| 词条 | 信使号 |
| 释义 | 信使号（英文缩写：MESSENGER，英文全写： MErcury Surface, Space ENvironment, GEochemistry and Ranging，意译：“水星表面，太空环境，地球化学和广泛探索”）是美国国家航空航天局在2004年8月3日发射的探测卫星，为了研究水星的环境与特性，在2011年进入水星轨道。信使号也是水手10号任务之后，人类首次探测水星的计划。 六大问题(疑团之一：水星的密度？ 疑团之二：水星的地质史？ 疑问之三：水星内核结构？ 疑问之四：水星磁场特性？ 疑问之五：水星两极的冰？ 疑问之六：水星的挥发物？ 美信使号探测器成功入轨：时隔37年重返水星) “信使”号鲜为人知的一面(1.一位马拉松选手 2.短跑健将 3.一只“油老虎” 4.身躯并不庞大 5.一身高科技装备 6.“信使”有把遮阳伞 7.任务为期仅“2天” 8.慷慨赴义) 发射NASA的“信使”号水星探测飞船于2004年8月3日搭乘“德尔塔2”型火箭，在佛罗里达州卡纳维拉尔角的肯尼迪航天中心点火升空。明亮的火焰照亮了当时洒满月光的夜空，辉映在大西洋上。发射取得圆满成功，“信使”号开始了计划中的耗时6年半、飞行79亿公里的探测远征。 这次水星探测任务由美国宇航局、卡内基研究所以及约翰·霍普金斯大学共同研发承担，“信使”号探测飞船由霍普金斯大学应用物理实验室负责设计、制造。这是30年来人类探测器首次对水星进行全面的环绕探测。 时间表2004年08月03日——发射； 2005年08月02日——在2,348km高空飞掠地球； 2006年10月24日——在2,987km高空飞掠金星； 2007年06月05日——在338km高空再次飞掠金星； 2008年01月14日——在200km高空飞掠水星表面，并向地球发回了第一批水星照片2009年09月29日在228km高空第三次飞掠水星 2011年03月18日12时45分(UTC)进入水星轨道,成为首颗围绕水星运行的探测器。 基本部件“ 信使”飞船的基本部件包括： 科学载荷：用来收集“信使”的科学数据的仪器。 遮阳伞：用来保护飞船免受太阳直射，使飞船的电子设备和仪器即使在水星这样的热环境里也能正常运行。 太阳能电池板：为飞船提供动力。"信使"还携带着一块蓄电池，可以把太阳能电池板产生的电能储存起来，供其他系统使用。 助推器：通过喷射燃料发生推力，改变飞船的轨道和姿势。 助推火箭适配器：它是飞船发射的联系点，当"信使"与助推火箭脱离后，适配器就没有作用了。 “信使”携带的科学仪器包括： 水星双重成像系统：这是一部带有广角镜头和窄角镜头摄像机，可以单色、彩色和立体成像。 伽玛射线和中子谱仪：将用它来绘制水星表面的元素构成图。 X射线分光计：也被用于绘制水星外壳物质的元素构成情况。 磁力计：绘制水星磁场的详细结构和动力，寻找磁化的地壳岩石区。 水星激光高度计：用来测算水星的地形 水星大气与表面合成分光计：测算水星大气的情况，寻找水星表面物质里的矿物成份。 高能粒子和等离子分光计：用于测算水星磁气圈内部和周围的带电粒子的构成与特性。 独特的设计美国宇航局的要求是：用更少的钱，办更多的事。所以，"信使"必须做到在科学上无可挑剔，必须有持久的生命力。它通过整合现有的技术和有效的工程学设计，达到了宇航局规定的目标： 飞船各重要系统都有备用系统，一旦一个系统瘫痪，另一个系统(或备份系统)可以接过它的任务。 "信使"使用了现成的部件和标准的数据界面，减少了对未经证明的造价昂贵的新技术的需求。 "信使"飞船采用了其他执行太空探索任务的飞船子系统设计。 使用的天线不是展开式，而固定式，这样便减少了在天线展开过程中与地球控制人员失去联系的的可能。 遮阳伞的陶瓷材料采用了"被动热设计"，这样飞船就没有必要配备耐高温的电子仪器。 使命水星距地球约9100万公里，“信使”号直接飞到水星只要3个月左右，而为进入水星轨道，“信使”号要先在太阳系内飞行6年多的时间，其中主要原因在于，为了尽量压缩太空探测项目的开支，美国宇航局不能把探测器研制得过大、过重。“信使”号如果要直接进入环水星轨道，需要携带更多燃料，这就意味着需要更大载荷的运载火箭和更高的科研成本。 