10月19日消息，據(jù)外媒報(bào)道，我們對(duì)太陽(yáng)系內(nèi)的大多數(shù)行星已經(jīng)有了相當(dāng)了解，所有行星都至少被探測(cè)器拍攝過(guò)照片甚至造訪過(guò)，然而離地球最近的行星之一——水星，卻是我們探索最少、也最不了解的行星。
BepiColumbo探測(cè)器將揭示水星何時(shí)形成以及它奇怪的化學(xué)成分
如果計(jì)劃進(jìn)展順利，BepiColumbo水星探測(cè)器于明天在位于南美洲法屬圭亞那庫(kù)魯?shù)臍W洲宇航中心搭乘Ariane 5火箭發(fā)射升空，這一切都將改變。它可以被視為愛因斯坦“廣義相對(duì)論”最權(quán)威的驗(yàn)證。
人類探訪過(guò)水星嗎？
是的，美國(guó)宇航局的的“水手10號(hào)”（Mariner 10）探測(cè)器曾在1974年和1975年拍攝過(guò)水星的照片，“信使號(hào)”（MESSENGER）曾在2008年到2015年繪制過(guò)它的圖像。現(xiàn)在歐洲航天局和日本宇宙航空研究開發(fā)機(jī)構(gòu)（JAXA）有了地圖，他們想知道更多關(guān)于水星的信息。而BepiColombo實(shí)際上是三個(gè)獨(dú)立部分組成的。
為什么叫BepiColombo？
這個(gè)探測(cè)器是以已故意大利數(shù)學(xué)家兼工程師朱塞佩·科倫坡教授（Giuseppe (Bepi) Colombo）的名字命名的，他曾發(fā)現(xiàn)一種共振，這種共振使水星在軸上每?jī)赡晷D(zhuǎn)三次。此外，科倫坡還幫助美國(guó)宇航局在“水手10號(hào)”探測(cè)器上使用了金星和水星引力助推器。
倫敦科學(xué)博物館目前有6米高的BepiColombo全尺寸工程模型
BepiColombo將研究什么?
這是個(gè)雄心勃勃的科學(xué)項(xiàng)目。BepiColombo于1993年被首次提出，它的兩個(gè)軌道飛行器將共同研究水星的起源和演化、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、地質(zhì)、組成和隕石坑、大氣和磁層(以及它如何與太陽(yáng)風(fēng)相互作用)、水星磁場(chǎng)的起源以及水星兩極的沉積物。BepiColombo也會(huì)繪制不同波長(zhǎng)的水星地圖。
為什么BepiColombo由三部分組成？
BepiColombo由三部分組成，即一個(gè)航天器攜帶著兩個(gè)軌道飛行器，分別是歐洲航天局的水星行星軌道器(MPO)和JAXA水星磁層軌道器(MMO)。盡管兩個(gè)軌道器將分別繞軌道運(yùn)行，但它們將同步工作，在某些項(xiàng)目上為天文學(xué)家提供兩個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)。
MPO將主要研究水星的表面和組成，而MMO將關(guān)注水星的磁性環(huán)境和構(gòu)成其稀薄外逸層的化學(xué)物質(zhì)(還不能稱其為大氣層)。然而，它們將能夠同時(shí)研究太陽(yáng)風(fēng)如何影響水星的外大氣層及其表面，這需要兩個(gè)軌道飛行器協(xié)作完成。
BepiColombo將如何檢驗(yàn)愛因斯坦的廣義相對(duì)論？
阿爾伯特·愛因斯坦（Albert Einstein）的廣義相對(duì)論是描述物質(zhì)間引力相互作用的理論，它將引力場(chǎng)解釋成時(shí)空被巨大物體(如恒星和行星)扭曲形成的現(xiàn)象。因此，扭曲的太陽(yáng)時(shí)空解釋了行星的彎曲軌道，這些行星軌道實(shí)際上是圍繞太陽(yáng)下落的。
