揭秘价值4.46亿美元的NASA水星探索任务

安邪

凤凰网科技讯  北京时间3月17日消息，美国宇航局NASA的信使号水星探测器将有可能在美国时间明晚（3月17日）创造历史——如果一切顺利，信使号水星探测器将成为第一个进入水星轨道的飞行器。





信使号围绕水星进行探测的概念图

据报道，信使号（Messenger (MErcury Surface, Space ENvironment, GEochemistry and Ranging) ）此次飞行的任务是详细绘制水星表面地图，同时还将研究水星的组成、磁场环境和稀薄的大气层，当然还有一些其他的特征。下面将向大家揭秘关于这个价值4.46亿美元的信使号探测器和为期长达1年的探测任务的10件惊人的事情。

1.这是一场马拉松。

水星是太阳系中最靠近太阳的一颗行星，但并不是离地球最远的星球。水星运行轨道平均距离太阳360万英里（580万公里），而地球的轨道的这一数字则是930万英里（1.5亿公里）。但是从地球到水星的旅程中，信使号飞行探测器用了6年半的时间已经飞行了大约49亿英里（也就是79亿公里）。

之所以采用这样的迂回线路，原因有二：首先，水星靠近太阳并且，只有稀薄的大气层。为了进入水星的运行轨道，信使号需要根据水星的引力和与太阳的位置关系来动态的调整飞行速度。尽管当其他飞行探测器到达靠近金星或者火星的轨道的时候，能够通过星球相对较密的大气层减速。但是信使号不能这么做，因为水星的大气层十分的稀薄。






信使号借助金星引力减速的示意图

自从2004年发射之后，信使号已经通过金星、地球和水星来降低了自己的速度。通过引力辅助的影响，这些星球已经消耗了信使号足够的速度和能量，现在，只需要最后一次发动机点火，信使号就能够进入水星轨道。





2004年信使号发射时的情景


2.这也是一次短跑！

与跑过路程的漫长不同的是，信使号还没有真的挑战自己的速度极限。在这个水星探测器在太空中飞行的6年半时间里，它一直以每小时超过84500英里（136000公里）的速度飞行。

这个速度是美国宇航局航天飞机在近地轨道飞行时速度的5倍。有时候，信使号能在太空中加速到140000英里/小时，也就是225000千米/小时，已经接近了目前由Helios-2号飞船保持的航天器飞行速度纪录——1976年，它曾经突破每小时15万英里（241000公里/小时）。

3.它是燃料消耗大户

2004年信使号发射时，它重2420磅左右（1100千克），其中55%的重量是推进剂。

信使号装备这么多的燃料的主要原因，是为了让它能把速度充分的降下来以快进入水星轨道。美国时间明天晚上，信使号的主推进器将在约美国东部时间晚8:45左右开始（也就是格林威治时间3月18日0:45）再次点火，此过程约持续15分钟，。

这次入轨前的点火——将会使信使号降到足够水星引力捕捉到它的速度——这将会耗费信使号当初携带的推进剂总量的31%左右。

4.信使号并不是庞然大物




信使号结构示意图

信使号的主体高4.7英尺，宽6.1英尺，深4.2英尺（1.42m*1.85m*1.27m）——和一个大办公桌体积相近。它的两个太阳能电池板“翅膀”在主体的侧面，每个约为5英尺*5.5英尺（1.5m*1.65m）.

尽管信使号发射时的重量超过1吨，但是其中一半以上都是燃料的重量。实际上飞船机身和所携带的科学仪器总重只有约1100磅（也就是500千克左右）。

5.麻雀虽小，五脏俱全

信使号的任务是帮助科学家解答围绕水星以久的6个谜团——比如为什么这么小的一个星球却是那么质密，再比如是否会有水冰藏在水星表面的陨石坑中。因此这个探测器被装上了各式各样的高科技设备。信使号搭载了7个不同的科学仪器，以及一个无线电科学实验设备——包括一些摄像头，一个激光测高仪，一个磁强计以及一些光谱仪。

所以这个探测器可以做很多的事情，比如绘制细节丰富的水星表面地图、收集水星表面地壳成分数据、调查水星磁场以及水星稀薄的大气的性质等等。

6.信使号有个遮阳伞



信使号的遮阳伞

由于水星距离太阳太近，环绕它的探测器必须能够承受高温和强烈的太阳辐射。出于此方面问题的考虑，工程师们为保护信使号，特意给它设计了一个遮阳伞。

信使号的耐热性得益于固定在航天器钛架上的具有高反射率的遮阳伞。据研究人员介绍，这个大的遮阳伞大小约为8*6英尺（2.4米*1.8米），应该是非常有效的。

预计在火星距离太阳最近的时候，遮阳伞前没有受到遮蔽的地方气温可能达到700华氏度（371摄氏度）。然而这时遮阳伞给信使号投下的那个舒适的阴影里，温度仅仅只会是70华氏度（20摄氏度）。


7.很长的循环轨道

信使号围绕水星飞行的12小时轨道是长椭圆形的，有时水星的引力会将航天器吸引124英里（200千米），而有时又会把它推到9420英里以外（15193千米）的地方。

就是那些短暂的近水星航行，将让信使号探测器更好的看清水星的地貌——而循环向远水星点的运动又会保护信使号，确保它不会过多的暴露于这颗炽热的行星反射回的强烈的热。

8.信使号追随着前辈探测器的脚步

虽然信使号是有史以来第一个有幸进入环水星轨道的航天器，但它却并不是被派去探索这颗太阳系最内侧行星的第一个。早在1974和1975年，美国宇航局的水手10号太空船三次飞掠水星，带给科学家们迄今为止该星球最详细的信息。但可惜的是，水手10号每次观测到的都只是水星的同一面，也就是说，它的观察只覆盖了火星表面的45%。



当年的水手10号探测区

现在，信使号能做到的远比当年水手10号的那走马观花的三次要好得多，而它传回的信息也能让科学家们了解更多的有关水星的情况。

9.任务只需要花费“两天”

虽然信使号的任务看上去是雄心勃勃，但其实这些任务只需要持续两天——更确切的说是两水星日。因为水星自转速度非常慢，以至于一水星日等于大概176地球日。     但是水星绕太阳运动非常快，只需要88天就能完成一次轨道运动。所以在信使号的12个地球月的轨道观测任务中，飞行探测器只需要紧紧两个水星日的时间。

10. 这是一次神风敢死队似的（自杀式的）任务   

信使号的科学任务计划将持续约地球上一年的时间，但是飞行探测器的任务可能会在这个时间基础上延长。研究人员说，或许只有时间才能给大家答案。     但是无论信使号能够观测水星多久，它最终还是得在它每天俯视的星球上某个角落里寿终正寝。





信使号没有足够的燃料用来返回地球了，所以当它完成数据收集的任务之后，会最终螺旋下降并坠毁，这也许会让它最后一次给水星留下记忆——带来它表面上的又一个坑。


（转自凤凰网）

(圣)

当科技发展到一定阶段，种种疑惑也就而解，不过，我们是否能等到那时？

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我们地球上的人类可定不希望别个星球的生物也效仿我们一样的探测方法！看看我们那么多坑坑包包的！说不定那个就是外星人的探测器留下的念想啊... ...

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安邪

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