欧日水星探测器发射在即

水星北半球图片来源:美国宇航局

据我们的报纸报道，水星相对较小，所以它经常被忽略，但它隐藏着巨大的秘密。目前，只有两个检测器完成了对汞的检测。今天，这个星球上第三个也是最雄心勃勃的游客——欧洲——日本的贝皮科龙项目正在获得动力。这对探测器将于10月20日发射。继美国国家航空航天局的信使号探测器之后，贝皮科龙将探索许多神秘事物，包括水星扭曲的磁场、超级填充的铁芯以及可能是由逃逸的挥发性元素雕刻而成的奇怪的湖状凹陷。[科学报道]

埃玛·邦斯是英国莱斯特大学贝皮科龙团队的成员，她说:“信使确实质疑了许多关于行星是如何形成的理论。”“贝皮科龙博”是回答这些问题的绝佳机会荷兰诺德魏克欧洲航天局(欧空局)技术中心的项目科学家约翰内斯·本霍夫说。

第一个水星探测器，美国宇航局的水手10号，在1974年和1975年进行了一系列飞行，比信使号探测器早了大约40年。然而，在不被太阳捕获的情况下探测水星轨道是一个棘手的问题。在20世纪80年代，由于意大利天体物理学家朱塞佩·比皮·科伦坡的工作，任务规划者们在其他行星的帮助下，设计出了一系列复杂的引力拖船来完成这些旅行。今天，这个新的探索任务以他的名字命名。

第二个挑战是如何在观察一个被加热到400摄氏度的星球表面的同时，忍受地球强度10倍的太阳辐射。所有这些都推迟了水星探测项目。

"宇宙飞船从未花这么长时间接近太阳。"肖恩·所罗门说他是纽约帕利萨德的拉蒙特-多尔蒂地球观测站的负责人，并主持了信使号的任务。

欧空局和美国航天局的项目都在20世纪90年代末获得批准，但较小的4.5亿美元信使号首次发射并于2011年抵达水星。与此同时，这个耗资16.5亿欧元的宏伟项目在开发过程中遇到了一些障碍，包括太阳能电池板退化过快，导致发射时间推迟了约五年。日本在2003年加入了这项任务，他们渴望研究水星的磁场。

"火星和金星没有磁场，所以我们的目标是水星."位于Sumihara市的日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)下属的空间与空间科学研究所(ISAS)的一位别开生面的项目科学家Go Murakami说。

ISAS的贡献是一个单独的探测器，搭载了五个聚焦于磁层的仪器，而较大的欧空局轨道飞行器搭载了11个可以用来研究水星本身的仪器。欧空局在法属圭亚那的航天港发射后，这两个探测器将开始为期七年的旅程——它们将绕地球飞行并两次穿过金星，最终在2025年分离并进入水星轨道，在此之前它将六次穿过水星轨道。

信使号在地球表面发现了许多不稳定的元素，包括氯、硫、钾和钠，这些元素在孙龙之前就应该被蒸发掉了。"在水星的形成历史中有一些奇怪的现象."本霍夫说。一条线索来自钾与钍的比率，这表明了行星形成时的温度。本霍夫说水星的比率指向比火星更远的更冷的来源。在这个距离，挥发物更丰富。如果水星在火星之外形成并随后漂移，它将保留更多的挥发物。

贝比科龙博将比信使号探测器更清晰地描绘出挥发物，这要归功于一种成像光谱仪，这种光谱仪能够通过被太阳X射线击中来识别元素。这可以帮助它跟踪今天的波动损失。

信使号发现的水星凹陷有几十米深，几百米宽，可能是由逃逸的气体形成的。如果信使号来访后有任何变化，这将意味着大量不稳定的挥发物继续释放到空气中。

贝皮科龙博还将仔细研究地球南北之间的奇怪对比。水星在北部有一大片被光滑的火山物质覆盖的区域，这些火山物质一定是最近喷发的，而南部则是坑坑洼洼、古老的。水星的磁场反映了这种分裂，因为它也移动到了北方。"这些不对称是如何联系在一起的？"所罗门问道。

水星内部还有另一个巨大的秘密——这颗行星的巨大铁芯延伸到其半径的80%，被一层相对较薄的岩石所包围。一种理论认为，水星在形成的早期与另一个天体相撞，爆炸了大部分较轻的岩石物质，留下了较重的铁。研究人员预计，到目前为止，铁芯已经冷却并凝固，但至少有一部分仍是液态并在搅动，从而产生磁场。

虽然磁场比地球强100倍，但水星加速磁层电子的能量水平接近地球磁层的水平。安阿伯密歇根大学首席信使研究员詹姆斯·斯拉文说，欧洲和日本航天器上的磁强计应该有助于研究人员理解能量提升背后的过程。他期待着“得到这个谜的最终答案”

磁气圈的研究也可能对了解太阳系以外的地方产生影响。发现的系外行星围绕冷红矮星旋转，这些红矮星可以携带液态水或者可能有生命。然而，由于它们围绕恒星的轨道比水星围绕太阳的轨道更近，它们很可能会面临强烈的恒星风和辐射水平，这对生命产生不利影响——除非行星受到像水星这样的磁性层的保护。

“如果我们想知道生命是否能在这样一个星球上生存，那么重要的信息之一就是磁气圈。”村上说。(赵茜·Xi)

中国科学新闻(2018-10-16，第二版国际)