水星探測記:“隻要你願意主動,我們就有故事”

來源: 玉珠 2020-11-29 13:45:57 [] [博客] [舊帖] [給我悄悄話] 本文已被閱讀: 次 (5976 bytes)

眾所周知,水星是太陽係中最小、也最靠近太陽的行星。類似於金星,水星也一直活動在太陽的周圍。如果以地球為頂點,分別向水星和太陽連線,所得到的角度最大隻有 28°。因此,隻有在清晨或黃昏、太陽光比較暗的時候,我們才可以在東邊或西邊的地平線附近看到水星。

但不同於熱火朝天的金星探測,水星探測是件特別冷門的事情。事實上,到目前為止,總共隻有兩個探測器造訪過水星。

第一個造訪水星的探測器是 NASA 的水手 10 號。我們在遊覽金星的時候就已經提到了水手計劃。這個計劃總共發射了 10 個探測器,前 9 個探測器不是去了金星,就是去了火星。而 1973 年發射的水手 10 號,則成了曆史上第一個同時遊曆兩個行星的探測器。除了在 1974 年 2 月飛越金星以外,水手 10 號還於1974 年 3 月到 1975 年 3 月之間三次飛越水星。在此期間,它拍攝了大量的水星表麵的圖片。唯一的遺憾是,水手 10 號每次飛越時都對著水星的同一麵;因此,它隻拍到了水星表麵 45% 的區域。

一直到21 世紀,水星才迎來它的第二個地球訪客。2004 年8 月3 日,NASA 發射了“信使號”探測器。不同於水手 10 號,信使號選擇了一條非常複雜的航行路線。在 6 年半的時間裏,它多次飛臨地球、金星和水星,並利用這些行星的引力來調整自己的軌道。2011 年 3 月 18 日,信使號終於成功地進入了水星軌道,成為了目前唯一一個能環繞水星飛行的探測器。透過信使號的鏡頭,人們看到了一個與月球頗為相似的世界。在水星表麵,遍布著形態各異的環形山(即撞擊坑),光是直徑超過 100 千米的超大型撞擊坑就多達 15 個。其中最大的撞擊坑被稱為“卡洛裏盆地”,其直徑能達到 1550 千米。

2015 年 04 月 30 日,在環繞水星飛行了 4 年之後,信使號壽終正寢;它在水星的北極附近墜毀,形成了一座籃球場大小的新環形山。

可能你會問了:“為什麽在超過半個世紀的時間裏,人類隻發射了兩個水星探測器?”主要有兩個原因。

第一個原因是,探測水星的難度非常非常大。眾所周知,所有朝太陽係中心飛的探測器,都會受到太陽引力而作加速運動。很明顯,要想探測水星,探測器就必須在接近水星的時候減速。由於水星是最靠近太陽的行星,水星附近的太陽引力相當強大,讓探測器減速也變得非常困難。此外,水星還擁有所有行星中最快的運動速度(48 千米每秒)。要想讓探測器在減速的過程中追上它,甚至進入繞它飛行的軌道,自然更是難上加難。這讓水星變成了太陽係中最難探測的行星之一。為了做到這一點,信使號走了一條非常複雜的航行路線,並通過不斷飛臨地球、金星和水星來調整自己的軌道,最後花了 6 年半的時間才成功進入水星軌道。

第二個原因是,有很長一段時間,天文學家都對水星不太重視。換言之,很多人都認為水星離太陽太近,肯定是一個特別枯燥乏味的不毛之地;花那麽多人力物力去探測它,性價比很低。但水手 10 號和信使號的一些發現,讓人們意識到水星其實並沒那麽簡單。

下麵,我就來盤點一下其中三個最讓人大跌眼鏡的發現。

1. 水星有磁場。在 1974 年前,人們普遍認為像水星這樣體積小自轉慢的行星,不可能擁有自己的磁場。但水手 10 號發現,水星有一個能覆蓋整個行星的穩定磁場,其強度能達到地球磁場的 1.1%。這已經足以構築一個屏障,來抵禦太陽風的侵襲了。為什麽一個體積這麽小、自轉又這麽慢(58.6 個地球日自轉一圈)的行星會有自己的磁場?一般認為,這是由於在水星內部,也像地球一樣,有一個液態的鐵核。但為何會有這個液態鐵核,目前還沒完全搞清楚。

2. 水星有冰。其實早在 20 世紀 90 年代,人們就已經通過地麵的望遠鏡,觀察到水星北極地區有異樣的反光。2011 年,信使號發現此區域有大量的冰。據科學家估算,如果把這些冰均勻地鋪滿華盛頓特區,其高度能達到 4 千米。為什麽在離太陽這麽近的水星上會有如此大量的冰?目前最主流的解釋是,這是幾十億年前把水星撞得坑坑窪窪的那些小行星帶來的。其中的部分冰,落入了水星北極的一些永遠也不會曬到太陽的大坑裏,就一直保存了下來。這意味著,水在太陽係中很可能是普遍存在的。

3. 水星有過全球性的岩漿海洋。太陽光射到水星表麵,會被地表的岩石反射回來;通過分析這些反射光,就可以確定水星表麵岩石的化學成分。2011 年,信使號發現整個水星表麵的岩石中都含有大量岩漿的成分。這意味著,整個水星表麵都曾被岩漿浸泡。換句話說,水星上曾經有過全球性的岩漿海洋。

我來做個總結。由於離太陽太近,再加上擁有所有行星中最快的運動速度,水星一直是太陽係內最難探測的行星之一。在超過半個世紀的時間裏,總共隻有兩個探測器,水手 10 號和信使號,到訪過水星。這兩個探測器發現了不少讓人大跌眼鏡的自然現象,包括水星有磁場、水星有冰以及水星有過全球性的岩漿海洋。這充分說明,水星並不是一個枯燥乏味的不毛之地,而是一顆有故事的行星。

作者:王爽

圖源:網絡

所有跟帖: 

不熱門知識,可是很有趣。 -玉珠- 給 玉珠 發送悄悄話 玉珠 的博客首頁 (0 bytes) () 11/29/2020 postreply 13:49:05

學會了,可以問別人好多問題。。像“你造嗎……?”醬紫 -玉珠- 給 玉珠 發送悄悄話 玉珠 的博客首頁 (0 bytes) () 11/29/2020 postreply 14:06:29

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