水星成“追星”新選擇

水星是太陽(yáng)系內(nèi)離太陽(yáng)最近且最小的一顆行星。自美國(guó)國(guó)家航空航天局(NASA)“信使”號(hào)(Messenger)任務(wù)于2015年結(jié)束以來(lái)，一直未曾有其他航天器拜訪過水星。而下一個(gè)水星探測(cè)器將于今年10月發(fā)射，到2025年才能到達(dá)目的地。

科學(xué)家們目前正盡力挖掘“信使”號(hào)收集到的數(shù)據(jù)，與此同時(shí)，他們也在思考接下來(lái)該如何更好地探測(cè)水星，并實(shí)現(xiàn)登陸水星的夢(mèng)想。據(jù)美國(guó)太空網(wǎng)近日?qǐng)?bào)道，美國(guó)科學(xué)家最近發(fā)表了一份白皮書，呼吁深度調(diào)查將著陸器置于水星表面的可行性。他們認(rèn)為，隨著新技術(shù)和新裝置不斷涌現(xiàn)，登陸水星或?qū)⒆兊酶涌尚小?/p>

越古怪越迷人

水星是太陽(yáng)系內(nèi)除地球外唯一擁有磁場(chǎng)的巖石行星。它距離太陽(yáng)只有5800萬(wàn)公里，但是水星的磁場(chǎng)太弱了，不能提供太陽(yáng)輻射的防護(hù)，其表面的輻射水平不適合地球上的生命形式生存。

白皮書主要作者之一、美國(guó)凱斯西儲(chǔ)大學(xué)行星科學(xué)家斯蒂芬·豪克說：“水星古怪而美麗。水星表面溫度很極端，介于450℃到零下180℃之間。由于其靠近太陽(yáng)，除非有日食，否則在陽(yáng)光的照耀下通?？床灰娝恰４送?，水星每繞太陽(yáng)運(yùn)行兩周就繞自己的軸旋轉(zhuǎn)3周。如果人站在水星上的某些地方，可以看到雙日落和雙日出。而且，水星幾乎完全由核組成——地幔和地殼的薄殼圍繞著一個(gè)巨大的金屬球。”

豪克是水星著陸器研究關(guān)鍵人物這一，曾在2010年研究過在水星上著陸的可行性，但當(dāng)時(shí)遇到的挑戰(zhàn)太大了。

希望水星獲青睞

目前人類已向水星派出了兩個(gè)探測(cè)器：NASA于上世紀(jì)70年代發(fā)射的“水手10”號(hào)(Mariner 10)和2004年發(fā)射的“信使”號(hào)。

今年10月5日，第三個(gè)水星探測(cè)器“比皮科倫坡”(BepiColombo)將從法屬圭亞那庫(kù)魯發(fā)射場(chǎng)升空，預(yù)計(jì)于2025年12月5日抵達(dá)水星，進(jìn)行為期一年的常規(guī)探測(cè)任務(wù)和一年的擴(kuò)展任務(wù)。

“比皮科倫坡”項(xiàng)目由歐洲空間局(ESA)和日本宇航研究開發(fā)機(jī)構(gòu)(JAXA)聯(lián)合進(jìn)行，成本超過13億歐元。“比皮科倫坡”高6.4米，由兩個(gè)模塊組成，即JAXA的水星磁層軌道器(MMO)和ESA的水星行星軌道衛(wèi)星(MPO)。一旦抵達(dá)水星軌道，這兩個(gè)模塊將分離進(jìn)入各自的軌道，互為補(bǔ)充，研究水星的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和磁場(chǎng)產(chǎn)生的特點(diǎn)，探究水星的起源與演變歷程，從而幫助我們更好地了解太陽(yáng)系的整體演化歷史。

白皮書主要作者之一、約翰·霍普金斯大學(xué)應(yīng)用物理實(shí)驗(yàn)室行星科學(xué)家南希·查博特說：“屆時(shí)將有兩個(gè)航天器同時(shí)觀測(cè)水星，這真的是前所未有。”

盡管如此，科學(xué)家們?nèi)匀幌Ｍ軌蚺汕仓懫鞯顷懰?，進(jìn)一步揭示其秘密。白皮書主要作者之一、北卡羅來(lái)納州立大學(xué)行星地質(zhì)學(xué)家保羅·伯恩表示：“我們需要現(xiàn)在著手這項(xiàng)工作，希望能在21世紀(jì)30年代看見水星著陸器。”

美國(guó)太空網(wǎng)的報(bào)道指出，科學(xué)家們希望進(jìn)行詳細(xì)的任務(wù)可行性研究來(lái)綜合考慮各種因素，并希望將水星著陸器納入NASA的“新前沿”(New Frontiers)項(xiàng)目。“新前沿”項(xiàng)目迄今已孵化出“朱諾”號(hào)(Juno)木星探測(cè)器、“新視野”號(hào)(New Horizons)探測(cè)器以及小行星樣本返回的“源光譜釋義資源安全風(fēng)化層辨認(rèn)探測(cè)器”(OSIRIS-Rex)。

據(jù)悉，NASA會(huì)依據(jù)美國(guó)國(guó)家科學(xué)院每十年制訂一次的《十年調(diào)查》報(bào)告來(lái)決定其任務(wù)。下一個(gè)行星探索計(jì)劃(2023年—2032年)很快將進(jìn)入討論，水星科學(xué)家希望這次可以將水星著陸器納入計(jì)劃中。

面臨諸多挑戰(zhàn)

但登陸水星并非易事。伯恩說：“從科學(xué)角度而言，水星和火星幾乎旗鼓相當(dāng)。但火星更容易到達(dá)，且航天器也更容易在火星登陸并存活下來(lái);而研制水星著陸器的每一步都充滿挑戰(zhàn)，如履薄冰。”

首先，到達(dá)水星就困難重重。豪克解釋說：“你基本上需要3枚火箭才能來(lái)到水星：一枚讓航天器離開地球;一枚讓航天器從地球到達(dá)水星;一枚讓航天器小心翼翼地降落在水星上(因?yàn)樗侨狈梢詼p速的大氣層)。宇宙飛船需要遵循復(fù)雜的軌跡才能到達(dá)水星，所以，整個(gè)過程需要6—7年。”

故事到此并沒有結(jié)束。由于水星地表存在大量威脅——最明顯的是水星上的極端溫度，著陸器登陸后的日子也許并不好過。

盡管如此，最近涌現(xiàn)出的大量新技術(shù)或許可助科學(xué)家們一臂之力，將著陸器送上水星。伯恩表示，這些新技術(shù)包括太空探索技術(shù)公司(SpaceX)的“獵鷹重型”火箭等高功率火箭，它可以幫助發(fā)射探測(cè)器。此外，使“帕克”太陽(yáng)探測(cè)器飛到距離太陽(yáng)僅600萬(wàn)公里之處的技術(shù)，或許也能讓著陸器在水星生存下來(lái)。

伯恩總結(jié)說：“我們不知道為什么水星是現(xiàn)在這個(gè)樣子，理解這一點(diǎn)非常重要。登陸這個(gè)小小的星球可能是解答其中許多謎團(tuán)的關(guān)鍵。”(記者 劉霞)

關(guān)鍵詞： 水星