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再探神秘水星(科技大观)

来源:人民网 编辑:郭王娟 时间:2018-11-15
导读: 近日,欧洲航天局和日本宇宙航空研究开发机构联合研制的比皮科伦坡水星探测器发射升空,预计飞行7年多后进入水星轨道,对水星展开迄今最为广泛和详尽的研究。 水星是一颗类地行星,被称为第二地球,但对于人类而言,它一直充满着神秘感;水星也是离太阳最近
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  近日,欧洲航天局和日本宇宙航空研究开发机构联合研制的“比皮科伦坡”水星探测器发射升空,预计飞行7年多后进入水星轨道,对水星展开迄今最为广泛和详尽的研究。

  水星是一颗类地行星,被称为“第二地球”,但对于人类而言,它一直充满着神秘感;水星也是离太阳最近的行星,对它进行深度探测,有助于人们发现新的家园,也可以更好地理解太阳系的演化历史。然而,太阳表面近6000摄氏度的高温及其巨大的引力作用,对探测器进入水星轨道形成强烈的干扰,大幅增加了水星探测器在轨观测难度。因此,探测水星相比探测其它太阳系行星要困难得多。

  此前,只有美国“水手10”号探测器和“信使”号水星探测器探测过水星。前者于1973年发射,受当时技术水平所限没有进入水星轨道,而是3次掠过水星。后者发射于2004年,是世界第一个进入水星轨道的空间探测器,获得了大量成果,比如证实了科学家多年的猜想,即水星北极地区贮存着数十亿吨水冰。

  这次发射的“比皮科伦坡”首次采用编队模式来探测水星。它实际上包括了两个承担不同任务的探测器,分别是欧洲的“水星行星轨道器”(主探测器)和日本的“水星磁层轨道器”(次探测器)。它们在发射和巡航阶段是一个组合体,进入水星轨道后即分离,分别进入各自的轨道进行探测,其携带的高科技设备将完成对水星最全面、清晰度最高的覆盖:拍摄首批热成像照片,确定水星表面成分,生成整体温度图;提供水星表面特征的第一幅整体三维图;对水星引力环境进行有史以来最全面的数字测量等。

  为了节省燃料,“比皮科伦坡”不是直飞水星,而是巧妙地利用月球、地球、金星和水星本身的引力来控制速度。在整个飞行期间,它要1次飞越地球、两次飞越金星、6次飞越水星,预计将于2025年底进入环绕水星的轨道。

  进入水星轨道后,“比皮科伦坡”将和太阳离得很近。为了“防晒”,它采用了多项隔热措施:最外层利用陶瓷纤维进行隔热;配备高效率散热器,以便探测器上的仪器设备能在正常温度下工作;太阳能电池板由60%的镜片和40%的特殊电池组成,前者用于反射热量,在温度超过250摄氏度时也能供电。此外,欧洲还将对“水星行星轨道器”进行精确的姿态控制,确保热屏蔽的一面始终对准强太阳光照射区。日本“水星磁层轨道器”的自旋轴,则与水星赤道面基本呈垂直状态,既可以防止强大的太阳辐射直射到探测器的上下方,还能使天线高精度地指向地球。

  行星探测是一个长期工程,每一次探测都凝聚着人类点滴的进步。期待远航的“比皮科伦坡”能为我们解开更多关于水星和太阳系的奥秘。

  (作者为全国空间探测技术首席科学传播专家) 


  《 人民日报 》( 2018-11-15 22 版)
 

责任编辑:郭王娟

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