藝術(shù)概念圖，呈現(xiàn)了繞水星軌道飛行的“信使”號(hào)探測(cè)器
如果一切順利的話，“信使”號(hào)將成為有史以來(lái)第一顆進(jìn)入水星軌道的探測(cè)器。屆 時(shí)，這顆探測(cè)器將對(duì)水星地表進(jìn)行詳細(xì)測(cè)繪，同時(shí)研究水星的構(gòu)成、磁環(huán)境、稀薄的大氣層以及其他特征。“信使”號(hào)探測(cè)器造價(jià)4.46億美元。自2004年8 月發(fā)射升空后，公眾一直未對(duì)這顆探測(cè)器給予很大關(guān)注。隨著進(jìn)入水星軌道并執(zhí)行為期一年的觀測(cè)任務(wù)，“信使”號(hào)將為公眾和科學(xué)家?guī)?lái)一系列驚人發(fā)現(xiàn)。
“信使”號(hào)水星探測(cè)器十大驚人事實(shí)：
1.它是一位馬拉松選手
作為太陽(yáng)系最內(nèi)側(cè)的行星，水星與地球之間的距離并不算遙遠(yuǎn)。水星繞太陽(yáng)軌道運(yùn)行時(shí)與太陽(yáng)之間的距離平均在3600萬(wàn)英里(約合5800萬(wàn)公里) 左右，相比之下，地球繞太陽(yáng)軌道運(yùn)行時(shí)與太陽(yáng)之間的距離大約在9300萬(wàn)英里(約合1.5億公里)上下。從地球出發(fā)前往水星后，“信使”號(hào)探測(cè)器已經(jīng)飛行 了大約49億英里(約合79億公里)，飛行時(shí)間超過(guò)6年半，在此過(guò)程中，它已經(jīng)繞太陽(yáng)運(yùn)行了15周。
飛行路線如此迂回曲折的原因有兩個(gè)：一個(gè)是，水星距離太陽(yáng)很近，另一個(gè)是，這顆行星的大氣層極為稀薄。為了進(jìn)入水星軌道，“信使”號(hào)需要大幅減 速，允許水星引力戰(zhàn)勝附近太陽(yáng)的拖拽，進(jìn)而捕獲這顆探測(cè)器。在抵達(dá)金星或者火星軌道時(shí)，飛船可通過(guò)滑行穿過(guò)兩顆行星較為厚實(shí)的大氣層的方式減速，這一過(guò)程 被稱之為“大氣制動(dòng)”。但“信使”號(hào)無(wú)法在水星大氣層做到這一點(diǎn)，因?yàn)樗谴髿鈱訕O為稀薄。
自2004年發(fā)射升空以來(lái)，“信使”號(hào)已多次飛越金星、地球和水星，進(jìn)行減速。在這些“引力輔助”下的機(jī)動(dòng)過(guò)程中，這些行星大大消耗了“信使”號(hào)的動(dòng)力?，F(xiàn)在的“信使”號(hào)正準(zhǔn)備進(jìn)行最后一次發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火，進(jìn)入水星軌道。
2.同時(shí)也是一位短跑選手
盡管旅途較為漫長(zhǎng)，但“信使”號(hào)的飛行速度并不慢。研究人員表示，這顆探測(cè)器在6年半的太空飛行中相對(duì)于太陽(yáng)的平均速度達(dá)到每小時(shí)8.45萬(wàn)英 里(約合每小時(shí)13.6萬(wàn)公里)。這一速度幾乎是美國(guó)宇航局的航天飛機(jī)在低地球軌道飛行時(shí)的5倍。有時(shí)候，“信使”號(hào)的飛行速度超過(guò)每小時(shí)14萬(wàn)英里(約 合每小時(shí)22.5萬(wàn)公里)，接近史上探測(cè)器的最快飛行速度。研究人員稱，1976年宇航局的“太陽(yáng)神2號(hào)”飛船相對(duì)于太陽(yáng)的飛行速度超過(guò)每小時(shí)15萬(wàn)英里 (約合每小時(shí)24.1萬(wàn)公里)。
3.也是一只“油老虎”
2004年發(fā)射時(shí)，“信使”號(hào)的重量達(dá)到2420磅(約合1100公斤)左右，推進(jìn)劑的比重占到55%左右，達(dá)到1320磅(約合600公 斤)。攜帶如此多的推進(jìn)劑的一個(gè)重要原因是，“信使”號(hào)需要減速以進(jìn)入水星軌道。美國(guó)東部時(shí)間17日晚上大約8點(diǎn)45分，“信使”號(hào)的主推進(jìn)器將點(diǎn)火，持 續(xù)大約15分鐘。研究人員表示，入軌過(guò)程——“信使”號(hào)飛行速度減至足以讓水星引力捕獲的程度——將消耗“信使”號(hào)在發(fā)射時(shí)所攜推進(jìn)劑的大約31%。
4.“信使”身軀并不龐大
“信使”號(hào)的主體高4.7英尺(約合1.42米)，寬6.1英尺(約合1.85米)，長(zhǎng)4.2英尺(約合1.27米)，體積與一個(gè)大辦公桌相 當(dāng)。它裝有2個(gè)太陽(yáng)能電池板“翅膀”，面積為5英尺×5.5英尺(約合1.5米×1.65米)，在探測(cè)器兩側(cè)展開(kāi)。“信使”號(hào)發(fā)射時(shí)的重量超過(guò)1噸，其中 有超過(guò)一半的負(fù)荷為燃料，探測(cè)器本身以及所攜帶科學(xué)儀器的總重量大約在1100磅(約合500公斤)左右。
