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为什么探测器飞往水星需数年而飞往火星只需

来源:水星 时间:2024/9/19

按照离太阳的距离从近到远,水星排第一,地球排在第三,也就是说,水星距离地球相对较近,但是,我们对这颗星的研究并不算多。事实证明,如果要发射一颗探测器到水星上,那比发射到火星、甚至是土星或木星上要困难得多。为什么呢?它有什么特殊之处?尽管我们对太空的探索有了60年历史,但我们对这颗离太阳最近的行星却知之甚少。

水星的半径为.7公里,它是太阳系中最小的行星,也是离太阳最近的行星,平均距离约为万公里。但是,它的轨道非常长,所以它到太阳的最小距离只有万公里,最大距离为万公里。

毫无疑问,这种离太阳较近的天体为研究人员带来了许多问题。从地球表面上看,要想去了解一个离太阳如此近的星球的细节,这几乎是不可能的。即使是使用很牛的望远镜(如哈勃太空望远镜)也没有办法去帮助那些想要解开水星之谜的天文学家,因为强烈的太阳光会破坏这种独特的光学,致使探测器无法被引导到行星上。因此,想要了解水星的更多细节,只有一个方法:向水星发射特殊的探测器。

然而,要实现这一点,并不像火星或木星那样“容易”。通过科学家的说法,如果要达到水星,按照一定的路线,则需要很多年,而到达火星,却不是很远,只需要6-7个月的时间就能到达火星。为什么呢?其部分原因在于太阳离天体的距离,更确切地说,在于太阳的引力效应。任何直接到达水星的设备,都会陷入一个引力漏斗中,这是由太阳引力所产生的。在这种情况下,当我们在设计探测器时,其运行轨迹应该避免落入到这样的漏斗中。此外,还有必要降低这些探测器的速度,使其能够进入到一个非常长的轨道中。在接近水星之后,必须要消耗大量的燃料才能进入到水星的吸引区,并且尽可能接近水星。别忘了,所有这些操作都是需要很长时间的,也正因为如此,想要到达水星的话,所以才会需要几年的时间,而且研究成本也是相当昂贵的。同时,也不只是因为距离远近的问题,但它是一个理由。

事实上,我们向我们最近的邻居-火星和金星发射过很多探测器,其中一些探测器还成功着陆到它们的表面上,并对其表面进行了研究,但关于我们的水星,就不能这么说了。可以说,没有任何一个来自地球的设备曾“降落”在这个星球上,只能说曾有两次我们的探测器接近过这颗神秘的星球。

哪两次呢?第一个是来自美国的“水手10号”,它曾在距离水星公里处接近过水星。该探测器在靠近水星的地方飞行了三次,并拍摄了数千张关于水星表面的照片,这发生在年-年期间。30年后,也就是年,我们开启了第二次探索水星的旅程,8月,美国航天局发射了“信使号”飞船,目的是为了研究水星的环境与特性,也是继水手10号之后人类首次探测水星的计划,于年它进入了水星轨道,但它并没有在水星上着陆。尽管如此,“信使号”开启了耗时6年半、飞行79亿公里的探测远征,在水星轨道上运行了近4年,直到年“消耗殆尽”,在这段时间里,它收集了关于水星的大气成分、地形、磁场和其他一些参数的数据。然而,这显然还不够。

年10月底,欧洲航天局决定对这颗行星进行再次研究,并向水星发射了“贝皮·科伦布号”探测器(BepiColombo)。这探测器是由日本和欧洲专家设计的两个装置组成的,在它的运行过程中,该装置将进行9次引力操作,并计划于年12月到达水星轨道。遗憾的是,“贝皮·科伦布号”探测器并不打算登陆于水星表面,只想对水星进行远程研究。这一次的目的是,为了确定水星的电离层是否真实存在,进而去确定一个更精确的水星表面和大气组成成分。

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