在2018年5月發(fā)表的一篇題為《新廣義相對(duì)論對(duì)水星近日點(diǎn)推進(jìn)的貢獻(xiàn)》的論文中，佛羅里達(dá)大學(xué)物理系的威爾·克利福德(Will Clifford)認(rèn)為，由于廣義相對(duì)論的間接影響，水星的軌道軌跡每20億年移動(dòng)一度。
這是個(gè)相當(dāng)微妙的數(shù)字，但是這個(gè)尚未被證實(shí)的理論——太陽(yáng)和木星之間的引力(以及太陽(yáng)和其他行星之間的引力)對(duì)所有其他行星的軌道也有輕微的影響，可以被BepiColombo探測(cè)到。由于水星是離太陽(yáng)最近的行星，這種影響在水星上是最容易被探測(cè)到。
BepiColombo的“水星轉(zhuǎn)移模塊”，它將在7年時(shí)間里通過(guò)地球和金星將兩個(gè)軌道飛行器送到水星
為什么水星如此有趣？
我們不知道一顆行星是如何在如此接近太陽(yáng)的情況下形成和演化的，也不知道水星的奇特化學(xué)性質(zhì)。上個(gè)月在柏林舉行的2018年歐洲行星科學(xué)大會(huì)(EPSC)上，兩項(xiàng)研究強(qiáng)調(diào)了為什么BepiColombo的探測(cè)任務(wù)如此重要。
首先，水星可能在太陽(yáng)系歷史上很早就由來(lái)自星子的冷凝蒸汽形成。Aix Marseille大學(xué)的托馬斯·羅尼特（Thomas Ronnet）說(shuō)：“我們認(rèn)為，在太陽(yáng)系的早期，太陽(yáng)系內(nèi)部區(qū)域的星子可能是由經(jīng)過(guò)再加工的物質(zhì)形成的，這些物質(zhì)由于遇到極端溫度而蒸發(fā)，隨后又重新凝結(jié)。”
其次，羅尼特的同事巴斯蒂安·布魯格（Bastien Brugger）對(duì)水星內(nèi)部進(jìn)行了計(jì)算機(jī)模擬，結(jié)果顯示水星內(nèi)部有個(gè)致密的地幔，其中可能含有大量的鐵元素。布魯格表示：“隨著BepiColombo的發(fā)射，我們將擁有全新的儀器來(lái)繼續(xù)研究水星的獨(dú)特屬性，并試圖更好地了解水星的結(jié)構(gòu)和起源。”
BepiColumbo將要研究水星內(nèi)部
BepiColombo如何到達(dá)水星?
雖然只有7年多點(diǎn)兒的時(shí)間，但BepiColombo經(jīng)過(guò)的路線很復(fù)雜。盡管BepiColombo將結(jié)合太陽(yáng)能和電力推進(jìn)技術(shù)(考慮到它在重力輔助方面的工作)，它將以正確的速度到達(dá)水星，這要?dú)w功于它的一次飛越地球，二次飛越金星以及6次飛越水星。然而，當(dāng)它最終到達(dá)那里時(shí)，BepiColombo仍然需要化學(xué)推進(jìn)引擎的推力來(lái)減慢速度，使MPO進(jìn)入其軌道。
水星的彩虹顏色
能在夜空中看到水星嗎？
由于水星是太陽(yáng)系中離太陽(yáng)最近的行星，從地球上看，這顆內(nèi)部行星只能在黎明前或黃昏后才能看到。這個(gè)月，它在太陽(yáng)后面，雖然它將在2018年11月6日日落之后重新出現(xiàn)在西方地平線上。
從2025年12月5日開始，BepiColombo將圍繞水星運(yùn)行1個(gè)地球年(大約4個(gè)水星年)。然而，第一次水星飛越將在2021年10月2日進(jìn)行。畢竟，在太空旅行需要時(shí)間，但要將速度降下來(lái)需要更長(zhǎng)的時(shí)間。（編譯/金鹿）
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