_信使号_飞探水星

1、文思飞“信使号”飞探水星2009年11月3根据“信使号”面图像。这再次引起了人们对“信使号”飞掠水星的关注。“信使号”是美国于2004年8月3日发射的水星探测器，虽然至今尚未进入环绕水星的轨道运行，但已三次近距离飞掠水星，先后对水星进行了短时探测，并获得了一批重要成果。最靠近太阳的行星水星是离太阳最近的行星。它到太阳的平均距离为5791万千米，即0.387个天文单位。水星直径的平均值为4879千米，约是地球的三分之一强、月球的1.4倍。论个儿大小它在太阳系八大行星中排行老末。但其平均密度却达5.46克/立方由此计算下来，水星厘米，仅次于地球，位居第二。的体积和质量都是地球的5.6%左右。它和金

2、星一样，没有天然卫星。比起所有大行星来说，水星的绕日轨道显得特别扁长，近日点和远日点的距离竟然相差2400千米。其轨道面与黄道面即地球绕日公转轨道平面的夹角为7度。水星赤道与轨道面交角为2度，其自转轴几乎与轨道面垂直，不像地球那样斜着身子23.5度绕太阳公转，因而也没有随纬度不同的四季变化。科学2424小时小时2010年第年第7-7-8期8期太阳引力对它的作用格在轨道上的平/秒，比地球的29.8千米/秒还不87.969个地球日，水星年是最短的。其本身自转一周却需水星在自转三圈的时其自转周期和公转周即自转周期恰是公转周1.5天，两个水星年与三个水星天的时间相等。需要指出的是，水星自转一周并不等于

3、一昼夜，结果形成水星87.969天白由于存在23的周期关系，昼和87.969天黑夜的更替往复。要理解这一点并不难，如月球自转一周亦即绕地运行一周，总是以一面水星自转三周才完成或呈现一次昼对着地球。可见，夜循环。作为类地行星的水星，有些物理参数接近地球，如密度和年龄，其表面形状和对阳光反射率又类似月球，故而对其探测和研究，可以帮助人类深化对地球、月球演变历史和趋势的认识。“水手10号”的探测算机将它们进行强化处理，随后合成出水星的半球景使科学家们对水星获得了新的认象。这些宝贵资料，识。照片表明，水星表面酷似月球，密布着大大小小的环形山，保持着早期曾遭陨石轰击的记录，其周围仍有明显的辐射条纹，证明

4、未经风化，亦即水星大气西经195度为中心，有非常稀薄。以水星北纬30度、个名为卡路里的盆地，直径竟达2600千米。在水星表面未曾看到被侵蚀过的痕迹，说明它不存在水。由于大气稀薄和无水，故而水星是个高温和干燥的天体。它离太阳很近，正午时赤道地区温度可达430，而到夜晚，长时间的热量散失致使最低可达-180，在这种环境下自然没有生命存活。人类以前只向水星发射过一个航天器，这就是“水手10号”。美国研制的这个行星探测器，于1973年11月3日发射升空，最终进入一条绕日运行的周期为176天的椭圆轨道。该轨道的近日点与水星公转轨道的远日点交会，以使航天器能对水星进行探测。“水手10号”于1974年3月2

5、9日、9月21日和1975年3月16日三次经过水星，对水星进行了探测，最近时距离水星仅为327千米。它共向地球发回5000多张照片，覆盖了水星的一半表面，分辨率可达1000米。照片用射频电波发回地球后，工作人员用计“水手10号”还发现水星有磁场。虽然其磁场强度仅为地球磁场的百分之一左右，但磁场位形与地球相似，也是偶极场。同时，由于太阳风中带电粒子的压力，使水星磁场发生变化，也形成一个与地球类似的磁层。鉴于水星密度较大，有的科学家估计，它的内部有一个铁核，铁核外部是500600千米的岩石壳体。然而对“水手10号”资料的详尽分析，并未检测出水这并不能否定水星含星外壳岩石中有铁存在。当然，有铁质内核

6、。“信使号”的飞行路线相对火星和金星的探测来说，水星要显得冷清得多。正因如此，人们一直很关心下一步对水星的航天探测。1997年4月，美国宇航局决定研制一个名为赫米斯的航天器，准备于21世纪初发射到环绕水星的轨道，对水星开展多方面的探测工作。后来该航天器被更名为“信使号”，其全名为“水星表面、空间环境、地质化学与测距宇宙飞船”。本来美国宇航局安排于2004年7月发射“信使SCIENCESCIENCEININ2424HOURSHOURS号”，但由于此前德尔塔型火箭出现故障，故而不得不向后推迟。到了7月15日，美国宇航局的科学家们在一次吹风会上说，定于8月2日发射“信使号”探测8月2日发射基地上空突

7、然产器。但出人意料的是，生了浓密的云层，致使发射时间又后延一天，直到8月3日才进行了发射。“信使号”探测器携带着摄像机、磁力计、激光高度计、X射线分光仪、射线分光仪、高能粒子分光仪、大气和表面成分分光仪等科学仪器，科学家们希望它能完成整个水星表面的测绘工作，验证水星极高密度的理论，分析水星的地质史，研究水星内核结构与磁场，并对水星的化学组成成分等进行测定，同时在水星两极背阳的环形山中寻找固态水。按照计划，“信使号”航天器发射升空后，相继飞掠地球1次、金星2次、水星3次，借助这3颗行星的引力以减速，最终进入水星轨道运行。经过近7年时间在太空疾驰88.4亿千米之后，它将于2011年3月转入环绕水星

