大挑战。

在土星轨道上十多年来，Cassini的乐器已经搏斗，令人困惑的测量来确定地球的精确旋转率。特派团的最后一年和前所未有的轨迹将使Cassini带入未开发的地区，如此靠近土星，科学家终于回答这个问题：

在土星上有多长？

美国宇航局的Cassini SpaceCraft于2016年4月盯着土星近44小时，以获得这部电影显示四天的季节。Cassini将于2017年4月开始在地球和戒指之间开始一系列PE，朝着戏剧性的任务结束 - 六个月后的最后一场进入地球的最后一口。

Michele Dougherty曾经说过测量土星日的长度就像在大海捞针中搜索针头。现在她认为老陈词滥调短暂。“更像是寻找几个针，改变颜色和形状不可预测，”她说。

位于伦敦帝国学院，Dougherty是Cassini上的磁力计仪器（Mag）的主要调查仪，比以前的任何航天器更紧密地研究地球。然而，卡西尼尼的乐器似乎无法向土星钉在一起，即，对于地球而言，难以错过：一天的长度。部分挑战源于真正的一天。

当一个人说：“几天已经多云，”他们传达了天空多云的长度（那是多少时间）。但是一天真的是运动的描述，而不是时间。太阳没有上升或设置。相反，太阳的明显运动是地球在其轴上旋转的结果。观察者不需要在地球上以达到地球日的长度。

太空系统中的某人或太阳系中的另一个星球可以选择地球上的明显表面特征，如马达加斯加，然后记下其位置并单击秒表。当马达加斯加返回到秒表开始时的位置时，观察者可以注意到经过的时间。如果它们正常测量，他们会发现地球每23.934小时旋转一次。这是地球的旋转率 - 一天的定义。

使用相同的原理，地球已经了解了其他行星的旋转速率。玛里的一天持续了大约两个地球几个月。和火星一天持续24.623个地球时间，几乎没有地球。但观看表面功能对所有行星同样不起作用。

当一个星球的大部分游泳在数千英里的大气下方时，时钟旋转速度的挑战甚至更加强硬。像土星和木星一样的天然气行星上的旋转云带以不同的速率移动，使得不可能使用云来测量地球的旋转速率。但即使那么，科学家也有一对夫妇缩小袖子：地球的磁场和无线电波排放。

在地球的内部，热量导致导电流体移动，并且这些电流产生磁场，该磁场可以多次延伸到地球的直径的空间中。在地球和木星上，磁北极从每个星球的旋转轴倾斜约10度，这意味着它没有与星球上的“真正的北”杆保持一致。如果你可以从空间看到木星或地球的磁场，并且你加速时间，磁场似乎像行星旋转一样像呼啦圈一样摆动。由于磁场在行星的深内部产生，因此对于大多数行星，该领域的旋转速率告诉科学家本身的旋转速率。一个完全摆动等于一天。

我们看不到磁场，但是称为磁力计可以的仪器，无线电天线可以检测来自每次行星旋转的图案的行星的无线电发射。事实上，几乎一旦无线电天线发明，科学家们介绍了木星有9小时，50分钟的日子，根据爱荷华州爱荷华大学物理学家和卡西尼的广播和等离子体波科学领导者（RPWS）团队。“木星就像一个时钟。它不会失去时间。它不会获得时间，“他说。

但是，土星就像没有其他星球，我们的太阳绕着我们的阳光。它的磁场似乎偏离其旋转轴的偏移量非常小于程度，因此土星的磁场不是呼啦圈，而是似乎旋转平滑，没有摆动。科学家们可能希望在土星遵守磁力和方向的稳定信号，但它们没有。

Cassini Mag仪器已经检测到Haturn的磁场中的信号，这些信号在数据中看起来像一个大约每10小时和47分钟的数据。科学家们称之为经常重复信号“周期性”。但是，无论您是观察土星的北部或南半球，这种周期都有不同的价值，也似乎也随着季节而变化。

该频谱图和视频显示了由NASA的Cassini SpaceCraft检测到的已知土星辐射的土星的无线电波的变化模式。

RPWS仪器还检测到周期性，另一个Cassini的仪器，磁体成像仪（MIMI）观察到精力充电的粒子（质子，电子，离子）周围周围的磁场周围地鞭打。“咪咪乐器看到了这些围绕地球移动的这些斑点，”库尔斯说。但是，对斑点，无线电排放和磁场的观察不足以对科学家们感到肯定有关土星的旋转率。

卡西尼科学家不认为土星的轮转率是他们必须解决的难题。“我们认为我们已经知道了，因为旅行者测得它，”Kurth说。Voyager数据提出了土星日约为10.7小时。但是Cassini的磁力计根据航天器是否观察到土星北部或南半球的距离，或较短的磁力计。

“土星已经迟到了我们，”Dougherty说。“它的旋转率在10.6和10.8小时之间，可能是我们看到的信号，我们不确定它与内部有关。我们所知道的是，在我们的MAG数据中，我们看到北方或南方不同的振荡，以及随着时间的推移而变化。“

Dougherty说，一个可能的原因是土星的气氛中的一些东西正在扰乱或取消真正行星磁场的影响。如果是这种情况，越来越靠土星可能有所帮助。

对于Cassini的使命的最后阶段，航天器将于2016年11月开始于土星的主要环之外进行20个轨道，其次是22轨轨道通过土星的上层大气层之间的未开发的空间和最内环从2017年4月开始。在那里，Cassini更清楚地看到土星的旋转速度，并解决了土星日的神秘而在看到土星的旋转速度。

“到2017年5月底，”Dougherty说：“我们应该知道我们是否能够解决它。”