5.一身高科技裝備
“信使”號(hào)將幫助科學(xué)家解答有關(guān)水星的6大疑問(wèn)，其中包括這顆體積較小的行星為何擁有極高的密度以及極地隕坑內(nèi)是否存在水冰沉積物。為了找到這 些問(wèn)題的答案，科學(xué)家為“信使”號(hào)安裝了一系列高科技裝備。“信使”號(hào)共攜帶7種不同的科學(xué)儀器以及1個(gè)無(wú)線電科學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備。這個(gè)實(shí)驗(yàn)設(shè)備包括多臺(tái)照相 機(jī)、1臺(tái)激光測(cè)高儀、1臺(tái)磁力計(jì)以及各種分光計(jì)。借助于這些儀器設(shè)備，“信使”號(hào)能夠完成一系列任務(wù)，例如對(duì)整個(gè)水星表面進(jìn)行詳細(xì)測(cè)繪，收集有關(guān)水星地殼 構(gòu)成的數(shù)據(jù)以及研究磁場(chǎng)和稀薄大氣層的特性。
6.“信使”有把遮陽(yáng)傘
由于水星距離太陽(yáng)很近，“信使”號(hào)在繞水星軌道運(yùn)行時(shí)必須經(jīng)受住高溫和強(qiáng)太陽(yáng)輻射的考驗(yàn)。為此，任務(wù)規(guī)劃人員專門(mén)為“信使”號(hào)打造了一把“遮陽(yáng) 傘”，也就是具有高反射性的耐熱遮陽(yáng)罩。研究人員表示，遮陽(yáng)罩安裝在“信使”號(hào)前端的一個(gè)鈦結(jié)構(gòu)上，高大約8英尺(約合2.4米)，寬大約6英尺(約合 1.8米)，能夠很好地保護(hù)這顆探測(cè)器。
在水星距離太陽(yáng)最近時(shí)，遮陽(yáng)罩前方的溫度可達(dá)到700華氏度(371攝氏度)。但在遮陽(yáng)罩的后面，“信使”號(hào)以及所攜儀器的溫度卻保持在室溫狀態(tài)，即大約70華氏度(20攝氏度)左右。
7.長(zhǎng)長(zhǎng)的橢圓形軌道
“信使”號(hào)的12小時(shí)繞水軌道將是一個(gè)橢圓形。距離水星表面最近時(shí)，二者之間的距離不超過(guò)124英里(約合200公里)，最遠(yuǎn)時(shí)的距離達(dá)到 9420英里(約合15193公里)。距水星地表高度的短暫變化允許“信使”號(hào)更好地了解水星的地質(zhì)特征。此外，橢圓形軌道也能保護(hù)“信使”號(hào)免遭水星荒 涼表面反射的大量熱量侵襲。
8.追隨另一顆探測(cè)器的腳步
“信使”號(hào)將是第一顆進(jìn)入水星軌道的探測(cè)器，但它并不是第一顆對(duì)這顆太陽(yáng)系最內(nèi)側(cè)行星進(jìn)行觀測(cè)的探測(cè)器。1974年和1975年，美國(guó)宇航局的 “水手10號(hào)”探測(cè)器曾3次飛越水星，為科學(xué)家拍攝了迄今為止細(xì)節(jié)最為豐富的水星照片。但“水手10號(hào)”每次看到的都是水星的同一側(cè)，因此只能對(duì)大約 45%的水星地表進(jìn)行測(cè)繪。研究人員表示，在3次飛越水星過(guò)程中，“信使”號(hào)已經(jīng)完成了大量測(cè)繪工作。與30多年前的前輩“水手10號(hào)”相比，這顆探測(cè)器 將幫助科學(xué)家進(jìn)一步了解水星。
9.任務(wù)為期僅“2天”
“信使”號(hào)任務(wù)雖然雄心勃勃，但任務(wù)為期只有區(qū)區(qū)2個(gè)水星日。水星自轉(zhuǎn)速度極慢，一個(gè)水星日大約相當(dāng)于176個(gè)地球日。與自轉(zhuǎn)相比，水星以極快 的速度繞太陽(yáng)軌道運(yùn)行，短短88天便可運(yùn)行一周。在為期12個(gè)地球月的在軌觀測(cè)中，“信使”號(hào)將經(jīng)歷2個(gè)水星日，但所經(jīng)歷的水星年卻超過(guò)4個(gè)。
10.一次神風(fēng)式任務(wù)
“信使”號(hào)的科學(xué)觀測(cè)任務(wù)為期一年。研究人員表示這顆探測(cè)器也可以延長(zhǎng)服役時(shí)間，能否做到這一點(diǎn)讓我們拭目以待。進(jìn)入軌道后，“信使”號(hào)將一直 從高空對(duì)“水星”進(jìn)行觀測(cè)，研究和分析它的這個(gè)最終歸宿地。這顆探測(cè)器并沒(méi)有足夠燃料幫助它重返地球。在收集數(shù)據(jù)的工作結(jié)束后，“信使”號(hào)將最終墜落水 星，在水星坑坑洼洼的表面產(chǎn)生另一個(gè)大洞。(任秋凌)
