再探神秘水星（科技大觀）

近日，歐洲航天局和日本宇宙航空研究開發(fā)機(jī)構(gòu)聯(lián)合研制的“比皮科倫坡”水星探測(cè)器發(fā)射升空，預(yù)計(jì)飛行7年多后進(jìn)入水星軌道，對(duì)水星展開迄今最為廣泛和詳盡的研究。

水星是一顆類地行星，被稱為“第二地球”，但對(duì)于人類而言，它一直充滿著神秘感；水星也是離太陽最近的行星，對(duì)它進(jìn)行深度探測(cè)，有助于人們發(fā)現(xiàn)新的家園，也可以更好地理解太陽系的演化歷史。然而，太陽表面近6000攝氏度的高溫及其巨大的引力作用，對(duì)探測(cè)器進(jìn)入水星軌道形成強(qiáng)烈的干擾，大幅增加了水星探測(cè)器在軌觀測(cè)難度。因此，探測(cè)水星相比探測(cè)其它太陽系行星要困難得多。

此前，只有美國(guó)“水手10”號(hào)探測(cè)器和“信使”號(hào)水星探測(cè)器探測(cè)過水星。前者于1973年發(fā)射，受當(dāng)時(shí)技術(shù)水平所限沒有進(jìn)入水星軌道，而是3次掠過水星。后者發(fā)射于2004年，是世界第一個(gè)進(jìn)入水星軌道的空間探測(cè)器，獲得了大量成果，比如證實(shí)了科學(xué)家多年的猜想，即水星北極地區(qū)貯存著數(shù)十億噸水冰。

這次發(fā)射的“比皮科倫坡”首次采用編隊(duì)模式來探測(cè)水星。它實(shí)際上包括了兩個(gè)承擔(dān)不同任務(wù)的探測(cè)器，分別是歐洲的“水星行星軌道器”（主探測(cè)器）和日本的“水星磁層軌道器”（次探測(cè)器）。它們?cè)诎l(fā)射和巡航階段是一個(gè)組合體，進(jìn)入水星軌道后即分離，分別進(jìn)入各自的軌道進(jìn)行探測(cè)，其攜帶的高科技設(shè)備將完成對(duì)水星最全面、清晰度最高的覆蓋：拍攝首批熱成像照片，確定水星表面成分，生成整體溫度圖；提供水星表面特征的第一幅整體三維圖；對(duì)水星引力環(huán)境進(jìn)行有史以來最全面的數(shù)字測(cè)量等。

為了節(jié)省燃料，“比皮科倫坡”不是直飛水星，而是巧妙地利用月球、地球、金星和水星本身的引力來控制速度。在整個(gè)飛行期間，它要1次飛越地球、兩次飛越金星、6次飛越水星，預(yù)計(jì)將于2025年底進(jìn)入環(huán)繞水星的軌道。

進(jìn)入水星軌道后，“比皮科倫坡”將和太陽離得很近。為了“防曬”，它采用了多項(xiàng)隔熱措施：最外層利用陶瓷纖維進(jìn)行隔熱；配備高效率散熱器，以便探測(cè)器上的儀器設(shè)備能在正常溫度下工作；太陽能電池板由60%的鏡片和40%的特殊電池組成，前者用于反射熱量，在溫度超過250攝氏度時(shí)也能供電。此外，歐洲還將對(duì)“水星行星軌道器”進(jìn)行精確的姿態(tài)控制，確保熱屏蔽的一面始終對(duì)準(zhǔn)強(qiáng)太陽光照射區(qū)。日本“水星磁層軌道器”的自旋軸，則與水星赤道面基本呈垂直狀態(tài)，既可以防止強(qiáng)大的太陽輻射直射到探測(cè)器的上下方，還能使天線高精度地指向地球。

行星探測(cè)是一個(gè)長(zhǎng)期工程，每一次探測(cè)都凝聚著人類點(diǎn)滴的進(jìn)步。期待遠(yuǎn)航的“比皮科倫坡”能為我們解開更多關(guān)于水星和太陽系的奧秘。

（作者為全國(guó)空間探測(cè)技術(shù)首席科學(xué)傳播專家） 

《 人民日?qǐng)?bào) 》（ 2018年11月13日 22 版）