受发射运载重量的限制，“信使”号没能携带足够的燃料上天。因而“信使”号需在太阳系内部先进行数年长途环绕漫游，使自身减速。它将在飞经地球一次、飞经金星两次、环绕太阳15圈获得足够引力支持后，在第三次飞过水星时，由于引力作用，“信使”号会先被猛烈甩向金星，然后借助“弹弓效应”，于地球时间2011年3月再次被弹向水星，顺势“滑进”水星轨道，开始为期一年的环水星飞行；其间，“信使”号探测飞船上的7种科研仪器将对水星的表面、空间环境、地质化学及空间距离等进行全面探测，收集相关数据。 这次“信使”号的水星轨道探测项目，是美国宇航局雄心勃勃的行星探测系列项目“发现计划”的一部分。多年来，美国太空探测的庞大开支及其实用性一直受到美国纳税人的质疑，美国宇航局在向联邦政府申请科研经费时，也颇费思量。因而，美国宇航局在1994财年正式启动行星探测“发现计划”时，提出以更快、更好、更省为方针，要求连续进行科研目标高度集中、而又花钱不是太多的项目，以解答太阳系内许多不为人类所知的行星之谜。 水星美国国家航空暨太空总署，08年2月1日公布“信使号”太空船飞越水星未知地表时所拍到的影像和资料。水星是太阳系最小的行星，也是与太阳距离最近的行星。 华盛顿卡内基研究所“信使号”任务首席研究员索罗门在记者会中表示：“这次飞行让我们看到太空船以前从未见过的水星部份，我们的小太空船已传回像金矿般令人兴奋的资料。” 美国宇航局的“信使”号探测器拍摄的1213张照片中的一部分在30日公开，它们有助于支持这样一个观点：水星上点缀着古代留下的火山，随着时间推移，这颗行星在不断收缩，形成像皱纹般的山脊。但是其他一些图片非常令人惊讶和迷惑不解。任务首席科学家、卡耐基华盛顿研究所的肖恩·索罗门表示，其中一张照片中捕捉到的蜘蛛形状的地貌“跟我们在太阳系其他地方看到的情形都不一样。”这张图片上显示出一个像大陨石坑的图形，周围延伸出很多模糊的线条。 水星是最靠近太阳的行星，人们经常把它和地球的卫星――黑白分明的月球进行对比。但是这些最新照片显示了水星不为人知的一面，通过它们科学家了解到这颗行星的多彩一面，它上面曾有火山活动。在美国宇航局不断改进的高科技设备的帮助下，“信使”号拍摄到的照片显示出淡蓝色和暗红色。负责美国宇航局的“信使”任务的设备科学家，约翰-霍普金斯大学的路易斯·普罗克特说：“水星有颜色分明的红色和蓝色区域。它看起来和月球并不一样。” 太空总署表示，信使号的仪器提供水星阴暗面的陨石坑地形轮廓与其他地质特征资料，这些特征在太阳系独一无二。 水星表面有绵延数百公里的巨大悬崖，透露出这个行星早期历史断层活动的型态。 太空总署说，这艘太空船也发现另一个独特特征：从复杂中心地区辐射出超过一百条狭窄而平坦的低谷，这是此前在水星和月球上都不曾见过的，科学家将之称为“蜘蛛”。 罗德岛布朗大学科学团队的共同研究员海德说：“接近蜘蛛的中心有一个陨石坑，但陨石坑究竟是原始构成还是之后才出现，此刻仍不清楚。” 信使号将在二零一一年最后一次飞掠水星，并进入水星轨道进行长达一年的研究。在那之前，它还会两度飞越水星，分别在二零零八年十月和二零零九年九月。 这艘太空船从二零零四年八月发射以来，已经飞越地球一次，金星两次。当它完成长达六年半的探索之旅时，总共将飞行七十八亿公里。 信使号飞船于2008年1月15日凌晨飞掠水星，其轨道距离水星表面最近时只有约200公里。这是人类探测器时隔30多年后再次飞掠水星。10月6日第二次近距离飞越水星，拍摄了大量水星表面图像，并收集到一系列科学观测数据。美国宇航局发布的消息说，“信使”号这次在整个飞越过程中拍摄了1200多幅图像，其轨道距水星表面最近时仅200公里左右，预计美国东部时间7日凌晨就可以开始接收到“信使”号传回的图像和数据。 据美国宇航局专家介绍，“信使”号此次水星之行重在为六大问题寻找答案。破解这些疑团不仅有助于研究水星，也会促进科学家们更深入了解地球等类地行星的形成和演化。 六大问题疑团之一：水星的密度？水星的体积与月球相似，而其密度则比月球大得多，仅比地球略低，在太阳系内部的类地行星中位居第二。