访问离太阳最近的行星

第一次对离太阳最近的一颗行星水星!做""更深入的探测% 仅 水星离地球不算远!万千米!可是 &"" ’却非易事%要 !要把它对准在望远镜的十字线上 察 比 地 球 更 远从 太 阳 的 位 置 来 说的 行 星 ! 观( ) &&如火星木星土星等!倒是较为容易!因为可以 % 但要看水星&金星!人们不 在夜空中找到它们 %金星很亮往往出现在黄昏和凌 !得不朝向太阳 晨的天空%而水星却很难捉摸!通过望远镜看它 一旦有阳光漏入镜筒就会损坏 !!时还会有危险 的 视 网 膜 % 故 哈 勃 太 空 望 远 镜 虽 能 拍 摄 到 你亿光年之外的奇异天体 却从未拍摄到水 !’** % 为什么呢就是怕万一漏入阳光而烧 星的面容+%此外!每年只有三四十天 毁其昂贵的电子器件!水星不那么靠近太阳!此时为观察水星 的时间% 若正好碰上阴雨&多云天气!那还 的最佳时机 是白搭% 正因为很难看到它的’ 庐山真面目$! 故水 % ’信使$号就为 星给我们留下不少天文学之谜 !但科学家说!也不能抱过多的希望% 解谜而去 ’信使$号探测计划耗资 亿美元% 这个 #!!, 重达 吨的飞船!载有 种探测仪器! 它们是 -!! , &&激光测高仪测量地形磁强计测量 成像系统.).以及研究水星表层 & 磁 场 & 磁 层 和 大 磁场强度)% 信使$号还有一块陶瓷材料做 ’气层的光谱仪以保护探测器上的仪器躲避 !!成的曲面遮阳伞 离太阳较近而受到的高温% 从地球去水星并不艰难然而 的信 !’/010 $号面临的最大挑战是如何消除太阳的巨大 !使 % 飞船直接飞向水星只要三个月左右的时 引力 间% 若如此飞行!飞船为了进入环水星轨道!它 访问离!这就需要带上更多的燃料!使用 必须刹车减速!从而带来更高的成本% 更大的运载火箭010 /原先的预算是 %& 亿美元!后来已经超支!而该 %!2 太阳最近’更好&更快& 更便宜$! 故 局科研活动的信条是! 而是利用金星和水星的 他们不是去增加燃料!使’信使$ 号慢慢刹车 引力场作为一个制动器 % 这样!’信使$号的飞行时间不是 个月! 减速% 的行星而是 年半!它将两次飞越金星!三次飞越水 3 !旅程长达 亿千米%若一切顺利!人们将在星& , 年 月 看 到 一 颗 环 绕 着 最 内 层 行 星 的 探 !*’’ % % 测器 陈壮叔在黎明时刻的一个晴朗天空中 水星像一 ! 短暂地露着脸%观星者首先 !个摇摆着的小点儿 是用肉眼! 继而用望远镜& 雷达和其他观察手 !把这个’ 躲$ 在太阳火焰边缘的星球面貌拼 段 "#!# $%& %+ &+% ## !"()*,)-"’’’ 凑起来! 它 奇 在 哪 里 呢 ! 第一 " 水 星 的 绕 日 轨 呈 高 度 的 椭 圆 " 它 道 的 近 日 点 离 太 阳 约 亿千米 " 而 远 日 点 !# "则为 亿千米# 第 二 " $ 水星绕日一圈即一个 %只有 个地 水星年& ’’ ! 把 水 星 的 绕 日 球日运 动 和 自 转 结 合 起 " 那么 一 个 水 星 日 来即从日出到下一个日 % 需 要 个 地 球 出& ($) 刚好 是 两 个 水 星 "日 在太阳系中就只 !"年 金 星 的 一 天 有水星和 比一年还要长 ! 水星这样的椭圆 " 使 得 问 题 进 一 轨道 天 文 学 家 ! 步复杂化 " 水星 的 访 问 者 将 说 这 颗 行 星 的 遇到有关 $ 古怪% 一面& 如 果 你 分 站 在 它 的 在拂晓时 赤道上"此时正是该行星离太阳最远的时刻"其表面 # 而过了 个地球日" 水星处在上午 温度在* ++ !"""" 