遥望水星(二)
有没有冰
不过,最让人困惑的问题或许是表面上的冰。加利福尼亚理工学院的3位科学家在1961年提出,月亮的两极也许存在冰。可是,没有人想到,表面温度炙热到足以熔化铅的水星也会是这样。
水手10号没有观测到任何看起来像冰的东西,但是它并没有拍摄到整个水星的图片,也没有携带雷达。之后,在1991年,包括帕萨迪纳喷气推进实验室(JPL)的马丁·斯莱德在内的一个小组开始勘测水星。他们从加利福尼亚州戈尔德斯通的一个230英尺高的无线电天线发射无线电信号,然后用设在新墨西哥州索科罗的由26个射电望远镜组成的巨型阵列接收反射信号。他们发现了看来与火星上的冰和木星覆盖着冰的卫星反射回的信号一样的“雷达明亮特征”。
这项被喻为“在地狱里发现了一个雪球”的发现使科学家震惊。直到今天,他们仍对雷达的发现感到吃惊。
冰从何来
在随后的数年里,斯莱德和同事约翰·哈蒙用设在波多黎各阿雷西沃的世界最大的射电望远镜,还有戈尔德斯通的射电望远镜寻求对这些信号作出更好的解释。他们后来确定,水星上的冰不像在地球和火星上观测到的那样大片覆盖在表面上,而是远为零散——按照加利福尼亚理工学院的行星科学家阿斯温·瓦萨瓦达的说法,是“星星点点”。
那些明亮的物质只出现在水星两极附近——而且只存在于火山口内部和那些永远处于阴影之中、从未变暖的地方。斯莱德说:“太阳从来就没有照耀到那里。”
瓦萨瓦达的理论研究结果显示,水星阴影区的温度会降至零下262°F以下——这样的严寒足以把冰保存数十亿年。如果这些特征是水冰,那么最合理的猜测就是,水是由某颗彗星带到水星表面上的。瓦萨瓦达估计,不需要多少水就能解释在水星上的观测结果——约等于美国索尔顿湖的容量。
不过斯莱德说,这些明亮特征也许不是水冰。其他的解释包括由二氧化碳、硫磺,或者“确实很特殊”的物质形成的冰——不过这些可能性很小。有两点原因使水星一直是个令人困惑的科学对象。它与太近非常近,因此难以用地球上的望远镜进行观测。哈勃太空望远镜无法观测水星,因为耀眼的太阳有可能危及望远镜的光学部件。
坎坷征程
把探测器送入水星轨道也不是件容易的事情。将要领导“信使”计划中的JPL导航小组的博比·威廉斯说:“这比飞赴火星要难得多。”
探测器必须把速度降至很低才能进入水星的轨道。当一艘探测器接近大气层较厚的行星,例如地球和火星时,就会慢下来。水星的大气层非常薄,无法提供这种自然制动。可是探测器又不能携带足够多的燃料靠燃烧火箭制动。替代的方法是,利用JPL天体科学家延真万(音)巧妙设计的一条需用5年时间、两次飞过金星和水星的长38.8亿英里的轨道,使探测器减速,以便进入水星轨道。接近水星还会给探测器本身带来问题。太阳的热量会烧焦探测器。“信使”探测器将自带遮阳装置——一种高技术阳伞。水星也会辐射出大量热量。为防止探测器被烤化,其轨道是椭圆形的,使探测器在绕水星飞行的每一周内,接近水星的时间只在20分钟,然后有将近12个小时让探测器再度冷却下来。