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人类第三次探索水星,探测器将在7年后抵达

科普小知识2022-03-07 11:51:25
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人类第三次探索水星,探测器将在7年后抵达

10月19日,由欧洲航天局(欧空局)和日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)联合研制的载有贝皮科龙探测器的阿丽亚娜5号火箭在南美洲法属圭亚那库鲁航天中心成功发射,并进入预定轨道。探测器将于2025年12月接近水星,其任务将持续到2027年5月。

贝皮科龙由两架独立的飞机组成。一个是欧洲航天局的“水星行星探测器”(MPO),它将使用11种仪器,如照相机、高度计和辐射传感器来探索水星表面的地形和矿物类型。另一个是日本JAXA开发的水星磁层探测器(MMO),它围绕水星旋转,探索水星周围的磁场和大气条件。两架飞机一起飞往水星,然后分开执行各自的任务。

这是对水星的第三次探索。

第一艘探测水星的宇宙飞船是1973年由美国宇航局发射的水手10号。它首先进入金星的引力影响区,然后被金星抛入另一个轨道接近水星。水手10号发现水星有一个主要由氦组成的稀薄大气,还发现水星有一个磁场和一个巨大的铁芯。然而,由于宇宙飞船的轨道周期几乎是水星的两倍,每个探测器只能面向水星的同一边,只能绘制水星表面的40-45%的地图。

信使号是美国宇航局于2004年8月发射的第二艘探索水星的宇宙飞船。其目的是研究水星表面的化学成分、地理环境和磁场。上述设备的相机分辨率优于水手10。更重要的是,它的任务是绕行星运行,而不是仅仅飞越,它可以探测到水星的整个表面。美国宇航局还惊讶地发现,在水星北极附近的一些撞击坑中,仍然有含碳有机化合物和水冰。

信使号给了我们一张水星的照片,但它也给我们留下了很多困惑:水星表面独特的凹陷是如何形成的?为什么水星的磁场中心会向北移动?它是如何在45亿年的太阳系中形成和进化的?此外,水星似乎仍在收缩,这意味着地球不是太阳系中唯一有活跃结构的行星。

"所以贝皮科龙博的工作是建立在信使所做的基础上."欧洲航天局项目负责人毛罗·卡萨勒说。日本负责任的浅川教授也说,“这将成为探索太阳系其他行星形成过程的线索”。

水星是太阳系中与地球相似的四颗类地行星之一。它和地球有相同的岩石个体。探测水星可以更好地理解太阳系的演化和其他基本科学问题。但是它并没有被频繁探索,因为它很难到达。

水星是太阳系中离太阳最近的行星,所以前往该地区的宇宙飞船会被恒星的引力拉得离太阳更近,并不断加速。宇宙飞船必须反复“刹车”来抵抗这种拉力,这样它才能减速到足以到达水星并进入它的轨道。与此同时,离太阳越近,温度越高,这就要求宇宙飞船要有一定程度的耐热性,迄今为止只有美国发射过对水星的探测器。

这一次,贝皮科龙装备了一个离子推进器,通过加速离子电流来推进飞船。一旦离开地球,这些螺旋桨将有助于降低贝皮科龙的速度。在接下来的七年里,贝皮科龙将进行九次飞行,利用地球的重力来调整它的轨道,并减速到达水星。日本的MMO探测器也采取了耐热措施,如聚集被透镜反射的太阳光,以避免过高的温度影响其运行。