揭秘美国信使号水星探测器:时速达22.5万公里(图)

艺术概念图，呈现了绕水星轨道飞行的“信使”号探测器。

　　北京时间3月21日消息，据美国太空网报道，美国宇航局的“信使”号水星探测器成为有史以来第一颗进入水星轨道的探测器。这颗探测器将对水星地表进行详细测绘，同时研究水星的构成、磁环境、稀薄的大气层以及其他特征。“信使”号探测器造价4.46亿美元。自2004年8月发射升空后，公众一直未对这颗探测器给予很大关注。随着进入水星轨道并执行为期一年的观测任务，“信使”号将为公众和科学家带来一系列惊人发现。

　　1.它是一位马拉松选手

　　作为太阳系最内侧的行星，水星与地球之间的距离并不算遥远。水星绕太阳轨道运行时与太阳之间的距离平均在3600万英里（约合5800万公里） 左右，相比之下，地球绕太阳轨道运行时与太阳之间的距离大约在9300万英里（约合1.5亿公里）上下。从地球出发前往水星后，“信使”号探测器已经飞行了大约49亿英里（约合79亿公里），飞行时间超过6年半，在此过程中，它已经绕太阳运行了15周。

　　飞行路线如此迂回曲折的原因有两个：一个是，水星距离太阳很近，另一个是，这颗行星的大气层极为稀薄。为了进入水星轨道，“信使”号需要大幅减速，允许水星引力战胜附近太阳的拖拽，进而捕获这颗探测器。在抵达金星或者火星轨道时，飞船可通过滑行穿过两颗行星较为厚实的大气层的方式减速，这一过程被称之为“大气制动”。但“信使”号无法在水星大气层做到这一点，因为水星大气层极为稀薄。

　　自2004年发射升空以来，“信使”号已多次飞越金星、地球和水星，进行减速。在这些“引力辅助”下的机动过程中，这些行星大大消耗了“信使”号的动力。现在的“信使”号正准备进行最后一次发动机点火，进入水星轨道。

　　2. 同时也是一位短跑选手

　　尽管旅途较为漫长，但“信使”号的飞行速度并不慢。研究人员表示，这颗探测器在6年半的太空飞行中相对于太阳的平均速度达到每小时8.45万英里（约合每小时13.6万公里）。这一速度几乎是美国宇航局的航天飞机在低地球轨道飞行时的5倍。有时候，“信使”号的飞行速度超过每小时14万英里（约合每小时22.5万公里），接近史上探测器的最快飞行速度。研究人员称，1976年宇航局的“太阳神2号”飞船相对于太阳的飞行速度超过每小时15万英里 （约合每小时24.1万公里）。

　　3. 也是一只“油老虎”

　　2004年发射时，“信使”号的重量达到2420磅（约合1100公斤）左右，推进剂的比重占到55%左右，达到1320磅（约合600公斤）。携带如此多的推进剂的一个重要原因是，“信使”号需要减速以进入水星轨道。美国东部时间17日晚上大约8点45分，“信使”号的主推进器将点火，持续大约15分钟。研究人员表示，入轨过程――“信使”号飞行速度减至足以让水星引力捕获的程度――将消耗“信使”号在发射时所携推进剂的大约31%。

　　4.“信使”身躯并不庞大

　　“信使”号的主体高4.7英尺（约合1.42米），宽6.1英尺（约合1.85米），长4.2英尺（约合1.27米），体积与一个大办公桌相当。它装有2个太阳能电池板“翅膀”，面积为5英尺×5.5英尺（约合1.5米×1.65米），在探测器两侧展开。“信使”号发射时的重量超过1吨，其中有超过一半的负荷为燃料，探测器本身以及所携带科学仪器的总重量大约在1100磅（约合500公斤）左右。

　　5. 一身高科技装备

　　“信使”号将帮助科学家解答有关水星的6大疑问，其中包括这颗体积较小的行星为何拥有极高的密度以及极地陨坑内是否存在水冰沉积物。为了找到这些问题的答案，科学家为“信使”号安装了一系列高科技装备。“信使”号共携带7种不同的科学仪器以及1个无线电科学实验设备。这个实验设备包括多台照相机、1台激光测高仪、1台磁力计以及各种分光计。借助于这些仪器设备，“信使”号能够完成一系列任务，例如对整个水星表面进行详细测绘，收集有关水星地壳构成的数据以及研究磁场和稀薄大气层的特性。

　　6.“信使”有把遮阳伞

　　由于水星距离太阳很近，“信使”号在绕水星轨道运行时必须经受住高温和强太阳辐射的考验。为此，任务规划人员专门为“信使”号打造了一把“遮阳伞”，也就是具有高反射性的耐热遮阳罩。研究人员表示，遮阳罩安装在“信使”号前端的一个钛结构上，高大约8英尺（约合2.4米），宽大约6英尺（约合 1.8米），能够很好地保护这颗探测器。

　　在水星距离太阳最近时，遮阳罩前方的温度可达到700华氏度（371摄氏度）。但在遮阳罩的后面，“信使”号以及所携仪器的温度却保持在室温状态，即大约70华氏度（20摄氏度）左右。

　　7. 长长的椭圆形轨道

　　“信使”号的12小时绕水轨道将是一个椭圆形。距离水星表面最近时，二者之间的距离不超过124英里（约合200公里），最远时的距离达到 9420英里（约合15193公里）。距水星地表高度的短暂变化允许“信使”号更好地了解水星的地质特征。此外，椭圆形轨道也能保护“信使”号免遭水星荒凉表面反射的大量热量侵袭。

　　8. 追随另一颗探测器的脚步

　　“信使”号将是第一颗进入水星轨道的探测器，但它并不是第一颗对这颗太阳系最内侧行星进行观测的探测器。1974年和1975年，美国宇航局的 “水手10号”探测器曾3次飞越水星，为科学家拍摄了迄今为止细节最为丰富的水星照片。但“水手10号”每次看到的都是水星的同一侧，因此只能对大约 45%的水星地表进行测绘。研究人员表示，在3次飞越水星过程中，“信使”号已经完成了大量测绘工作。与30多年前的前辈“水手10号”相比，这颗探测器将帮助科学家进一步了解水星。

　　9. 任务为期仅“2天”

　　“信使”号任务虽然雄心勃勃，但任务为期只有区区2个水星日。水星自转速度极慢，一个水星日大约相当于176个地球日。与自转相比，水星以极快的速度绕太阳轨道运行，短短88天便可运行一周。在为期12个地球月的在轨观测中，“信使”号将经历2个水星日，但所经历的水星年却超过4个。

　　10. 一次神风式任务

　　“信使”号的科学观测任务为期一年。研究人员表示这颗探测器也可以延长服役时间，能否做到这一点让我们拭目以待。进入轨道后，“信使”号将一直从高空对“水星”进行观测，研究和分析它的这个最终归宿地。这颗探测器并没有足够燃料帮助它重返地球。在收集数据的工作结束后，“信使”号将最终坠落水星，在水星坑坑洼洼的表面产生另一个大洞