飞越水星“北极”上空,看看“人迹罕至”的水星长啥样?

科学大妙想 2025-01-12 22:04:29

2018年10月20日,欧空局ESA和日本航天局JAXA联合研制的“贝皮·哥伦布”号水星探测器(BepiColombo)搭乘欧洲最强大的火箭阿丽亚娜5号ECA型,在法属圭亚那库鲁航天中心发射升空,至今已过去六年多的时间。

水星(Mercury)是太阳系八大行星中最小的一颗,也是离太阳最近的行星。作为一颗行星,水星实在是太小了。它的半径只有地球的38%,质量只有地球的5.5%,表面重力只有地球的38%。

水星表面布满了陨石坑,这些陨石坑大小不一,从几公里到几百公里不等,卡路里盆地(Caloris Basin)是一个直径约1,500公里的大型撞击坑,周围环绕着高耸的山脉(2千米),科学家们推测,卡路里盆地是由巨大的撞击形成的,在30到40亿年前,有一颗直径至少为100千米的小行星同水星发生了碰撞才可形成如此规模的撞击盆地。

水星的大气层非常稀薄,主要由氢、氦、氧、钠、钙和钾等元素组成,由于水星没有足够强的磁场来保护其大气层免受太阳风的剥蚀,因此其大气层极易流失。

水星表面的温度变化非常大,在面向太阳的一侧,温度可以高达约427°C,而在背对太阳的一侧,温度则可以低至-173°C。

水星并不完全是被太阳潮汐锁定,它处在另一种特殊的锁定状态,那就是公转周期和自转周期达到2:3的轨道共振状态,每公转太阳二次时也自转三次。在水星表面上的看太阳,会看到太阳上升到半路会折返日落,然后再度日出,这是因为在近日点时,水星公转的角速度超过水星自转的角速度,观测者会明显的看到太阳逆行,通过近日点4天之后,一切又都会恢复正常。

在人类60多年航天史上,总共才有3艘水星探测器,水手10号、信使号与贝皮·哥伦布号。前往水星探测的探测器之所以很少,一部分原因是因为水星附近太热了,探测器基本不惧严寒但是怕热,过热对探测器精密的元器件是很大的考验。

抵御过热只是第一步,如何精准减速才是最重要的。探测器不断靠近太阳,是一个引力势能不断转化为动能的过程,速度会逐渐加快,那么就很容易与小而轻的水星擦肩而过。

近期,贝皮·哥伦布号探测器在飞越水星的北极时拍摄了一些令人惊叹不已的照片,从传回的照片中,可以清晰地目睹水星顶部那些永久笼罩在阴影中的陨石坑,它们宛如月球上的环形山,却又独具水星特色。

在这一次飞越水星后,该探测器将于明年晚些时候顺利进入水星轨道,进入轨道后,将围绕水星的两极进行更深入、更全面的探测。

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