據(jù)BBC報(bào)道,由日本和歐洲聯(lián)合開(kāi)發(fā)的比皮科倫坡(BepiColombo)探測(cè)器搭乘阿麗亞娜火箭,北京時(shí)間今天上午(北京時(shí)間10月20日9時(shí)45分)在南美洲成功發(fā)射升空后,現(xiàn)正在飛向最接近太陽(yáng)的行星水星。不過(guò)該探測(cè)器需要7年時(shí)間才能到達(dá)目的地。抵達(dá)水星后,兩個(gè)探測(cè)設(shè)備收集數(shù)據(jù)的時(shí)間暫定持續(xù)一年,其后有可能再延長(zhǎng)一年。
歐洲航天局局長(zhǎng)揚(yáng)·韋爾納在一份聲明中說(shuō),這是歐日航天機(jī)構(gòu)的一個(gè)“重大里程碑”,并相信未來(lái)將獲得“許多重大成就”。日本宇宙航空研究開(kāi)發(fā)機(jī)構(gòu)理事長(zhǎng)山川宏對(duì)發(fā)射成功表示祝賀,并認(rèn)為該任務(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(gè)太陽(yáng)系的起源”。
水星是太陽(yáng)系的八大行星中最小和最靠近太陽(yáng)的行星,由于大氣層極為稀薄,無(wú)法有效保存熱量,水星表面晝夜溫差極大,為太陽(yáng)系行星之最。白天時(shí)赤道地區(qū)溫度可達(dá)430°C,夜間可降至-170°C。
這是歐洲空間局(ESA)和日本宇宙航空研究開(kāi)發(fā)機(jī)構(gòu)(JAXA)第一次合作對(duì)水星探測(cè)。此前,美國(guó)人曾于20世紀(jì)70年代以“水手10號(hào)”(Mariner 10)探測(cè)器,以及在本世紀(jì)初以“信使號(hào)”(Messenger,2011年3月進(jìn)入水星軌道,2015年完成使命后撞水星自毀)軌道探測(cè)器,對(duì)水星進(jìn)行過(guò)類似的探測(cè)。
BepiColombo以此前“信使號(hào)”探測(cè)器的研究為基礎(chǔ),這次探測(cè)攜帶的儀器數(shù)量是原來(lái)的兩倍,將會(huì)給科學(xué)家提供更詳細(xì)的信息。
探測(cè)器要做什么?
據(jù)了解,歐洲的水星行星軌道飛行器(MPO)和日本的水星磁層軌道飛行器(MMO)有著不同的作用。
·歐洲的MPO將繪制地形圖,生成高分辨率的剖面圖,感知內(nèi)部情況,并收集關(guān)于地表結(jié)構(gòu)和組成的數(shù)據(jù)。
·日本的MMO將把研究水星的磁場(chǎng)作為它的首要任務(wù)。它將研究磁場(chǎng)的表現(xiàn)方式及其與“太陽(yáng)風(fēng)”的相互作用,太陽(yáng)風(fēng)是來(lái)自太陽(yáng)的粒子流。這種風(fēng)與水星的超脆弱的大氣相互作用,將原子推成形狀而延伸到太空中。
水星的起源是大多數(shù)人想要回答的問(wèn)題。其現(xiàn)在表層的形狀很可能并不是當(dāng)初的樣子。
水星很可能在離太陽(yáng)更遠(yuǎn)的地方形成,后來(lái)才遷移到離太陽(yáng)更近的地方,而且水星在這樣的遷移途中可能曾與其他物質(zhì)發(fā)生過(guò)相撞。水星表層的坑可能就是這樣形成的。但是“信使號(hào)”觀察到,水星表層含有大量的硫和鉀化合物,這些物質(zhì)應(yīng)該與巨大的撞擊時(shí)所發(fā)生的燃燒有關(guān)。
英國(guó)萊斯特大學(xué)(Leicester University)的科學(xué)家蘇西·伊姆伯(Suzie Imber)博士表示,這是一個(gè)迷人的世界?!八€有巨大的峭壁,有好幾公里高。這些懸崖是因?yàn)樗鞘湛s時(shí)構(gòu)成的。我們稱它們?yōu)榘櫦y脊。”
工作條件惡劣
雖然在幾個(gè)月內(nèi)直接飛向水星是可能的,但是受到太陽(yáng)強(qiáng)大引力的宇宙飛船的速度,將會(huì)使它很難停在水星上。因此,BepiColombo將會(huì)走一條更加迂回的行進(jìn)路線。
利用這幾個(gè)星球引力拖曳出的速度,它將飛越地球、金星和水星本身,到2025年才能到達(dá)水星。
前面最嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)是高溫,水星距離太陽(yáng)只有5800萬(wàn)公里,在水星上工作可能就像在比薩餅烤箱里一樣。
在直射的陽(yáng)光下,探測(cè)器的全身將不得不應(yīng)付400攝氏度以上的溫度。即使探測(cè)器面對(duì)太陽(yáng)的那一面,也必須得到保護(hù),以免受到下面這顆“熱土豆”行星所產(chǎn)生的輻射熱的影響。
“環(huán)境極其惡劣,”歐洲空間局發(fā)射負(fù)責(zé)人埃爾莎·蒙塔尼翁(Elsa Montagnon)解釋說(shuō),“在水星上,我們感受到的太陽(yáng)能量是在地球上的10倍。”
花費(fèi)超30億歐元
歐洲的水星行星軌道器(MPO)攜帶的主要儀器是英國(guó)的水星成像X射線光譜儀(MIXS),它將觀察水星外層化學(xué)元素的豐富程度,這些信息將是解決起源難題所不可或缺的。
空中客車公司(Airbus)英國(guó)生產(chǎn)基地制造了MPO大部分的部件和這次發(fā)射的推進(jìn)裝置MTM。MTM配置了QinetiQ開(kāi)發(fā)的“電動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)”。
這次發(fā)射費(fèi)用極其昂貴。據(jù)估計(jì),歐洲空間局(ESA)和日本宇宙航空研究開(kāi)發(fā)機(jī)構(gòu)(JAXA)承擔(dān)的費(fèi)用總計(jì)約為16.5億歐元。此外,歐洲的一些國(guó)家空間機(jī)構(gòu)已為MMO上的儀器設(shè)備支付了費(fèi)用,使得這次發(fā)射總體費(fèi)用超過(guò)了30億歐元。
這個(gè)數(shù)字涵蓋了發(fā)射的整個(gè)生命周期,從批準(zhǔn)(2007年)到終止(2020年代晚些時(shí)候)。相比之下,用于BepiColombo的費(fèi)用,將能夠支付英超聯(lián)賽前七強(qiáng)球隊(duì)的幾個(gè)賽季的薪水。
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