科技版~超遜偵探~UOD之36~*水星*初探...

據美國太空網2011年6月20日報導，由於水星太靠近太陽，它淹沒於太陽的巨大光輝之中，幾個世紀以來人們對它的觀測少之又少。你或許曾在夜空見到過其他太陽系大行星，但是你見到過水星嗎？

地面和太空的望遠鏡如果想對準水星，那就得時時提防太陽的耀眼光芒燒毀設備，而飛向水星的探測器又不得不消耗大量的燃料進行減速，以便防止太陽的巨大引力場將飛船一頭拽入萬劫不復，還必須使用高技術的隔熱罩，防止儀器在高溫炙烤和劇烈粒子輻射和磁場環境下失效。做到所有這一切，為的就只是能近距離的看上這顆遙遠角落中的小個子行星一眼而已。

美國宇航局官方消息，格林尼治時間2011年3月18日00:45(北京時間8:45)，美國宇航局的“信使”號探測器開始實施一系列水星軌道制動動作，並於美國東部時間3月17日21:00(北京時間3月18日10:00)左右順利進入水星軌道。這是人類航太史上首次成功將一顆探測器送入水星軌道。

信使號(MESSENGER)，是“MErcury Surface, Space ENvironment, GEochemistry, and Ranging”的縮寫，意為：“水星地表，空間環境，地質化學和全向遙測”。美國宇航局局長查理斯·博爾頓(Charles Bolden)說：“這項任務將在接下來的一年時間內繼續帶給我們有關水星的最新資料。”他正在位於馬里蘭州約翰·霍普金斯大學應用物理實驗室的“信使號”飛船控制中心內。此時，工程師們正忙著接收探測器發回的測控資料，以便確認探測器確實已經正確入軌。他說：“美國宇航局的探測計畫正在不斷改寫著我們的教科書。而信使號計畫正是我們不斷努力擴展人類知識邊疆的最好例證。”

美國東部時間21:10(北京時間18日10:10)，控制中心的工程師們在緊張等待後終於收到了期盼已久的測控信號，這個信號表明飛船已經按照既定程式關閉了反沖發動機，探測器已經順利進入環繞水星的軌道，但工程師們仍然需要等待探測器發回更多的精確資料。10:45，信使號的高增益天線指向地球並開始傳送資料。經過分析之後，地面控制工程師們正式宣佈，信使號探測器已經成功完成軌道制動，並順利進入了水星軌道，沒有發現異常。

在制動過程中，信使號的主發動機點火約15分鐘，將飛船減速，從而被水星引力捕獲，進入軌道。這一動作發生在距離地球約9600萬英里(約合1.54億公里)外的深空。

“自從差不多6年半之前信使號發射升空以來，這次是最大的一個里程碑，”彼得·巴德尼(Peter Bedini)說。他來自應用物理實驗室，是信使號的專案經理。他說：“這一成就是各位專案組成員辛勤努力的結果，導航控制、飛行引導和其他各小組的成員都非常了不起，正是他們確保了探測器能長途跋涉49億英里(78.86億公里)並安全抵達水星。”

在接下來的數周內，應用物理實驗室的工程師們將努力確保飛船各系統在水星附近的嚴酷環境中保持良好的工作狀態。3月23日，飛船上的各種儀器將開機接受檢查，隨後到4月4日，信使號探測器將正式展開科學探測工作。

“儘管距離地球並不是很遠，但在過去的數十年間水星探測一直是一片空白，“西恩·所羅門(Sean Solomon)說，他來自華盛頓卡內基研究院，是信使號專案的首席科學家。“這是歷史上第一次，我們將一座天文臺設置在了太陽系最內側一顆大行星的軌道上。我們將努力揭示水星的秘密，有關它的最新資料將幫助我們更好的理解類地行星的形成和演化機理。”

