“信使”号探测器直奔水星 预计2011年3月抵达目的地
科技日报华盛顿8月3日电 美国东部时间今天早晨2点16分,美国宇航局终于抓住时机,通过波音Delta-2型火箭,将“信使”号探测器从卡纳维拉角空军基地送入太空。
原预定8月2日晨2点16分进行的这次发射,由于卡纳维拉角发射场上空一直乌云密布,不利于安全发射,才改为今早发射。
“信使”号是30年来第一个绕水星轨道运行的飞行器。它是英文MESSENGER的中文译名,而MESSENGER是“水星表面,空间环境,地球化学和探索”的英文缩写。探测器将进入水星轨道,对其展开科学探索,主要是探测水星的极地是否存在冰。
水星是距太阳最近的行星。虽然它与地球的距离最近时只有8000万公里,几个月就可以飞到,但现有技术无法使它直接飞达水星。它必须利用行星间引力,绕过一次地球,再绕行第二次通过金星,绕行第三次通过水星,最后才减速进入水星轨道。如此一来,要共计飞行80亿公里,2011年3月才能抵达水星。当“信使”号绕其旋转时,会受到高达482摄氏度的太阳辐照,仿佛在地球上受到11个太阳的照射。为使“信使”号上的仪器不受太阳高温的损害,科学家切割了3M公司生产的纤维,涂上Teflon的玻璃纤维,用工业缝衣机缝制成2.4米乘以2.7米、厚度为0.6厘米的陶瓷纤维棉被为飞行器绝缘。
美国宇航局的“水手-10号”飞行器曾在70年代飞往水星三次,首次拍摄过水星的特写照片,但是照片质量欠佳。
“信使”号将绕水星飞行1年(地球年),探测器上的7个科学仪器将收集各种数据资料。2012年完成任务后,“信使”号将坠毁在水星上。
“信使”号欲解水星六大疑问:
疑问之一:水星密度为何如此之大?
水星的体积与月球相似,而其密度则比月球大得多,仅比地球略低,在太阳系内部的类地行星中位居第二。而如果没有行星自身引力对内部的压缩作用,水星的密度将比地球更大。科学家们曾根据其密度推测,水星中有65%是富含铁等金属的内核,这一比例约相当于地球的2倍。人们对此有多种解释,比如有科学家认为,水星在形成之初可能与地球更为相似,但太阳释放出的巨大热量或来自其他天体的巨大撞击,使水星后来部分丧失了外部的原始岩石层。“信使”号携带的多种分光计能够测量水星表面的元素构成,有关结果有望用于验证有关水星密度的各种理论。
疑问之二:水星有过怎样的地质史?
1974年和1975年,美国“水手—10”号飞船曾对水星45%的表面区域进行了拍照,照片上的水星表面古老并布满了坑,与月球表面颇为相似。但“水手—10”号所拍照片并未提供有关水星表面形成机制的足够细节。“信使”号上的仪器可拍摄水星整个表面,并分析其表面岩石的矿物和元素构成,科学家们希望能在此基础上确定塑造了水星表面的各种地质过程发生的顺序。
疑问之三:水星内核结构如何?
“水手—10”号曾意外地发现,水星拥有分布于整个星球的磁场。在其他类地行星中,只有地球具备相同特征。地球磁场据认为由外层地核中液态岩浆的运动所形成,体积比地球小得多的水星,照理说其内核早就应该冷却并完全固化。现今的水星磁场是该行星早期原始磁场的残余物,还是说水星内核并非完全是固体从而导致了磁场的形成?“信使”号对水星内核结构的研究,将有助于更好解释地球这样的类地行星如何产生磁场。
疑问之四:水星磁场有何特性?
地球磁场会对太阳风和太阳耀斑等太阳活动做出反应,经常产生高度动态的变化。“水手—10”号曾发现水星磁场也会有类似动态变化,但该飞船的探测结果未能很好揭示出水星磁场的特性。“信使”号将利用磁强计等对水星磁场展开长时间的详细观测,进而确定水星磁场强度及其变化规律。科学家们说,研究水星磁场对于深入理解地球磁场与太阳的相互作用会起到帮助。
疑问之五:水星两极到底存在什么不寻常的东西?
水星是距离太阳最近的太阳系行星,表面温度最高可达450摄氏度,但其两极巨大的环形山内侧却永远照不到阳光,那里的恒定温度低于零下212摄氏度。1991年,科学家们首次根据雷达观测图像发现,水星两极环形山内侧具有很强反射能力,最为普遍的一种看法认为,这些区域存在着冰。但也有科学家推测水星两极的沉积物可能由其他材料构成。“信使”号的一个任务是检验水星上到底有没有冰,这将为搞清太阳系里层所存在的挥发物提供新线索。
疑问之六:水星上哪些挥发物至关重要?
水星拥有极为稀薄的大气层,水星大气层中已知存在氢、氦、氧、钠、钾和钙等6种元素,这些元素据认为来自于各种渠道,通过不同方式进入水星大气层。“信使”号将借助多种分光计研究水星大气层的构成,并确定其中的各种分子究竟通过什么方式而产生。