人类第三个探访水星任务:欧日探测器明日升空

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2018-10-23

人类第三个探访水星任务:欧日探测器明日升空时间:2018-10-20来源:新京报作者:新京报浏览:评论:条来源:新京报当地时间10月15日▓▓,英国伦敦,伦敦科学博物馆展出的实物大小的“比皮科伦坡”模型▓▓。 作为内太阳系离太阳最近▓▓▓▓、最小的行星▓,水星承载着太多奥秘。 直至今日,水星的地理环境、地表组成、内部结构等对人类而言依然是个谜▓。 水星是否有水,是否可能存在生命吸引着人类不断探索。

北京时间10月20日9时45分▓,带着这些未解之谜,由欧洲航天局(ESA)和日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)联合进行的水星探测任务“比皮科伦坡”(BepiColombo)将发射升空▓。 据介绍▓,这是欧洲首个水星探测任务▓,也是人类第三个探访水星的任务▓。 “比皮科伦坡”预计经过7年飞行,于2025年抵达水星▓。

届时▓,探测器将分离为两艘独立飞行器▓,分别为“水星行星轨道器”(MPO)和“水星磁层轨道器”(MIO)▓,执行各自的探测任务▓。

中国航天科工二院研究员杨宇光称▓▓,水星是颗类地行星▓,探测水星对人们了解太阳系的历史▓、了解地球的历史具有重要意义。

1释疑水星探测面临哪些困难?水星是八大行星中离太阳最近的一颗行星▓,其体积▓、质量也相对较小▓,此前仅有两个探测器接近过水星▓,而真正进入水星轨道的仅一个▓。

第一个接近水星的探测器是美国航天航空局(NASA)1973年发射的“水手10号”(Mariner10)探测器。 1974-1975年间▓▓▓,“水手10号”3次飞掠水星▓,但一直未能进入水星轨道▓。 第二个则是NASA于2004年发射的“信使号”(MESSENGER)探测器,该探测器在2008-2009年间3次飞掠水星▓,最后于2011年3月进入水星轨道——这也是第一个进入水星轨道的探测器▓▓。

相比其他行星▓,对于水星的探索显然相对较少▓▓。

这是为何?据《自然》杂志报道▓▓,水星位于太阳重力井深处,要到达水星▓▓,宇宙飞船必须失去地球轨道运动赋予它的大部分动量▓▓,这使得水星探测的技术难度异常巨大▓。 与此同时▓,宇宙飞船还必须避免过冲导致偏离轨道,这需要非常长的时间和比前往火星多8倍的能量▓。 其次▓▓,水星的太阳辐射是地球近外太空的十倍▓,同时该行星几乎没有大气层▓,表面温度最高可达400摄氏度▓▓▓。

“信使号”水星探测任务的科学家肖恩·所罗门称▓▓,航天器从未在离太阳这么近的地方呆这么久▓。 中国航天科工二院研究员杨宇光解释▓,水星观测非常难▓▓▓,不管是肉眼还是天文观测▓▓。

水星距太阳过近,且每88个地球日绕行太阳一周▓,使得其数据传输变得非常困难▓▓▓。 这些因素都导致水星成为太阳系内部行星中探索最少的一个▓▓。 2释疑探测器将执行哪些任务▓▓▓?据欧洲航天局网站介绍▓▓,“比皮科伦坡”将于当地时间19日晚10时45分从位于南美法属圭亚那的库鲁航天基地,由“阿丽亚娜-5”(Ariane5)大型火箭发射升空▓▓。 “比皮科伦坡”将耗时7年于2025年12月5日抵达水星轨道,期间1次飞掠地球▓、2次飞掠金星▓▓、6次飞掠水星▓▓,总距离达90亿公里,最高速度可达60公里每秒▓▓,最远距离地球亿公里。 此外▓▓,探测器将经历零下180摄氏度的低温到近450摄氏度的高温▓▓▓。 到达水星轨道后▓▓,“比皮科伦坡”将释放出两个探测器▓,分别是欧洲航天局的水星行星探测器(MPO)和日本宇宙航空研究开发机构的水星磁层探测器(MIO)▓。