人類上一次探測水星，也是唯一的一次探測器考察行動是在1974年，當時美國的“水手10號”探測器近距離飛越了水星上空，但是由於技術原因無法進入軌道。

約翰·霍普金斯大學應用物理實驗室(APL)設計並製造了信使號飛船。受美國宇航局科學任務董事會的委託，該實驗室也負責飛船的運行和管理。

自從信使號水星探測器成功進入軌道以來，它所拍攝的首批300多張圖像正不斷傳回地球，使我們有幸一睹這個距離太陽最近的荒涼世界。

美國當地時間週二清晨，美國宇航局所屬信使號探測器開始拍攝其入軌後的首批圖像，截止當天共發回224幅照片。在它最初三天的拍攝工作中，信使號將拍攝1500多張照片，這超過了我們之前擁有的所有水星衛星圖像數量的總和。

在一場新聞發佈會上，信使號探測器專案首席科學家西恩·所羅門(Sean Solomon)博士表示，這樣的成果提醒我們，4月4日信使號將開始執行正式科學考察任務，可以想見，這顆因探測資料缺乏而略顯神秘的行星即將首次清晰展現在人們的面前。

而以下就精選出一部分此次由信使號探測器首批發回的圖像，展示一個炎熱而滿目瘡痍的神秘世界。

<1>這是信使號在軌拍攝的首張照片，但事實上這張照片只是透過不同濾鏡拍攝的8張照片之一。不同的濾鏡允許透過的光線波段不同，從而允許行星科學家們拼湊出完整波段的圖像。如在這張圖像中，1000納米，750納米和430納米波段獲取的圖像分別以紅、綠、藍表示，並最終進行了合成。這張照片拍攝覆蓋了一部分此前從未被考察過的處女地，其中還能看到幾個擁有明顯輻射紋的隕石坑，還包括了水星的南極地區。

<2>這是加了地名標注之後的首張照片。可以進行對照觀察。圖中白色三角形所圈出的區域是此前從未考察過的處女地範圍，五角星標誌代表水星南極所在地；其他很多隕石坑也標出了地名，其中水星南極附近可以看到兩個以中國人的名字命名的隕石坑，分別是“Chao Meng-Fu”和“Li Ch'ing-Chao”。前者是元代著名畫家，人稱楷書四大家之一的趙孟頫，後者則是著名宋代女詞人，婉約詞派代表李清照。水星表面還有十幾處地貌以中國人的名字命名，包括李白、魯迅、白居易、齊白石等。

<3>這就是信使號探測器低空飛越水星北極地區上空時拍攝的圖像，這一地區此前從未被考察過。圖像上部是南部，下部是北部。圖像中可以看到拉長的陰影，這在高緯度地區非常正常。瞭解在這些常年籠罩於陰影之中的隕石坑底部是否存在水冰物質，是此次信使號考察任務的重要一環。

<4>這張照片是水星表面“德彪西”(Debussy)隕石坑的高解析度圖像。德彪西是著名的法國作曲家，著有《月光》。在這首批拍攝的照片上看起來，水星的確有點像是月球：滿目的灰色調，還有瘡痍遍地的土地。不過所羅門博士再次提醒：“不要被這種表面現象所欺騙，水星和月球在化學組成，內部結構和地質活動等方面都存在著顯著的差異。”

德彪西隕石坑直徑約80多公里，它鮮豔的顏色說明其形成的年代相對較近，可能形成於最近數十億年間。歷史上，水星遭受大量小天體和太陽風粒子的猛烈轟擊，其表面色調在這一過程中會逐漸變黑。而德彪西隕石坑這樣鮮豔的顏色，說明它還沒“來得及”變黑，因此形成的時間相對來說較近。所羅門說：“時間將讓一切變黑，這些看上去顯得明亮的東西告訴你，它們相對年輕。”

