两艘宇宙飞船正在进行为期七年的旅程 以解码水星的神秘面纱

今晚，欧洲和日本将发射一枚联合航天器，该航天器将在我们太阳系中最少探索的地方之一 - 水星行进七年多。此次发布标志着这两个地区为这个小世界的首次任务。希望是回答一些关于地球的问题，这些问题是我们派往那里的最后一次探测所提出的，美国宇航局的信使号宇宙飞船。

该任务名为BepiColombo，由两个航天器组成。欧洲航天局(ESA)已经建造了自己的车辆，称为Mercury Planetary Orbiter，即MPO，旨在用一套11种仪器从轨道上研究地球。日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)的贡献也是一个轨道飞行器 - 水星磁层轨道飞行器，或MMO--一种在水星周围不断旋转的载体。这两个航天器将一起前往水星，然后分开，每辆车分别进入行星轨道。

两人将立即保持决斗轨道，帮助科学家绘制更生动的水星画面。行星研究人员很想知道这个小行星是如何在45亿年的太阳系中形成和演化的，并且研​​究水星的核心和外部应该有所帮助。此外，水星表现出一些科学家想要了解的奇怪行为。一方面，随着核心的冷却，地球似乎正在缩小 ; 它也是超级黑暗，比预期的要多，科学家们想知道为什么会这样。此外，考虑到水星在太阳系中的位置，这颗行星还有其他奇怪的特征。

解读所有这些谜团可以使科学家更加接近了解水星是如何形成的。“这将使我们更多地了解太阳系的形成，尤其是最内层行星 - 地球行星的发生，”ESA的BepiColombo开发经理Mauro Casale告诉The Verge。“所以更好地了解我们的系统发生了什么，但我们也可以将其推断到太阳系外的太阳系外系统。”

在我们太阳系中最里面的岩石行星中，水星的访问量最少。只有两个探测器曾经到过这个星球。第一个是Mariner 10，一个用于研究金星和水星的太空船。它在1974年和1975年三次飞到水星。然后，在2004年，NASA发射了MESSENGER太空船，它在2011年成功地插入了水星轨道。在美国宇航局故意将车辆撞向水星表面之前，探测器花了四年时间环绕地球。

当MESSENGER在Mercury时，NASA学到了很多东西。航天局惊讶地发现，在这个温度可能超过800华氏度的世界上，地球上的陨石坑中可能存在水冰。但是MESSENGER也提出了一些问题。例如，航天器发现了水星独有的奇怪的表面特征凹陷，称为“凹陷”，但形成它们的过程尚不清楚。MESSENGER还发现水星的磁场中心似乎向北移动 - 另一个无法解释的特征。而且这个星球的大气中有一种奇怪的气体浓度，这是没有意义的。“对于一个如此接近太阳的行星，这是不合理的，”卡萨莱说。

现在，欧洲航空安全局和日本宇宙航空研究开发机构希望在接下来的情况下继续前进。“MESSENGER做得很好，发现了许多东西，但大部分内容尚未完全解释，”Casale说。“所以BepiColombo的工作将与MESSENGER能够做的更进一步。”结合起来，BepiColombo的两个轨道器比NASA的旧太空船拥有更多的仪器，并且它们还包含更多最新技术。

此外，ESA和JAXA已竭尽全力确保他们的航天器在水星时保持工作温度。由于它太靠近太阳，因此行星会经历大范围的温度波动，范围从华氏800度到华氏-279度不等。该地区的太阳辐射量约为我们在地球上的10倍。太阳风几乎没有保护，带电粒子的大片不断从太阳流出。在地球上，我们厚厚的大气层和磁场使我们免受大部分太阳风的影响。然而，水星的大气层非常薄，磁场很弱，因此带电粒子不断以极高的速度轰击水星表面。

这是一个恶劣的环境，可以炸毁一个准备不足的太空船。这就是为什么BepiColombo最重要的部件 - 太阳能电池板，天线和传感器 - 都覆盖了一种特殊的保护涂层，旨在保持车辆的凉爽。此外，BepiColombo的太阳能电池板不能直接指向太阳，否则它们会过热。面板实际上必须旋转远离太阳。尽管如此，它们的建造面积很大，因此它们仍能获得足够的光线来为太空船提供动力。

事实上，战略指向是BepiColombo任务的重要组成部分。JAXA的轨道飞行器意在垂直于水星旋转，因此航天器的顶部和底部永远不会直接指向行星的极热表面。此外，旋转将有助于在轨道运行期间平衡航天器的温度。相比之下，ESA的轨道将其仪器指向水星的表面，但它配备了一个非常特殊的工具：ESA可能安装在车辆上的最大辐射器。散热器用于反射热量，因此当飞越水星的高温表面时，轨道飞行器仍然可以获取有价值的数据。

ESA轨道器将变得相当接近。当MESSENGER在Mercury时，它处于一个非常椭圆形的轨道上，一个将航天器带到地面以上124英里和9420英里之间。BepiColombo轨道器也将是椭圆机，但ESA的轨道器不会走得那么远; 它将在300英里到930英里之间的轨道运行，它将比MESSENGER更接近南半球。

但在所有这一切发生之前，二人组必须进入水星的轨道。这将是一个挑战。水星未被探索的一个重要原因是因为到达地球是非常困难的。由于水星靠近太阳的位置，前往该地区的宇宙飞船正在被恒星的引力拉入太阳并不断加速。车辆必须反复“制动”以抵抗这种拉力，以便减速到足以到达水星并进入其轨道。BepiColombo配备了离子推进器，通过用电加速离子来推进航天器。一旦离开地球，这些推进器将有助于减缓BepiColombo的速度。

但离子推进器本身并不能完全解决问题。BepiColombo也将使用内行星寻求帮助。该航天器计划在未来七年内进行九次飞行，利用行星的重力来调整轨迹并减速到达水星。首先，BepiColombo将飞行地球，然后是两个金星，然后是六个水星飞行。所有这一切都应该使航天器在2025年底进入水星轨道的正确路线。

然后是两艘航天器分离并进入水星轨道的时候了。直到到达水星，这两个轨道器将一起连接到传输模块。但是在这个星球上，转移模块将分离，两个轨道器将被水星的轨道一起捕获。最终，二人将分开并前往他们自己的预定轨道。一旦发生这种情况，JAXA将控制其航天器，ESA将控制自己的航天器。这两个预计将在水星轨道上持续长达一年，尽管这些机构可能会将任务延长一年。

达到这一点还有很长的路要走，而这一切都始于推出。组合BepiColombo太空船将于今晚在法属圭亚那的欧洲南美太空港外的阿丽亚娜5号火箭上升。升空定于美国东部时间下午9:45。请回来查看现场观看任务。