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水星成“追星”新选择

来源: 科技日报 作者: 时间:2018-09-12 09:14:44

  水星成“追星”新选择

  科学家呼吁深度调查其登陆可行性

  科学家2010年曾研究过在水星着陆的可能性,但当时遇到的挑战太大。图为模拟水星着陆器。图片来源:美国太空网

  今日视点

  水星是太阳系内离太阳最近且最小的一颗行星。自美国国家航空航天局(NASA)“信使”号(Messenger)任务于2015年结束以来,一直未曾有其他航天器拜访过水星。而下一个水星探测器将于今年10月发射,到2025年才能到达目的地。

  科学家们目前正尽力挖掘“信使”号收集到的数据,与此同时,他们也在思考接下来该如何更好地探测水星,并实现登陆水星的梦想。据美国太空网近日报道,美国科学家最近发表了一份白皮书,呼吁深度调查将着陆器置于水星表面的可行性。他们认为,随着新技术和新装置不断涌现,登陆水星或将变得更加可行。

  越古怪越迷人

  水星是太阳系内除地球外唯一拥有磁场的岩石行星。它距离太阳只有5800万公里,但是水星的磁场太弱了,不能提供太阳辐射的防护,其表面的辐射水平不适合地球上的生命形式生存。

  白皮书主要作者之一、美国凯斯西储大学行星科学家斯蒂芬·豪克说:“水星古怪而美丽。水星表面温度很极端,介于450℃到零下180℃之间。由于其靠近太阳,除非有日食,否则在阳光的照耀下通常看不见水星。此外,水星每绕太阳运行两周就绕自己的轴旋转3周。如果人站在水星上的某些地方,可以看到双日落和双日出。而且,水星几乎完全由核组成——地幔和地壳的薄壳围绕着一个巨大的金属球。”

  豪克是水星着陆器研究关键人物这一,曾在2010年研究过在水星上着陆的可行性,但当时遇到的挑战太大了。

  希望水星获青睐

  目前人类已向水星派出了两个探测器:NASA于上世纪70年代发射的“水手10”号(Mariner 10)和2004年发射的“信使”号。

  今年10月5日,第三个水星探测器“比皮科伦坡”(BepiColombo)将从法属圭亚那库鲁发射场升空,预计于2025年12月5日抵达水星,进行为期一年的常规探测任务和一年的扩展任务。

  “比皮科伦坡”项目由欧洲空间局(ESA)和日本宇航研究开发机构(JAXA)联合进行,成本超过13亿欧元。“比皮科伦坡”高6.4米,由两个模块组成,即JAXA的水星磁层轨道器(MMO)和ESA的水星行星轨道卫星(MPO)。一旦抵达水星轨道,这两个模块将分离进入各自的轨道,互为补充,研究水星的内部结构和磁场产生的特点,探究水星的起源与演变历程,从而帮助我们更好地了解太阳系的整体演化历史。

  白皮书主要作者之一、约翰·霍普金斯大学应用物理实验室行星科学家南希·查博特说:“届时将有两个航天器同时观测水星,这真的是前所未有。”

  尽管如此,科学家们仍然希望能够派遣着陆器登陆水星,进一步揭示其秘密。白皮书主要作者之一、北卡罗来纳州立大学行星地质学家保罗·伯恩表示:“我们需要现在着手这项工作,希望能在21世纪30年代看见水星着陆器。”

  美国太空网的报道指出,科学家们希望进行详细的任务可行性研究来综合考虑各种因素,并希望将水星着陆器纳入NASA的“新前沿”(New Frontiers)项目。“新前沿”项目迄今已孵化出“朱诺”号(Juno)木星探测器、“新视野”号(New Horizons)探测器以及小行星样本返回的“源光谱释义资源安全风化层辨认探测器”(OSIRIS-Rex)。

  据悉,NASA会依据美国国家科学院每十年制订一次的《十年调查》报告来决定其任务。下一个行星探索计划(2023年—2032年)很快将进入讨论,水星科学家希望这次可以将水星着陆器纳入计划中。

  面临诸多挑战

  但登陆水星并非易事。伯恩说:“从科学角度而言,水星和火星几乎旗鼓相当。但火星更容易到达,且航天器也更容易在火星登陆并存活下来;而研制水星着陆器的每一步都充满挑战,如履薄冰。”

  首先,到达水星就困难重重。豪克解释说:“你基本上需要3枚火箭才能来到水星:一枚让航天器离开地球;一枚让航天器从地球到达水星;一枚让航天器小心翼翼地降落在水星上(因为水星缺乏可以减速的大气层)。宇宙飞船需要遵循复杂的轨迹才能到达水星,所以,整个过程需要6—7年。”

  故事到此并没有结束。由于水星地表存在大量威胁——最明显的是水星上的极端温度,着陆器登陆后的日子也许并不好过。

  尽管如此,最近涌现出的大量新技术或许可助科学家们一臂之力,将着陆器送上水星。伯恩表示,这些新技术包括太空探索技术公司(SpaceX)的“猎鹰重型”火箭等高功率火箭,它可以帮助发射探测器。此外,使“帕克”太阳探测器飞到距离太阳仅600万公里之处的技术,或许也能让着陆器在水星生存下来。

  伯恩总结说:“我们不知道为什么水星是现在这个样子,理解这一点非常重要。登陆这个小小的星球可能是解答其中许多谜团的关键。”记者刘霞

 
责任编辑:甘晨卉
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