<5>這張照片展示的是水星的北極地區，在此之前從未被考察過。照片中看到的這些隕石坑可能都屬於次級隕石坑，也就是當隕星撞擊水星表面形成大型隕石坑時濺出的碎石和其他物質再次在附近撞出的較小的隕石坑。所羅門博士解釋說：“這看上去是一個滿目瘡痍的世界，但實際上，要是哪一天水星運氣不好，一天之內就會被撞成這個樣子。”因為太陽系早期的歷史是一個狂暴的歷史，撞擊事件極為頻繁。

信使號探測器採用極軌，這意味著它會從水星的兩級上空飛過，從而得以讓我們首次一睹這顆星球兩極地區的一些隕石坑。上世紀90年代，地面射電望遠鏡曾經進行嘗試性觀測，並發現水星兩極地區有些終年不見天日的隕石坑底部似乎存在水冰。所羅門說：“這是一個我們已經進行了20年的設想，這一次我們終於有機會親自前往那裏對這些說法進行驗證。”

<6>信使號探測器搭載的廣角相機擁有11個不同濾鏡，可以用以構建水星表面不同色彩波段的合成圖像。不過因為多波段拍攝時產生的資料量太大，會佔據探測器上電腦記憶體太多的空間，因此大部分彩色圖像只採用了8片濾鏡。不同濾鏡下不同顏色常常代表了不同的地表化學組成，因此具有重要的科學價值。在這張水星北半球圖像中，隕石坑暴露出水星地表不同深度具有的不同顏色，這可能說明水星地表和地下存在化學成分差異。

<7>由於彩色圖像一般都是由不同波段拍攝的圖像進行合成的，其解析度不如灰階圖像。彩色圖像可以為科研人員提供其表面化學組分的參考資訊，而高解析度的灰階圖像則更有助於地形判斷。信使號窄角相機的拍攝視野相比廣角相機小7倍，但也因此能獲得對某一小範圍區域的高解析度圖像。比如這裏呈現的這張圖像。所羅門表示：“我們兩種圖像都需要，它們具有相互之間的互補性。我們很高興我們現在能夠獲得全部這兩種圖像，並且這兩者的品質都非常棒。”

<8>不過，信使號的探測能力可絕對不僅僅局限於拍照那麼簡單。探測器一共攜帶了7件科學載荷，可以測量水星磁場、稀薄的大氣，地表化學組成，以及和太陽之間的相互關係。此處展示的這張圖像顯示的是在圍繞水星軌道進行的10圈飛行中測量所獲得的水星磁場強度。這樣的資料將有助於科學家們追蹤水星磁場的分佈，並弄清為何水星能成功維持一個全球性的磁場，而比它大得多的金星和火星卻沒能做到這一點。

所羅門說：“讓我們尤其高興的是，在信使號探測器最初5天飛行中所獲取的資料量，便已經相當於1970年代‘水手10號’以及信使號自身在先前3次飛掠過程中獲取磁場資料的3倍。我們正在迅速獲得海量的磁場測量資料，這些資料將幫助我們解開謎團。”

<9>信使號在相機開機之後運行第一圈結束時抓拍了這張照片，顯示水星地平線的邊緣。不過由於現在信使號已經成功入軌，拍攝地平線的景象將變得司空見慣。但是信使號任務本身卻代表了人類太陽系探索的新地平線。這是內太陽系最後一顆進行詳細考察的行星，而根據計畫，人類下一次造訪這顆行星被安排在將近10年之後。

所羅門說：“這是最後一顆進行詳細考察的‘古典行星’。古埃及人、古希臘人，羅馬人和遠東地區的古代人在數千年前便已知曉水星的存在。而現在，我們終於實現了將一顆探測器放置于水星軌道的壯舉。想想你平時在黎明天空中看到的那顆明亮光點，再看看現在我們所獲得的來自那裏的圖像，這種感覺真的非常美妙。”

