人类最近这几十年挺能折腾的,探测器像撒豆子似的往太阳系里扔。火星上跑着车,木星土星边上守着“眼线”,连太阳都派了“贴身保镖”去瞅瞅。可回头一看,离太阳最近的那个小不点儿——水星,咋就那么清净呢?
去过那儿的探测器,掰着手指头都能数过来,比去金星、去木星的少多了。为啥?因为它可真是太阳系里数一数二的“硬骨头”,想去拜访它,难度不是一般的大,简直就像让一个普通人去参加奥运百米冲刺,还得顺带表演个高难度体操,最后稳稳停在终点线上,差一丁点儿都不行。
这水星看着也不远啊,它不就是紧挨着太阳的那个小兄弟吗?按理说应该比去木星、土星那些远在天边的大家伙容易吧?这您可就掉进常识的陷阱里了。去水星最难的不是距离,而是咱太阳系里那位绝对的“大佬”:太阳的引力。
这位大佬的力气太大了,就像一个力气无穷的壮汉,用一根无形的绳子死死拽着水星,也拽着所有想靠近水星的物体。
咱们地球上的探测器出发的时候,本身就带着地球公转的速度,差不多每秒30公里,这速度本来是绕着太阳转的。
您要是想直接往太阳系里冲,去水星,那就得猛踩刹车,把自个儿绝大部分的速度都卸掉,才能抵抗住太阳的引力,让自己“掉”向太阳内侧。这个刹车需要的能量,比飞去火星要多得多,甚至比飞向更远的木星还要费劲。
这就好比你坐在一个高速旋转的转盘上,想直接跳到中心的轴上去,你得使出吃奶的劲儿对抗离心力才行,搞不好就直接被甩飞了。
所以科学家们想了个巧妙的法子,不能硬来,得“借力打力”。就像武侠小说里的四两拨千斤,咱们让探测器多绕点路,在路上顺便拜访一下别的行星,比如金星,利用金星的引力给探测器来个“引力弹弓”效应,一次次地给探测器减速、调整方向。
这个过程极其漫长且精细,像人类历史上第一个成功环绕水星的“信使号”探测器,2004年发射,它先是在太阳系里兜了个大圈子,一次飞越地球、两次飞越金星、三次飞越水星本身,靠着这六次“借力”,才终于在2011年成功被水星捕获,整整花了六年半多的时间。
这得多大的耐心和多精确的计算啊,每一步都像在走钢丝,稍微偏一点,探测器就可能永远和水星擦肩而过,或者一头扎进太阳的怀抱。
就算千辛万苦,终于把探测器送到了水星附近,新的麻烦又来了。水星这家伙,几乎没啥像样的大气层,就是个光秃秃的大石头球。这意味着它没法像火星那样,用大气摩擦来帮助探测器减速。
最后的刹车,全靠探测器自己携带的燃料“硬扛”,这对燃料的消耗是巨大的,也限制了探测器能携带的科学仪器重量。更闹心的是太阳的“热情”。
到了水星那块儿,太阳光可比地球附近强猛了大概11倍,再加上水星表面白天温度能飙升到四百多摄氏度,铅块都能给你晒化了。
探测器得时时刻刻提防着被“烤熟”了,必须穿上特制的“隔热衣”,还得设计复杂的轨道,时不时躲到水星的影子里面去凉快凉快,给仪器降降温。
到了水星的夜晚,温度又能骤降到零下一百多度,这一冷一热的,对探测器的材料可是个巨大的考验,热胀冷缩几下,搞不好零件就出问题了。
还有水星自身的环境也挺“个性”,它的轨道是太阳系行星里最椭的一个,不像地球那样接近正圆,而且自转速度很慢,它绕太阳转两圈,自己才自转三圈。这种奇特的运动方式,导致水星表面的温度变化更加极端。
它还没有全球性的磁场,只有区域性的弱磁场,这让它直接暴露在太阳风的猛烈吹拂之下,充满了各种高能粒子,对电子设备也是潜在的威胁。所以探测器去了,不仅要耐高温抗严寒,还得防辐射,真是个全方位的挑战。
正因为有这么多拦路虎,人类直到1974年,才第一次由美国的“水手10号”探测器飞掠水星,看了它半张脸。而真正实现环绕探测,更要等到二十一世纪的“信使号”。
最近欧洲和日本联合的“贝皮科伦布号”探测器又在2018年踏上了征程,它采用了更加复杂的“电推进”等技术,预计2025年才能进入水星轨道,这趟旅程又是漫漫好几年。
每一个成功抵达的探测器,都凝聚着人类智慧的结晶,是航天工程上的巨大成就。
水星这个看似不起眼的小不点,其实浑身是刺。去它那儿,不是简单的直线冲刺,而是一场需要精确计算、巧妙借力、并且要装备精良才能应对极端环境的太空马拉松。
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编辑:陈方
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