而如果没有行星自身引力对内部的压缩作用，水星的密度将比地球更大。科学家们曾根据其密度推测，水星中有65%是富含铁等金属的内核，这一比例约相当于地球的2倍。“信使”号携带的多种分光计能够测量水星表面的元素构成，有关结果有望用于验证有关水星密度的各种理论。 疑团之二：水星的地质史？1974年和1975年，美国“水手10”号飞船曾对水星45%的表面区域进行了拍照，照片上的水星表面古老并布满了坑，与月球表面颇为相似。但“水手10”号所拍照片并未提供有关水星表面形成机制的足够细节。 “信使”号上的仪器可拍摄水星整个表面，并分析其表面岩石的矿物和元素构成，科学家们希望能在此基础上确定塑造了水星表面的各种地质过程发生的顺序。 疑问之三：水星内核结构？“水手10”号曾意外地发现，水星拥有分布于整个星球的磁场。在其他类地行星中，只有地球具备相同特征。地球磁场据认为由外层地核中液态岩浆的运动所形成，体积比地球小得多的水星，照理说其内核早就应该冷却并完全固化。现今的水星磁场是该行星早期原始磁场的残余物，还是说水星内核并非完全是固体从而导致了磁场的形成？“信使”号对水星内核结构的研究，将有助于更好解释地球这样的类地行星如何产生磁场。 疑问之四：水星磁场特性？地球磁场会对太阳风和太阳耀斑等太阳活动作出反应，经常产生高度动态的变化。“水手10”号曾发现水星磁场也会有类似动态变化，但该飞船的探测结果未能很好揭示出水星磁场的特性。“信使”号将利用磁强计等对水星磁场展开长时间的详细观测，进而确定水星磁场强度及其变化规律。 疑问之五：水星两极的冰？水星是距离太阳最近的太阳系行星，表面温度最高可达450℃，但其两极巨大的环形山内侧却永远照不到阳光，那里的恒定温度低于零下212℃。1991年，科学家们首次根据雷达观测图像发现，水星两极环形山内侧具有很强反射能力，最为普遍的一种看法认为，这些区域存在着冰。“信使”号的一个任务是检验水星上到底有没有冰。 疑问之六：水星的挥发物？水星拥有极为稀薄的大气层，水星大气层中已知存在氢、氦、氧、钠、钾和钙等6种元素，这些元素据认为来自于各种渠道，通过不同方式进入水星大气层。“信使”号将借助多种分光计研究水星大气层的构成，并确定其中的各种分子究竟通过什么方式而产生 美信使号探测器成功入轨：时隔37年重返水星5(北京时间8:45)，美国宇航局的“信使”号探测器开始实施一系列水星轨道制动动作，并于美国东部时间3月17日21：00(北京时间3月18日10：00)左右顺利进入水星轨道。这是人类航天史上首次成功将一颗探测器送入水星轨道。信使号(MESSENGER)，是“MErcury Surface, Space ENvironment, GEochemistry, and Ranging”的缩写，意为：“水星地表，空间环境，地质化学和全向遥测”。 美国宇航局局长查尔斯·博尔顿(Charles Bolden)说：“这项任务将在接下来的一年时间内继续带给我们有关水星的最新数据。”他正在位于马里兰州约翰·霍普金斯大学应用物理实验室的“信使号”飞船控制中心内。此时，工程师们正忙着接收探测器发回的测控数据，以便确认探测器确实已经正确入轨。他说：“美国宇航局的探测计划正在不断改写着我们的教科书。而信使号计划正是我们不断努力扩展人类知识边疆的最好例证。” 美国东部时间21:10(北京时间18日10:10)，控制中心的工程师们在紧张等待后终于收到了期盼已久的测控信号，这个信号表明飞船已经按照既定程序关闭了反冲发动机，探测器已经顺利进入环绕水星的轨道，但工程师们仍然需要等待探测器发回更多的精确数据。10:45，信使号的高增益天线指向地球并开始传送数据。经过分析之后，地面控制工程师们正式宣布，信使号探测器已经成功完成轨道制动，并顺利进入了水星轨道，没有发现异常。 在制动过程中，信使号的主发动机点火约15分钟，将飞船减速，从而被水星引力捕获，进入轨道。这一动作发生在距离地球约9600万英里(约合1.54亿公里)外的深空。 “自从差不多6年半之前信使号发射升空以来，这次是最大的一个里程碑，”彼得·巴德尼(Peter Bedini)说。他来自应用物理实验室，是信使号的项目经理。