此时其温度为# 再过 个地球日 ++ !,",, 中段时分这也是它处在近日点的时刻其温度高达 ""到达午时& 此时从水星上看到的太阳"有先前 倍之大" ($(- "而阳光的亮度则有先前的 倍&可是由于水星上空 (( (1$- 年 (( 月"美国发射了$水手%号飞船& 它先 "你所见的天空还是一片暗黑& 的大气很稀薄飞过金星近旁并借用其引力"然后再三次飞越水星" 怪事还在后面呢 由于水星的轨道周期与其自 ’并发回前所未有的大量资料" 使得天文学家兴奋不 转周期有 的同步"故在水星上看到的日出日落" # $ % 可是在一阵激动之后他们就清醒了& 他们取得 "已2 跟地球所见的大不一样&若水星在近日点处一天刚 "" 人们在这方面要取得更大进 的知识向他们暗示出"接着在升起的天空盘旋片刻" 开始太阳从东方升起& 展还需加深学习然后绕着天空环行"最后日落西山& $水手 %号并未解开水星之谜"倒是加深了这 (*,* 直到 世纪末"天文学界才认识到" 不仅水星 +* &在飞船飞过水星近旁时"它陷入到太阳风的 一认识"实际上星体本身也很奇怪&从地面观测 的行为乖戾"很明显"太阳风因强磁场而偏斜& 这 带电粒子波中"水星相当密实" 其密度仅略低于地球"这一点 可知颗只比月球大 的小行星"为何具有如此大的磁 "*3是意义深远的& 它暗示" 我们关于太阳系形成的理 $水手%号发来的数据还表明"水星被大范围的钠 场!"似乎缺少某种重要的因素& 论在其两极还有一些高反射率的区域这说 ""云所包围这是一个很迫切的问题& 最好的解决办法当然 还有某些形式的冰& "明在一些寒冷的洞坑里"但是这颗行星离太阳太近"太阳的 是亲临水星观察$水手 %号和地球上的天文观测都告诉我们" (*& 世纪 年代"巨大引力使得要去那里十分困难+* )* 水星上蕴藏了较多的金属物质&跟地球相比"前者的 &但我们不了解"这些金属物质是均匀地分 比例更高的官员认为" 发射水星探测器是一个遥远的 ./0/ 布于水星抑或是集中于一个中心的铁核之中&后一 ""但航天师们提出了大胆的方案&他们打算 任务"它既解释了水星的密度"又吻合 种情况也许更合理借用金星的引力场"作为一个天体制动器"从而使飞 &$信使%号的多种分光计将能测出 "其磁场的超强度& 船不必带上太多的燃料" 有助于检验有关该星密度 水星的元素构成和分布 & 等问题的不少理论 水星是除了地球之外" 惟一具有全球磁场的内 "再加上其密度跟地球极为相近"这就导致了人 行星 们对水星形成的三个假设( 飞 碟 探索!""#年第 $ 期 第一#水星可能曾是一个大行星$ 拿地球来说# 使号原定于 *%%+ 年 月 日发射#但因软件和飞 ", -- 它的 质量是处在地心的铁核之中# 其余 的 ! " # $ " ! 船测试等问题延迟至 月 日$ 因此#!信使"号不得 . ! 质量是由较轻的金属和硅化合物组成$ 若水星初生 #% # 原计划飞越金星两次水星两次并于不改变航线之时也是这个模样# 那么究竟什么原因使这个星球 *%% 年 0 月进入绕水星轨道#而今却推后了两年$ /#几乎失去了它的大部分外部物质一些科学家 变小"信使号是美国霍普金斯大学应用物理实验室 !"#很可能是年轻的太阳大发脾气"#抛出了大量 !猜想 #致使水星外部的物质大部分被蒸发$经 的热和辐射的科学家们建造的$ 飞船的主体由一种轻而耐 过多少年太阳风的猛吹# 这些物质都蒸发进入了太 热的石墨合成材料制成#其表面涂着多层绝缘物质# $ 阳系空间并装有散热器和导热管$ 飞船由两个太阳能帆板供 另一假设也说水星曾是一个较大的行星# 却因 $它的最大特征是#钛金属框架的前端装有一个巨 电跟另一行星相碰撞而失去了外部$ 因为在太阳系形 的 遮 阳 伞 # 在 飞 近 水 星 时 # 伞 前 面 的 温 度 可 达 大成之初# 碰撞十分频繁# 我们的月球就是碰撞的产 # 而伞后的温度则保持在 # 以保证仪器的 0%%*%%!