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人类对水星的探测 2006年10月30日 新京报 -1 2 下一页 同样因为水星与太阳的距离过于接近，地球上的观测设备和太空中的哈勃望远镜等面对强烈的阳光照射，都难以对它进行直接观测，迄今为止仅有两个探测器探索过水星。1974年和1975年，美国宇航局“水手10”号飞船曾3次飞掠水星，但由于飞行速度太快，该飞船未能进入环水星轨道，仅拍摄了水星45%的表面区域的照片。而这个星球另一半究竟是什么样子，对人们来说，依然是个谜。美国水手10号金星探测器 美国水手10号金星探测器 美国“水手10号”飞船传回的水星图片1973年11月3日，美国水手10号金星探测器发射升空。水手10号重503千克，装备有紫外线分光仪，磁力计，粒子计数器，电视摄像机等仪器。1974年2月5日，水手10号从距金星5760千米的地方飞过，拍摄了几千张金星云层的照片。图为美国水手10号金星探测器。美“信使”号探测器30年来人类首次亲密接触距离太阳最近行星2004年8月3日，美国佛罗里达肯尼迪发射中心，“德尔塔2”号运载火箭载着“信使”号水星探测器升空。美国东部时间2004年8月2日凌晨，北京时间8月3日下午2时15分57秒，由美国宇航局、卡内基学院以及约翰霍普金斯大学共同研制开发的“信使”号水星探测器搭乘“德尔塔2”号火箭在佛罗里达州卡纳维拉尔角的肯尼迪航天中心发射升空，飞向太阳系九大行星中体积最小、也是距离太阳最近的成员水星。两大难点挑战“信使”号这是30年来，人类首次对水星这颗神秘的星球进行近距离的探索。如果一切顺利，“信使”号水星探测器将耗时6年半完成80亿公里的旅途，于2011年进入水星轨道。这将是人类飞行器首次进行环水星飞行。水星表面白天温度大概相当于在地面上11个太阳照射的温度，所以表面的温度平均起来是450，晚上由于没有空气，没有传热介质，气温只有负150左右，所以水星的日夜温差达到600，这是一个非常严酷的环境，“信史”必须小心控温，才不至于让自己受伤。另外，6年半80亿公里的时空距离对于“信史”的精确测控来说也是一大挑战。一旦轨道控制不好，“信史”将无法按照科学家的需要进行探测。弥补“水手10”号遗憾其实，早在“信史”之前，其前任就已经对水星进行过探测，只是留下了太多的遗憾。1974年和1975年，美国宇航局“水手10”号飞船曾3次飞掠水星，但由于飞行速度太快，该飞船未能进入环水星轨道，仅拍摄了水星45%的表面区域的照片。而这个星球另一半究竟是什么样子，对人们来说，依然是个谜。科学家指出，水星是最接近太阳的行星，了解它的形成过程和具体构造，对于分析我们所居住的星球地球的形成和演变过程，以及与太阳的相互作用等方面有非常重要的意义。同样因为水星与太阳的距离过于接近，地球上的观测设备和太空中的哈勃望远镜等面对强烈的阳光照射，都难以对它进行直接观测，因此，这次发射“信使”号的探测行动意义重大，此行不仅将首次对整个水星进行拍照，还将搜集有关水星表面构成、地质演变、内核结构、大气层和磁层特性等的详细信息，以及研究水星上面究竟有没有冰。人类对水星的探测 2006年10月30日 新京报 -上一页 1 2 水星之行欲解六大谜团“信使”号此次水星之行重在为六大问题寻找答案。破解这些谜团不仅有助于研究水星，也会促进科学家们更深入了解地球等类地行星的形成和演化。谜团 1水星密度为何如此大？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。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。“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。谜团 2水星的地质史是怎样？美国“水手10”号曾对水星45%的表面区域进行了拍照，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。谜团 3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。“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。谜团 4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。谜团 5水星两极存在什么？水星表面温度最高可达450，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。1991年，科学家们发现，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。“信使”号的一个任务是检验水星上到底有没有冰。谜团 6水星大气层的构成如何？水星拥有极为稀薄的大气层，水星大气层中已知存在氢、氦、氧和钙等6种元素。“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。“信使”=“盾牌”+“镜子”+“热水瓶”“它很酷，绝对酷。”参与“信使”制造工作的机械工程师尼尔巴齐特尔说。由于水星距离太阳比较近，“信使”在探索水星的过程中将经受450的高温侵袭。令人惊叹的是，“信使”飞行器向阳一面有一层大约2.7米长、2.4米宽、6毫米厚的隔热片，多数仪器位于背阳一面，就像一个手持护盾的古罗马角斗士。巴齐特尔为“信使”量身定做了这面隔热护盾。他向自己的母亲求教了缝纫技巧后，用特殊工具把陶隔热片切割成小块，再用包有聚四氟乙烯绝缘材料的玻璃丝把一块块隔热片缝合成隔热护盾。除了独具特色的隔热盾，“信使”还有许多引人注目的特点。“信使”的两翼就像两面镜子，人们甚至可以对着它们梳妆打扮。两翼由数千个小“镜子”组成，其中三分之二的“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。“信使”内部有许多和电子仪器相连的排热管，一直通到飞行器外表。排热管一般情况下都会打开，向外排放电子仪器工作中释放的热量。当“信使”飞到水星和太阳之间的位置时，这些排热管将关闭，防止太阳释放的热量侵入飞行器内部。水星探索计划首席热能工程师杰克埃尔科莱解释说：“它基本上就是个热水瓶。”“信使”号秘密武器遮阳伞：用来保护飞船免受太阳直射，使飞船的电子设备和仪器即使在水星这样的热环境里也能正常运行。太阳能电池板：为飞船提供动力。“信使”还携带着一块蓄电池，可以把太阳能电池板产生的电能储存起来，供其他系统使用。水星双重成像系统：这是一部带有广角镜头和窄角镜头的摄像机，可以单色、彩色和立体成像。伽玛射线和中子谱仪：将用它来绘制水星表面的元素构成图。X射线分光计：也被用于绘制水星外壳物质的元素构成情况。磁力计：绘制水星磁场的详细结构和动力，寻找磁化的地壳岩石区。水星激光高度计：用来测算水星的地形。水星大气与表面合成分光计：测算水星大气的情况，寻找水星表面物质里的矿物成分。高能粒子和等离子分光计：用于测算水星磁气圈内部和周围的带电粒子的构成与特性。“信使”探测时间表2004年8月3日从佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地升空2005年8月飞过地球借助地球引力加速2006年10月2007年6月两次飞过金星