水星被称“第二地球” 对它的第三次探测有何难点

欧洲和日本航天机构联合研发的探测器“比皮科伦坡”20日启程，飞向离太阳最近的行星——水星。按计划，它将于2025年抵达水星轨道展开观测。

这是人类第三次无人水星探测任务。它将面临哪些难点？整个探测任务又有哪些看点和亮点？

探测有何难点

水星是太阳系八大行星中距离太阳最近的一颗，这使水星的探测之路充满了艰险。

水星身后是比地球重33万倍的太阳，其巨大的引力作用将对探测器进入水星轨道形成干扰。此外，水星白天太阳直射处温度可高达430摄氏度，夜晚温度则降至零下170摄氏度，昼夜温差达600摄氏度。强烈的太阳光和高温也大幅增加了水星探测器在轨观测难度。

欧洲航天局介绍说，该机构此前深空探测都是前往太阳系内相对寒冷的区域，“比皮科伦坡”任务是首次将探测器送往如此靠近太阳的地方。

人类此前仅有一次成功将探测器送入水星轨道的记录。第一次水星探测任务是1973年发射的美国“水手10”号探测器，它曾3次掠过水星，但一直未能进入水星轨道。2004年，美国又发射“信使”号水星探测器，它于2011年3月成功进入水星轨道，2015年完成使命后撞水星自毁。

据介绍，“比皮科伦坡”要想成功入轨，需要在长达7年的飞行时间里在地球、金星和水星附近进行9次引力控制变轨飞行，这将是行星探测史上变轨次数最多的一次。

为了抵御高温炙烤，“比皮科伦坡”还采用了多层隔热技术，最外层由陶瓷纤维组成，探测器上还配备了高效散热器，以保证科学仪器和电子设备能正常工作。

任务七大看点

水星被称为“第二地球”，是外部由岩石构成的直径约4880千米的类地行星，密度和地球几乎相同，其内核被认为是占水星半径四分之三的巨大铁核。

有一种假说认为，水星和地球诞生之初是几乎相同的行星，但是两者踏上了不同的演化之路，因此水星可能蕴含着很多地球诞生之初的信息。通过了解水星的地质信息，或许可以获知行星诞生之谜。

作为第一个进入水星轨道的人类探测器，“信使”号获得许多重要发现，比如它证实了科学家多年的猜测，即水星北极地区贮存着数十亿吨水冰。

“比皮科伦坡”探测任务从立项到发射历时21年。欧洲航天局局长扬·韦尔纳在一份声明中说，这是欧日航天机构的一个“重大里程碑”，并相信未来将获得“许多重大成就”。那么，水星还蕴藏着哪些未解之谜等待“比皮科伦坡”去发现？

据欧洲航天局官网介绍，“比皮科伦坡”的科学目标可以概括为7个方面：以水星为例研究靠近母恒星的行星的起源和演化；水星的内部结构和组成；水星内部磁场的特性和起源；水星表面的形成过程，包括地表构造、陨石坑、极地沉积状况及火山活动等；水星大气层的成分、起源和动力学；水星外部磁层的构成与动力学；验证爱因斯坦的广义相对论。

日本宇宙航空研究开发机构理事长山川宏认为，“比皮科伦坡”任务“将帮助人们更好地理解水星环境，最终还能帮助理解地球乃至整个太阳系的起源”。

协同观测是亮点

此次，“比皮科伦坡”探测器携带了两个独立探测设备：由欧航局研发的“水星行星轨道飞行器”，主要用于探测水星的表面和组成；由日本宇宙航空研究开发机构研发的“水星磁层轨道飞行器”，主要负责探测水星的磁场。

2025年底到达水星轨道后，两个探测设备将进入各自轨道，开始协作进行暂定为期一年的数据收集活动。

水星周边强大的太阳风容易影响水星磁场的测定，因此上述两个探测器在两个地点协同观测将可更加精确地测定水星磁场。这两个探测器将首次多角度综合观测水星的磁场、磁气圈、内部和表层，与地球进行比较，弄清行星磁气圈的普遍性和特异性。

日本宇宙航空研究开发机构介绍说，“水星磁层轨道飞行器”搭载有磁力计、等离子体及粒子观测装置等，主要目的是高精度测量水星周边磁场，探索水星磁场的成因，观测水星磁气圈的构造和运动。

而“水星行星轨道飞行器”搭载有激光高度计、加速度计、磁力计等多种观测设备，将主要观测水星重力场、表面地形、矿物、大气成分以及磁场等。（记者 华义 张莹）