他说：“这一成就是各位项目组成员辛勤努力的结果，导航控制、飞行引导和其他各小组的成员都非常了不起，正是他们确保了探测器能长途跋涉49亿英里(78.86亿公里)并安全抵达水星。” 在接下来的数周内，应用物理实验室的工程师们将努力确保飞船各系统在水星附近的严酷环境中保持良好的工作状态。3月23日，飞船上的各种仪器将开机接受检查，随后到4月4日，信使号探测器将正式展开科学探测工作。 “尽管距离地球并不是很远，但在过去的数十年间水星探测一直是一片空白，“西恩·所罗门(Sean Solomon)说，他来自华盛顿卡内基研究院，是信使号项目的首席科学家。“这是历史上第一次，我们将一座天文台设置在了太阳系最内侧一颗大行星的轨道上。我们将努力揭示水星的秘密，有关它的最新数据将帮助我们更好的理解类地行星的形成和演化机理。” 人类上一次探测水星，也是唯一的一次探测器考察行动是在1974年，当时美国的“水手10号”探测器近距离飞越了水星上空，但是由于技术原因无法进入轨道。 约翰·霍普金斯大学应用物理实验室(APL)设计并制造了信使号飞船。受美国宇航局科学任务董事会的委托，该实验室也负责飞船的运行和管理。 美国信使号探测器传回大量水星表面照片据台湾《联合报》4月1日报道，美国太空总署(NASA)3月30日公布宇宙飞船“信使号”传回的首批照片，这是史上首见由宇宙飞船在水星轨道拍摄的水星表面照片。根据探测资料，水星日夜温差超过摄氏570度。科学家期待宇宙飞船能在未来至少一年的任务中，在水星上发现水。 水星是太阳系中最靠近太阳的行星。经过六年半的飞行，长达79亿公里的旅程，“信使号”(Messenger)终于在三月十七日进入水星轨道，并传回数百张的首批水星照片。 马肖（Machaut）陨坑直径约为100公里，这张照片是信使号在2008年10月6日拍摄的。NASA表示：“今天清晨5点20分，信使号捕捉到水星的历史性画面，这是宇宙飞船首次于轨道上获得水星影像。” 信使号费时六个小时，拍了363张影像。根据NASA发布的照片，第一张照片上方显示名为“德布西”的特殊黑色陨石坑，下方则是接近水星的南极地区。过去没有宇宙飞船曾目睹这片区域。 令人尤感兴趣的是水星南北两极的陨石坑阴影处。由于阳光照不到极地，科学家期待信使号能在该处找到结冰的水。 照片上标注出一些水星陨石坑。水星表面温度非常极端，白天高达摄氏462度，熔点232度的锡和327度的铅等金属，在水星表面都会变成液态；到了晚上，温度骤降至摄氏零下148度，日夜温差574度。 任务发言人索罗门(Sean Solomon)表示：“信使号传回首批影像，及其设备所获得第一手测量数据，都只是开始，预期未来几年将汇入更多新信息。” 过去美国“水手十号”(Mariner 10)宇宙飞船曾在一九七四和一九七五年两度飞越水星，趁飞越时在远处拍照，“信使号”则是在距离水星地表最近200公里的轨道拍照，接下来信使号将展开至少一年的沿水星轨道绕行任务。 照片展示了之前从未见过的水星地表区域，携带照相机的信使号探测器在450公里的高空中拍下了这幅照片。发生在照片区域之外的一次碰撞所产生的次级陨坑遍布整个视野，其中的一些陨坑形成了奇特的链状。 进入水星轨道经过约6年半的飞行，美国宇航局的“信使”号水星探测器终于进入绕水星运行轨道，成为有史以来第一颗进入水星轨道的探测器。尽管美国宇航局发射的“水手10号”探测器曾于1974~1975年从水星旁飞过，拍到过一些照片，而且，几十年以来，天文学家们也一直根据这些照片进行研究，但是，“水手10号”并没有拍到水星全貌，现在这些空白将由“信使”号来填补。在为期一年的观测中，探测器将对水星地表进行详细测绘，同时会研究水星的构成、磁环境、稀薄的大气层以及其他特征。 “信使”号鲜为人知的一面1.一位马拉松选手水星与地球之间的距离并不算遥远，但是为了进入水星轨道，“信使”号需要大幅减速，所以自2004年发射升空以来，“信使”号已经多次飞跃金星、地球和水星进行减速。进入水星轨道时，“信使”号探测器已经飞行了大约79亿公里。 2.短跑健将尽管旅途较为漫长，但“信使”号的飞行速度并不慢。