物$ 水星被撞掉的物质#则被太阳所吸收$ $ 安全运行第三个假设是这样的#当太阳系还处在气%尘旋 年 月 日!信使"号发射时#工程师们在 *%%+ . ! 也即太阳星云的时期时# 接近太阳的物质# 其 转盘#$%地球%火星的成分# 它们可能富含 组成不同于金星时间上须精确掌握#因为他们只有一个 秒的射窗-* 铁和其他金属$在星云冷却时#硅化合物和金属大都 口1指最适合于飞船的起飞时间2$ 飞船将飞越地球$因为硅化合物要比金属轻#故在它们通 冷凝成粒子# #较轻粒子跑得慢#较重粒 过形成中的太阳系气尘时借用它的引力来加速飞向金星此后它将于 *%%3 年 ’#最终在太阳周围形成两个环$由轻粒子组 子跑得快-% 月%*%%0 年 3 月飞越金星# 以实现变轨’ 继而于 成的内环最后被太阳吞噬# 而较重的环慢慢地聚集 $ 年 月%月和 年 月三次飞越水星#最 成水星*%% % *%% .- -// 第三种假设已成为天文界的热门话题$ 若此说 终将在 年 月进入环水星的椭圆轨道#对它做*%-- ! 法成立# 那么现行的太阳系形成理论# 就有倾覆之 一个地球年的科学探测$ #进而影响到有关拥有生命的其他太阳系的观念虞飞船的近星水星点为 千米#远星水星42*%% #2$ 要弄清这个问题# 就要观察其他行星系统的演化过 点 为 千米$ 它将发回比水手号清晰许多!"-, %%% 程#但这样的观察#科学界现在还很难做到$ 另一种 倍的 相片#它能看清水星表面上精度在 *% 厘米的!后院"# 可以说就是解开 方法就是观察我们自己的#它的磁强计将测定水星的磁场强度和变地貌特 征$ 水星之谜$ 总的来说#通过!信使"号的探测#科学家希化规律!信使"号探测任务的首席科学家所罗门说&!!% 望了 解水星的磁场$它究竟是原始磁场的残余#还是水星 年了#我们有许多悬而未决的问题$ 现在#技术设计 搞清这个问题#有助于了解类地 中心熔铁核的产物"水平可以满足我们重返水星的愿望# 如今已万事俱 行星磁场的产生$ 这次探测还将摸清水星上是否有 备& " 水# 进而为太阳系内层存在挥发性物质提供新的线 信使"号肩负着这样的重任# 而航天工程师们 !索$ 水星稀薄的大气中含有氢%氦%氧%钠%钾和钙 3 也压力不小$ 其实#的官员已失误过一次$ 信种元素# 科学家想知道它们的各种分子是通过何种 !()( ’方式形成的$ 还有一个更为微妙的问题( 许多科 (+- #寻找生命的最佳地点应是火星#但也有 学家都认为 #水星可能握有生命起源的奥秘$!信使"号带来 人说 #将有助于解开这个谜$ 的信息 太 空 人 的 解 剖 实 验 ! 李 容 美国太空穿梭机哥伦比亚号上的太空人#最近在穿梭机上进行了有史以来的最复杂的解剖实 !" #这也是首次将穿梭任务完全集中于研究人类的神经系统$ 验 他们把老鼠放置在密封容器内#容器只有手套形状的开口#让太空人伸手进去工作$ 每只老鼠都 用带子固定位置#以免它们在容器内漂浮$ 负责这项解剖实验的太空人是威廉斯和毕其#他们首先向 容器内注满了麻醉气体#然后把怀孕的老鼠的头切割下来#取出大脑#把神经组织保存好$ 这项实验是 #动物神经细胞在无重状态下的变化#及太空旅行对动物神经系统的影响$ 用来研究 研究员希望#通过这次解剖实验所得的资料#帮助太空人克服在太空飞行时遭遇到的生理挑战$