两个探测器各有侧重▓,进行为期2年的探测任务▓▓。

据JAXA网站▓▓,MIO的主要目的是解读水星的磁场和磁层▓▓,MPO的主要任务则是观察水星的表面环境以及内核组成等。

ESA将负责“比皮科伦坡”的发射、进入轨道,以及MPO探测器的运作▓▓。 JAXA负责MIO探测器的控制运行▓▓。

据英国《自然》杂志▓,MPO包含11个组件▓,主要负责研究水星本身▓▓。 MPO主要使用摄像机、高度计▓▓▓、放射线等设备对水星进行“扫描”,探索水星地表环境和地壳化学成分▓▓,并对水星的引力场进行研究。 水星是密度仅次于地球的行星▓,有一个巨大的铁核▓▓▓。 据太空网()▓▓,水星的铁核约3600-3800公里宽,而其外壳厚度仅500-600公里。

这一点一直以来也让科学家们困惑不已▓▓。 由日本方面主要负责的MIO则包含5个组件,主要围绕水星的磁层以及其与太阳风的互相作用等进行研究▓。

日本于2003年加入欧洲航空局的这一水星探测任务▓▓,主要目的就是研究行星的磁层▓。

JAXA负责MIO的日本科学家村上豪称▓▓,“火星和金星没有磁场▓,所以目标是水星”▓。 据日本共同社▓,日本磁力观测具有较大优势▓▓,此次MIO探测器若能顺利到达▓,将为推动水星探测作出重要贡献▓。

预测“比皮科伦坡”或解锁5大谜团“比皮科伦坡”的名字来自意大利天体物理学家GuiseppeBepiColombo。

他曾参与NASA“水手10号”水星探测任务的研究▓,此后更是得出水星借助地球▓、金星和水星引力辗转飞行路线的计算方法▓▓。 据美国《科学》杂志▓,ESA和NASA的水星探测任务都在上世纪90年代通过,但耗资亿美元的“信使号”2004年已发射,更具雄心▓、耗资高达16亿欧元的“比皮科伦坡”多次被耽搁▓,一直未能成行▓。 经过二十余年努力▓,“比皮科伦坡”终于即将发射▓。

参加“比皮科伦坡”研究近15年的ESA地球物理学家约翰尼斯·本克霍夫称,“这是一个重要的时刻▓▓,(水星探测)终于要成真了”▓▓。 那么▓▓▓,雄心勃勃的水星探测任务可能解锁哪些水星奥秘?2015年以撞击水星结束使命的“信使号”给人们带来更多水星信息的同时,也带来了更多谜题,包括水星磁场▓、厚实铁核以及充满冰块的陨石坑▓▓。 美国《福布斯》杂志总结了欧日水星探测器可能解锁的五个奥秘▓▓。

一是水星两极水冰之谜▓。 水星虽然是距离太阳最近的行星▓▓,但其两极巨大的环形山内侧陨石坑却永远照不到阳光▓。 许多科学家认为,水星两极存在水冰。 但水星上是否真的有冰▓▓,却一直是未解之谜。 二是水星凹坑之谜。 NASA“信使号”探测器在水星表面发现一些奇怪的凹坑▓,这些凹坑如何形成,与火山撞击有何关系亟待探索▓。

三是水星磁场之谜▓。 最早探访水星的“水手10号”发现了水星的磁场▓▓,但磁场的起源、其具体的变化情况及影响却一直没能得到深入观测▓。

四是水星表面成分之谜。 据美国《科学》杂志▓,NASA“信使号”探测器曾发现水星表面含有许多挥发性元素▓▓,如硫、钠、钾▓▓▓▓、氯等▓。 了解这些挥发性元素的形成▓,对于了解水星的演变历程有重要意义▓▓。 五是水星的形成与巨大的铁核之谜▓▓▓▓。 水星的高密度源于其内核巨大的铁核▓,铁核如何形成至今依然是个谜。 带着对这些奥秘的探索,欧日联合研究的“比皮科伦坡”即将升空▓▓。