美国“信使”携多种探测仪器观测水星

2011-3-29 13:38 来源: 人民日报
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  美国“信使”号水星探测器按计划将于3月29日从水星轨道传回首张图片。从4月4日起,它将正式展开对水星的观测,以确定水星表面成分,探测水星的神秘磁场以及水星极地区域永久阴影部分是否存在冰。

  2011年3月17日,经过15分钟的近水星制动,减速后的“信使”号被水星捕获,进入近水星距离200千米、远水星距离15193千米、周期12小时的水星椭圆轨道,对水星进行为期一年的探测工作。

  有人说,水星名不副实,因为它是太阳系中距离太阳最近的行星,表面温度很高,所以上面根本没有水。但也有人认为,在水星极地阳光永远照不到的阴暗陨石坑深处,很可能存在水冰沉积物。

  由于水星离太阳很近,因此在地面观测它和用飞行器探测它都十分困难,至今只有美国的“水手10号”和“信使”号探测器探测过水星,其中1973年11月 3日发射的“水手10号”探测器也仅以掠过的方式探测过水星,故无法对水星进行长期、全面和详细的了解。经过多年研制,第一颗水星探测卫星“信使”号终于在2004年8月3日升空。它耗资4.46亿美元,发射质量1100千克,其中600千克为燃料,体积与大型办公桌相近。

  水星上太阳的亮度比在地球上高出11倍,表面温度可达450摄氏度,所以设计“信使”号的关键是如何应对这样的高温环境。为此,“信使”号装有先进的大型遮阳罩,能使探测器的温度保持在20摄氏度左右。此外,它还有许多特点,如两翼由数千个小“镜子”组成,其中2/3的“镜子”用于反射水星附近的强烈阳光,剩下的“镜子”用于将阳光转化成电能;各重要系统都有备份;使用现成的部件和标准的数据界面;采用“近地小行星交会”小行星探测器子系统设计等。

  “信使”号此行有六大任务:水星具有何种磁场特征?为什么水星的密度那样高?水星具有何种地质形成过程?水星核具有怎样的构成和形态?水星两极的异常物质是什么?水星表面有哪些不稳定物质对其外大气层的形成起了重要作用?为了完成这些任务,“信使”号携带了磁力计、伽马射线与中子光谱仪、X射线光谱仪、水星大气与表面成分光谱仪、高能粒子与等离子体光谱仪、水星双重成像系统和水星激光高度计等共7台科学探测仪器。

  “信使”号当初升空后没有直奔水星,而是借助地球、金星和水星的引力飞行6年半后才进入水星轨道。其间,它一次飞越地球(2005年7月)、两次飞越金星(2006年10月和 2007年6月)、三次飞越水星(2008年1月、2008年10月和2009年9月),最终于今年3月17日进入环水星轨道。每次借力飞行都可以改变 “信使”号轨道的形状、尺寸、倾角和速度,最终巧妙地把“信使”号从绕太阳的轨道送入环水星的轨道。“信使”号在三次飞越水星的过程中收获了大量成果。例如,绘制了水星表面的详细状况,勘测了这颗行星的构成成分、地磁环境以及稀薄的大气层等多种特征。

  目前,美国航天局计划将“信使”号探测器的服役期延长一年,但未来能延长多久还需要时间来证明。