新華社北京10月20日電 新聞分析:人類第三次水星探測的難點、看點和亮點
新華社記者華義 張瑩
歐洲和日本航天機(jī)構(gòu)聯(lián)合研發(fā)的探測器“比皮科倫坡”20日啟程,飛向離太陽最近的行星——水星。按計劃,它將于2025年抵達(dá)水星軌道展開觀測。
這是人類第三次無人水星探測任務(wù)。它將面臨哪些難點?整個探測任務(wù)又有哪些看點和亮點?
探測有何難點
水星是太陽系八大行星中距離太陽最近的一顆,這使水星的探測之路充滿了艱險。
水星身后是比地球重33萬倍的太陽,其巨大的引力作用將對探測器進(jìn)入水星軌道形成干擾。此外,水星白天太陽直射處溫度可高達(dá)430攝氏度,夜晚溫度則降至零下170攝氏度,晝夜溫差達(dá)600攝氏度。強(qiáng)烈的太陽光和高溫也大幅增加了水星探測器在軌觀測難度。
歐洲航天局介紹說,該機(jī)構(gòu)此前深空探測都是前往太陽系內(nèi)相對寒冷的區(qū)域,“比皮科倫坡”任務(wù)是首次將探測器送往如此靠近太陽的地方。
人類此前僅有一次成功將探測器送入水星軌道的記錄。第一次水星探測任務(wù)是1973年發(fā)射的美國“水手10”號探測器,它曾3次掠過水星,但一直未能進(jìn)入水星軌道。2004年,美國又發(fā)射“信使”號水星探測器,它于2011年3月成功進(jìn)入水星軌道,2015年完成使命后撞水星自毀。
據(jù)介紹,“比皮科倫坡”要想成功入軌,需要在長達(dá)7年的飛行時間里在地球、金星和水星附近進(jìn)行9次引力控制變軌飛行,這將是行星探測史上變軌次數(shù)最多的一次。
為了抵御高溫炙烤,“比皮科倫坡”還采用了多層隔熱技術(shù),最外層由陶瓷纖維組成,探測器上還配備了高效散熱器,以保證科學(xué)儀器和電子設(shè)備能正常工作。
任務(wù)七大看點
水星被稱為“第二地球”,是外部由巖石構(gòu)成的直徑約4880千米的類地行星,密度和地球幾乎相同,其內(nèi)核被認(rèn)為是占水星半徑四分之三的巨大鐵核。
有一種假說認(rèn)為,水星和地球誕生之初是幾乎相同的行星,但是兩者踏上了不同的演化之路,因此水星可能蘊(yùn)含著很多地球誕生之初的信息。通過了解水星的地質(zhì)信息,或許可以獲知行星誕生之謎。
作為第一個進(jìn)入水星軌道的人類探測器,“信使”號獲得許多重要發(fā)現(xiàn),比如它證實了科學(xué)家多年的猜測,即水星北極地區(qū)貯存著數(shù)十億噸水冰。
“比皮科倫坡”探測任務(wù)從立項到發(fā)射歷時21年。歐洲航天局局長揚(yáng)·韋爾納在一份聲明中說,這是歐日航天機(jī)構(gòu)的一個“重大里程碑”,并相信未來將獲得“許多重大成就”。那么,水星還蘊(yùn)藏著哪些未解之謎等待“比皮科倫坡”去發(fā)現(xiàn)?
據(jù)歐洲航天局官網(wǎng)介紹,“比皮科倫坡”的科學(xué)目標(biāo)可以概括為7個方面:以水星為例研究靠近母恒星的行星的起源和演化;水星的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和組成;水星內(nèi)部磁場的特性和起源;水星表面的形成過程,包括地表構(gòu)造、隕石坑、極地沉積狀況及火山活動等;水星大氣層的成分、起源和動力學(xué);水星外部磁層的構(gòu)成與動力學(xué);驗證愛因斯坦的廣義相對論。
日本宇宙航空研究開發(fā)機(jī)構(gòu)理事長山川宏認(rèn)為,“比皮科倫坡”任務(wù)“將幫助人們更好地理解水星環(huán)境,最終還能幫助理解地球乃至整個太陽系的起源”。
協(xié)同觀測是亮點
此次,“比皮科倫坡”探測器攜帶了兩個獨立探測設(shè)備:由歐航局研發(fā)的“水星行星軌道飛行器”,主要用于探測水星的表面和組成;由日本宇宙航空研究開發(fā)機(jī)構(gòu)研發(fā)的“水星磁層軌道飛行器”,主要負(fù)責(zé)探測水星的磁場。
?。玻埃玻的甑椎竭_(dá)水星軌道后,兩個探測設(shè)備將進(jìn)入各自軌道,開始協(xié)作進(jìn)行暫定為期一年的數(shù)據(jù)收集活動。
水星周邊強(qiáng)大的太陽風(fēng)容易影響水星磁場的測定,因此上述兩個探測器在兩個地點協(xié)同觀測將可更加精確地測定水星磁場。這兩個探測器將首次多角度綜合觀測水星的磁場、磁氣圈、內(nèi)部和表層,與地球進(jìn)行比較,弄清行星磁氣圈的普遍性和特異性。
日本宇宙航空研究開發(fā)機(jī)構(gòu)介紹說,“水星磁層軌道飛行器”搭載有磁力計、等離子體及粒子觀測裝置等,主要目的是高精度測量水星周邊磁場,探索水星磁場的成因,觀測水星磁氣圈的構(gòu)造和運(yùn)動。
而“水星行星軌道飛行器”搭載有激光高度計、加速度計、磁力計等多種觀測設(shè)備,將主要觀測水星重力場、表面地形、礦物、大氣成分以及磁場等。
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