揭秘美國信使號水星探測器！

藝術概念圖，呈現了繞水星軌道飛行的「信使」號探測器。

據美國太空網報道，美國宇航局的「信使」號水星探測器成為有史以來第一顆進入水星軌道的探測器。這顆探測器將對水星地表進行詳細測繪，同時研究水星的構成、磁環境、稀薄的大氣層以及其他特徵。「信使」號探測器造價4.46億美元。自2004年8月發射升空後，公眾一直未對這顆探測器給予很大關注。隨著進入水星軌道並執行為期一年的觀測任務，「信使」號將為公眾和科學家帶來一系列驚人發現。

1.它是一位馬拉松選手

作為太陽系最內側的行星，水星與地球之間的距離並不算遙遠。水星繞太陽軌道運行時與太陽之間的距離平均在3600萬英里(約合5800萬公里)左右，相比之下，地球繞太陽軌道運行時與太陽之間的距離大約在9300萬英里(約合1.5億公里)上下。從地球出發前往水星後，「信使」號探測器已經飛行了大約49億英里(約合79億公里)，飛行時間超過6年半，在此過程中，它已經繞太陽運行了15周。

飛行路線如此迂迴曲折的原因有兩個：一個是，水星距離太陽很近，另一個是，這顆行星的大氣層極為稀薄。為了進入水星軌道，「信使」號需要大幅減速，允許水星引力戰勝附近太陽的拖拽，進而捕獲這顆探測器。在抵達金星或者火星軌道時，飛船可通過滑行穿過兩顆行星較為厚實的大氣層的方式減速，這一過程被稱之為「大氣制動」。但「信使」號無法在水星大氣層做到這一點，因為水星大氣層極為稀薄。

自2004年發射升空以來，「信使」號已多次飛越金星、地球和水星，進行減速。在這些「引力輔助」下的機動過程中，這些行星大大消耗了「信使」號的動力。現在的「信使」號正準備進行最後一次發動機點火，進入水星軌道。

2. 同時也是一位短跑選手

儘管旅途較為漫長，但「信使」號的飛行速度並不慢。研究人員表示，這顆探測器在6年半的太空飛行中相對於太陽的平均速度達到每小時8.45萬英里(約合每小時13.6萬公里)。這一速度幾乎是美國宇航局的太空梭在低地球軌道飛行時的5倍。有時候，「信使」號的飛行速度超過每小時14萬英里(約合每小時22.5萬公里)，接近史上探測器的最快飛行速度。研究人員稱，1976年宇航局的「太陽神2號」飛船相對於太陽的飛行速度超過每小時15萬英里(約合每小時24.1萬公里)。

3. 也是一隻「油老虎」

2004年發射時，「信使」號的重量達到2420磅(約合1100公斤)左右，推進劑的比重佔到55%左右，達到1320磅(約合600公斤)。攜帶如此多的推進劑的一個重要原因是，「信使」號需要減速以進入水星軌道。美國東部時間17日晚上大約8點45分，「信使」號的主推進器將點火，持續大約15分鐘。研究人員表示，入軌過程——「信使」號飛行速度減至足以讓水星引力捕獲的程度——將消耗「信使」號在發射時所攜推進劑的大約31%。

4.「信使」身軀並不龐大

「信使」號的主體高4.7英尺(約合1.42米)，寬6.1英尺(約合1.85米)，長4.2英尺(約合1.27米)，體積與一個大辦公桌相當。它裝有2個太陽能電池板「翅膀」，面積為5英尺×5.5英尺(約合1.5米×1.65米)，在探測器兩側展開。「信使」號發射時的重量超過1噸，其中有超過一半的負荷為燃料，探測器本身以及所攜帶科學儀器的總重量大約在1100磅(約合500公斤)左右。

5. 一身高科技裝備

「信使」號將幫助科學家解答有關水星的6大疑問，其中包括這顆體積較小的行星為何擁有極高的密度以及極地隕坑內是否存在水冰沉積物。為了找到這些問題的答案，科學家為「信使」號安裝了一系列高科技裝備。「信使」號共攜帶7種不同的科學儀器以及1個無線電科學實驗設備。這個實驗設備包括多台照相機、1台激光測高儀、1台磁力計以及各種分光計。藉助於這些儀器設備，「信使」號能夠完成一系列任務，例如對整個水星表面進行詳細測繪，收集有關水星地殼構成的數據以及研究磁場和稀薄大氣層的特性。

6.「信使」有把遮陽傘

由於水星距離太陽很近，「信使」號在繞水星軌道運行時必須經受住高溫和強太陽輻射的考驗。為此，任務規劃人員專門為「信使」號打造了一把「遮陽傘」，也就是具有高反射性的耐熱遮陽罩。研究人員表示，遮陽罩安裝在「信使」號前端的一個鈦結構上，高大約8英尺(約合2.4米)，寬大約6英尺(約合1.8米)，能夠很好地保護這顆探測器。

在水星距離太陽最近時，遮陽罩前方的溫度可達到700華氏度(371攝氏度)。但在遮陽罩的後面，「信使」號以及所攜儀器的溫度卻保持在室溫狀態，即大約70華氏度(20攝氏度)左右。

7. 長長的橢圓形軌道

「信使」號的12小時繞水軌道將是一個橢圓形。距離水星表面最近時，二者之間的距離不超過124英里(約合200公里)，最遠時的距離達到9420英里(約合15193公里)。距水星地表高度的短暫變化允許「信使」號更好地了解水星的地質特徵。此外，橢圓形軌道也能保護「信使」號免遭水星荒涼表面反射的大量熱量侵襲。

8. 追隨另一顆探測器的腳步

「信使」號將是第一顆進入水星軌道的探測器，但它並不是第一顆對這顆太陽系最內側行星進行觀測的探測器。1974年和1975年，美國宇航局的「水手10號」探測器曾3次飛越水星，為科學家拍攝了迄今為止細節最為豐富的水星照片。但「水手10號」每次看到的都是水星的同一側，因此只能對大約45%的水星地表進行測繪。研究人員表示，在3次飛越水星過程中，「信使」號已經完成了大量測繪工作。與30多年前的前輩「水手10號」相比，這顆探測器將幫助科學家進一步了解水星。

9. 任務為期僅「2天」

「信使」號任務雖然雄心勃勃，但任務為期只有區區2個水星日。水星自轉速度極慢，一個水星日大約相當於176個地球日。與自轉相比，水星以極快的速度繞太陽軌道運行，短短88天便可運行一周。在為期12個地球月的在軌觀測中，「信使」號將經歷2個水星日，但所經歷的水星年卻超過4個。

10. 一次神風式任務

「信使」號的科學觀測任務為期一年。研究人員表示這顆探測器也可以延長服役時間，能否做到這一點讓我們拭目以待。進入軌道後，「信使」號將一直從高空對「水星」進行觀測，研究和分析它的這個最終歸宿地。這顆探測器並沒有足夠燃料幫助它重返地球。在收集數據的工作結束後，「信使」號將最終墜落水星，在水星坑坑窪窪的表面產生另一個大洞。

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