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水星成『追星』新選擇 科學家吁深度調查登陸可行性
2018-09-12 09:43:02 來源:科技日報  作者:
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  水星成『追星』新選擇

  科學家呼吁深度調查其登陸可行性

  科學家2010年曾研究過在水星著陸的可能性,但當時遇到的挑戰太大。圖為模擬水星著陸器。圖片來源:美國太空網

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  本報記者劉霞

  水星是太陽系內離太陽最近且最小的一顆行星。自美國國家航空航天局(NASA)『信使』號(Messenger)任務於2015年結束以來,一直未曾有其他航天器拜訪過水星。而下一個水星探測器將於今年10月發射,到2025年纔能到達目的地。

  科學家們目前正盡力挖掘『信使』號收集到的數據,與此同時,他們也在思考接下來該如何更好地探測水星,並實現登陸水星的夢想。據美國太空網近日報道,美國科學家最近發表了一份白皮書,呼吁深度調查將著陸器置於水星表面的可行性。他們認為,隨著新技術和新裝置不斷湧現,登陸水星或將變得更加可行。

  越古怪越迷人

  水星是太陽系內除地球外唯一擁有磁場的岩石行星。它距離太陽只有5800萬公裡,但是水星的磁場太弱了,不能提供太陽輻射的防護,其表面的輻射水平不適合地球上的生命形式生存。

  白皮書主要作者之一、美國凱斯西儲大學行星科學家斯蒂芬·豪克說:『水星古怪而美麗。水星表面溫度很極端,介於450℃到零下180℃之間。由於其靠近太陽,除非有日食,否則在陽光的照耀下通常看不見水星。此外,水星每繞太陽運行兩周就繞自己的軸旋轉3周。如果人站在水星上的某些地方,可以看到雙日落和雙日出。而且,水星幾乎完全由核組成——地幔和地殼的薄殼圍繞著一個巨大的金屬球。』

  豪克是水星著陸器研究關鍵人物這一,曾在2010年研究過在水星上著陸的可行性,但當時遇到的挑戰太大了。

  希望水星獲青睞

  目前人類已向水星派出了兩個探測器:NASA於上世紀70年代發射的『水手10』號(Mariner 10)和2004年發射的『信使』號。

  今年10月5日,第三個水星探測器『比皮科倫坡』(BepiColombo)將從法屬圭亞那庫魯發射場昇空,預計於2025年12月5日抵達水星,進行為期一年的常規探測任務和一年的擴展任務。

  『比皮科倫坡』項目由歐洲空間局(ESA)和日本宇航研究開發機構(JAXA)聯合進行,成本超過13億歐元。『比皮科倫坡』高6.4米,由兩個模塊組成,即JAXA的水星磁層軌道器(MMO)和ESA的水星行星軌道衛星(MPO)。一旦抵達水星軌道,這兩個模塊將分離進入各自的軌道,互為補充,研究水星的內部結構和磁場產生的特點,探究水星的起源與演變歷程,從而幫助我們更好地了解太陽系的整體演化歷史。

  白皮書主要作者之一、約翰·霍普金斯大學應用物理實驗室行星科學家南希·查博特說:『屆時將有兩個航天器同時觀測水星,這真的是前所未有。』

  盡管如此,科學家們仍然希望能夠派遣著陸器登陸水星,進一步揭示其秘密。白皮書主要作者之一、北卡羅來納州立大學行星地質學家保羅·伯恩表示:『我們需要現在著手這項工作,希望能在21世紀30年代看見水星著陸器。』

  美國太空網的報道指出,科學家們希望進行詳細的任務可行性研究來綜合考慮各種因素,並希望將水星著陸器納入NASA的『新前沿』(New Frontiers)項目。『新前沿』項目迄今已孵化出『朱諾』號(Juno)木星探測器、『新視野』號(New Horizons)探測器以及小行星樣本返回的『源光譜釋義資源安全風化層辨認探測器』(OSIRIS-Rex)。

  據悉,NASA會依據美國國家科學院每十年制訂一次的《十年調查》報告來決定其任務。下一個行星探索計劃(2023年—2032年)很快將進入討論,水星科學家希望這次可以將水星著陸器納入計劃中。

  面臨諸多挑戰

  但登陸水星並非易事。伯恩說:『從科學角度而言,水星和火星幾乎旗鼓相當。但火星更容易到達,且航天器也更容易在火星登陸並存活下來;而研制水星著陸器的每一步都充滿挑戰,如履薄冰。』

  首先,到達水星就困難重重。豪克解釋說:『你基本上需要3枚火箭纔能來到水星:一枚讓航天器離開地球;一枚讓航天器從地球到達水星;一枚讓航天器小心翼翼地降落在水星上(因為水星缺乏可以減速的大氣層)。宇宙飛船需要遵循復雜的軌跡纔能到達水星,所以,整個過程需要6—7年。』

  故事到此並沒有結束。由於水星地表存在大量威脅——最明顯的是水星上的極端溫度,著陸器登陸後的日子也許並不好過。

  盡管如此,最近湧現出的大量新技術或許可助科學家們一臂之力,將著陸器送上水星。伯恩表示,這些新技術包括太空探索技術公司(SpaceX)的『獵鷹重型』火箭等高功率火箭,它可以幫助發射探測器。此外,使『帕克』太陽探測器飛到距離太陽僅600萬公裡之處的技術,或許也能讓著陸器在水星生存下來。

  伯恩總結說:『我們不知道為什麼水星是現在這個樣子,理解這一點非常重要。登陸這個小小的星球可能是解答其中許多謎團的關鍵。』

  (科技日報北京9月11日電)

責任編輯:孫嵐
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