在6年半的太空飞行中，“信使”号相对于太阳的平均速度达到了约合每小时13.6万公里，这一速度几乎是美国宇航局的航天飞机在低地球轨道时的5倍。有时候，“信使”号的飞行速度会达到每小时22.5万公里左右，接近史上探测器的最快飞行速度。 3.一只“油老虎”2004年发射时，“信使”号的重量达到1100公斤左右，推进剂的比重占到了55%，达到600公斤。 4.身躯并不庞大“信使”号的主体大约高1.42m，宽1.85m，长1.27m，体积与一个大的办公桌相当，它装有2个太阳能电池板翅膀，面积大约为1.5m*1.65m，在探测器两侧展开。 5.一身高科技装备不远万里去到水星，当然要好好“侦察”一番，一身的好装备是必不可少的。“信使”号共携带了7种不同的科学仪器以及一个无线电科学实验设备。 6.“信使”有把遮阳伞由于水星距离太阳很近，“信使”号工作时必须经受住高温和强太阳辐射的考验，为此，人们给它配备了一把遮阳伞，也就是具有高反射性的耐热遮阳罩。 7.任务为期仅“2天”尽管“信使”号雄心勃勃，但是任务为期只有区区两个水星日，水星的自转速度很慢，一个水星日大约相当于176个地球日。与自转相比，水星以极快的速度绕太阳轨道运行，短短88天便可运行一周。所以在为期12个地球月的在轨观测中，“信使”号将经历两个水星日，但所经历的水星年却超过四个。 8.慷慨赴义“信使”号并没有足够的燃料帮助它重返地球，所以在工作结束后，水星——这颗他钟情一生为之奔赴探索的星球——将成为“信使”号最终的归宿，它将最终坠落于水星。 水星极地处或存在水冰根据美国宇航局“信使”号探测器获取的数据，水星极地地区的永久阴暗区陨坑深处可能存在水冰。水星是太阳系内的最内侧行星，地表温度超过400摄氏度。科学家一直怀疑在雷达扫描中发现的明亮沉积物可能就是水冰，“信使”号传回的数据进一步提高了这一观点的可信度。 负责“信使”号成像系统的科学家，美国约翰斯-霍普金斯大学应用物理学实验室的南希-查伯特表示：“在此之前，我们从未获取过这些明亮沉积物所在区域的图像。水星双重成像设备(MDIS)拍摄的图像显示，水星南极附近的所有明亮沉积物都位于永久阴暗区，北极附近的明亮沉积物也处在阴暗区，为水冰假设提供了佐证。” 但查伯特同时也指出这一发现并不是决定性证据，证明这些沉积物就是水冰。发现这些明亮沉积物的陨坑温度较高，需要存在一个隔热层，才允许水冰存在。目前，科学家正对相关数据进行分析。“信使”号于2011年3月进入水星轨道，一天绕水星运转两周，目前已拍摄了近10万幅照片，同时对水星表面进行了400多万次测量。“信使”号共用了6年时间，飞行6000万英里(约合9656万公里)，才进入水星轨道。 在《科学》杂志刊登的两篇论文中，研究人员详述了他们的发现。研究论文合著者、麻省理工学院的地球地理学教授玛丽亚-祖博尔表示：“在‘信使’号进行全面观测前，很多科学家认为水星与月球非常相似，在太阳系历史非常早的时期便平静下来。在其演化史上的大部分时间里，它都是一颗‘死星’。现在，我们发现了强有力的证据，证明水星内部存在与众不同的动力学现象，说明水星曾在很长时间内处于活跃状态。” 根据“信使”号的引力测量数据，研究小组推测水星可能拥有一个巨大的铁核，占到水星半径的近85%，地幔和地壳只占15%，就像一层桔子皮。宇航局戈达德太空飞行中心的科学家大卫-史密斯表示：“我们此前就提出一种有关水星内部结构的想法，但最初的观测数据并不支持我们的理论，致使我们怀疑观测结果。随后，我们又进行了更多研究，证实了观测结果的准确性，而后重新研究有关水星内部结构的理论，与观测结果相符的理论。” 利用水星表面的激光测量数据，研究人员对水星北半球的多个地貌特征进行了测绘，结果发现海拔变化幅度小于火星或者月球。此外，他们还在水星卡诺里斯盆地发现了水星最大的陨坑，这大大出乎他们意料。这个陨坑的底部部分区域高出边缘，说明来自水星内部的力量在陨坑形成后将其推高。祖博尔和同事还发现了一个由低地构成的区域，几乎就以水星北极为中心。根据他们的研究发现，这个低地区在水星漫长的演化过程中逐渐迁移到这一地区。 |
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