事實上，人類歷史上僅有兩顆探測器曾成功造訪這個神秘的世界：1970年代的美國宇航局“水手-10號”探測器，以及目前正在水星軌道工作的美國“信使”號探測器。它從2008年首次飛掠水星之後又兩次近距離飛掠這顆行星，並最終在今年3月份成功借助減速制動被水星引力場捕獲，進入其軌道，稱為首顆人造水星衛星。信使號探測器的工作將有望幫助科學家們解答很多有關水星的問題。這裏就列舉其中幾個比較有代表性的問題。

一、水星的密度為何如此之高？

水星是太陽系中密度第二高的行星，僅次於地球。據此，科學家們估計水星內部必定存在一個超大的內核，其內核品質甚至可以占到其總品質的2/3，而相比之下，地球的內核區品質只占地球總品質的1/3。美國華盛頓卡內基研究院地磁學系主任，美國信使號水星探測器專案首席科學家西恩·所羅門(Sean Solomon)教授表示：目前科學界的觀點是認為在太陽系早期的狂暴撞擊時代，水星曾遭遇嚴重撞擊，導致其失去了密度較低的一部分外殼，因此留下了密度相對較大的部分。而此次信使號探測器的任務中有一項便是通過對水星進行全地表化學成分分析來檢驗這個理論。

二、水星怎麼會有磁場？

水星是太陽系類地行星中除了地球之外唯一一顆擁有顯著磁場的行星(不過儘管如此，它的磁場強度也僅有地球的1%不到)。對於一顆行星來說，磁場的有無絕非小事，就拿地球磁場來說，它構成了地球上生命的保護傘，幫助抵擋有害的太陽射線和其他宇宙射線，從而造就了生命的樂園。所羅門博士將地球磁場稱作“我們的輻射保護傘”，如果沒有地球磁場，地球上的生命將很難出現和演化。

研究人員現在相信水星的磁場產生機制和地球的相同，那就是其外核部位導電熔漿的流動形成的“電機”模式。此次信使號探測器將精確測量水星磁場的分佈，從而幫助科學家們檢驗這一理論是否正確。

三、水星上有水冰嗎？

浸沒在太陽光熱中的水星絕非一個尋找水的好地方。但是科學家們注意到水星極區有些深邃的隕石坑是永遠照不到陽光的，由於沒有大氣調節，這些地方的溫度一直維持在華氏零下280度(約合攝氏-173度)左右。這些所羅門博士稱為“深度冷凍陷阱”的隕石坑中可能聚集著比月球上多得多的水冰物質。儘管這一點還存在爭議，但是所羅門博士表示，這一點至少可以證明一點，那就是水在太陽系中是普遍存在的，至少對分子態的水來說。

四、水星存在大氣層嗎？

儘管水星是太陽系8大行星中最小的那顆，其引力也相應地較小。然而水星確實擁有一個稀薄的大氣層。在太陽的強烈輻射轟擊下，水星大氣被向後壓縮延伸開去，在背陽處形成一個“尾巴”，就像一顆巨大的彗星。然而更詭異的一點是，水星事實上還在不斷的損失其大氣氣體成分。因此，正如所羅門博士指出的那樣“你需要不斷的進行補充，方能維持大氣層的存在。”科學家們認為水星的補充方式是捕獲太陽輻射的粒子，以及被微型隕石撞擊後濺起的塵埃顆粒。

五、水星對地球會產生什麼影響嗎？

水星擁有太陽系8大行星中偏心率最大的軌道，通俗的說，就是它的軌道的橢圓是最“扁”的。而最新的電腦類比顯示，在未來數十億年間，水星的這一軌道還將變得更扁，使其有1%的機會和太陽或者金星發生撞擊。更讓人擔憂的是，和外側的巨行星引力場一起，水星這樣混亂的軌道運動將有可能打亂內太陽系其他行星的運行軌道，甚至導致水星，金星或火星的軌道發生變動，並最終和地球發生相撞——這可是真正的末日毀滅時刻。

             信使號探測器開始拍攝其入軌後的首批圖像