8、的椭圆轨道飞行，开始其1年时间的探测工作。带实现制动减速的额外燃料，量，降低成本。尽管如此，亿美元。已经三次飞掠水星在飞掠地球1次、金星2次且行程过半之后，“信已于2008年1月14日第一次飞掠水星。当时，使号”它从距离水星表面200千米的高度掠过，借助水星引力将飞越速度由7.15千米/秒减为2.24千米/秒，并及时进行观测，拍摄了1200多张水星图片，记录了一些以前从未见到的地形。其携带的科学仪器首次探测到了水星表面的矿物化学组成，研究了水星磁场和引力场情况，还对水星环境进行了探测，用分光仪拍摄了水星稀薄的大气，并记录了水星磁层中的高能粒子和等离子体。观测发现，火山活动在水星表面平原形成过程

9、中起重要作用；水星表面除了平原，还存在褶皱、断层等其他多种地形。2008年10月6日，“信使号”第二次飞掠水星，首次窥见了水星西半球的真面目，对此前未被观测面积的30%进行了拍摄，传回地球1200多幅水星表面照片。更重要的是，它的激光高度计还获得了水星的地形测量数据。这使科学家能够首次把水星表面的高清晰度地貌图片和高分辨率地形测量数据联系起来，对水星地表地质进行研究，并发现与月球、火星的表面不同，水星表面各处的地质年代更趋一致，且遍布坑洞。在一些大型的撞击盆地内部或盆地之间，还分布着火山活动形成的大片平原。尤为令人注目的是，竟然发现了一个直径为750千米、被命名为伦勃朗的科学家认为，该盆地可能

10、是40亿年前外来物频盆地。繁撞击水星时形成的。虽然时间遥远，但它还是迄今为止在水星表面发现的最年轻的坑洞。在第二次飞掠水星过程中，“信使号”还用分光仪对水星大气层最外圈进行了观测，并搜寻到钠、钙、镁以及氢原子的踪迹，其中镁是首次被得到确认。此前已经显示镁存在的迹象，但不知道镁元素可能是水星表面的重要组成物质。综合“信使号”2008年两次近距离飞掠水星和“水手10号”1974年2次与1975年1次探测水星共拍摄的7400多张照片及获得的相关数据，人类发射的航天器已观测水星约95%的表面积。其中“信使号”科学2424小时小时2010年第年第7-7-8期8期10号”的45%。对比“信使号”科学家对水

11、星还发现了水星磁层圈的一些由水星内部的磁场控制。其重力加速度又较小，如无物。科学家根据“信使号”两经研究后认为，太阳风中的带电粒子会受到水星磁场本应无法到达水这便是被称作通量传输事虽然地球也有，水星发生的频率比地球高使一部分太阳风中的带电粒可将足够的能量传递给水星表面粒子，使后者脱离水星表面，逃逸到水星大气中。这就是说，太阳风可能是水星大气层不断得到物质补充的重要原因。此最新结论乃是美国宇航局戈达德航天“信使号”的科学家詹姆斯·斯莱文于2009中心负责年6月2日透露的。“信使号”在2009年9月29日第三次飞掠水星时，曾短时出现信号丢失问题，幸好很快就恢复到正常工作模式，又拍摄了水星

12、以前一些从未观测过的地方照片，使得水星表面测绘面积扩大到98%。此次探测发现，水星有一处中间凹陷、四周明亮的区域，科学家分析认为，这可能是火山遗迹。同时科学家发现一个直径达290千米的巨大双环撞击盆地，还在水星表面发现了大量的铁和钛。另外，”信使号”还对水星外大气层进行了更为细致的观测。科学家通过对比前两次数据发现，水星上也存在“季节变换”，外大气层中钠、钙、镁等含量随季节有不同的变化。这些研究结果为分析水星整个大气层提供了重要信息。该次飞越，“信使号”飞行路线已成功实现了借助水星引力改变的目标。即将全面考察水星在地面测控中心的管理下，“信使号”最后将于2011年3月18日进入一条短半径为20

13、1千米、长半径为15000千米的椭圆轨道绕水星运行，绕行一周为12小时。它将成为水星的第一颗人造卫星，故能对水星整个表面进行拍摄、测绘和遥感考察，获得的探测“水手10号”丰富得多。资料要比在执行任务期间，“信使号”传回地面的大量照片将能制作整个水星表面的高分辨率的彩图，通过激光高度计提供的数据资料将能绘制水星表面的三维图像，磁力计的探测结果有可能解开水星的磁场之谜，四种分光仪的测量能够给出水星空间及其表面的确切元素比例和表面岩石的组成，还能判断水星是否真的有冰存在。鉴于水星自转轴几乎垂直公转轨道面，它两极地区的环形山底部永远见不到太阳，加之水星大气稀薄，不能像地球一样将赤道热量带到两极，故而科学家们推测那里冷得足以让水冻结成冰。1991年，天文学家们用地面射电望远镜向水星发射了电波，发现其南北极环形山底部有类似冰质的反射雷达波。是否确有水冰，“信使号”应能提供更为准确的资料。总之，“信使号”将对水星物理特征、化学组成、空间环境进行广泛搜