【水星進行時】潛行吧，墨丘利！“貝皮科倫伯”號成功升空出征水星_風聞

原創： imufu 牧夫天文

文章來源：ESA

編譯：徐鵬暉

校對：艾宇熙

編排：庫特莉亞芙卡

圖注：“貝皮科倫伯”號發射現場

圖源：ESA

日前，由ESA（歐洲空間局）和JAXA（日本宇航航空開發機構，地位類似於日本航天局）聯合開展的“貝皮科倫伯”（暫譯，原為Bepicolombo，國內目前沒有統一的正式譯法）計劃的所屬航天器已經發射升空。“貝皮科倫伯”號由阿麗亞娜5火箭搭載，于格林尼治時間的10月20號1：45：28在庫魯發射中心升空。從此，“貝皮科倫伯”號踏上了前往太陽系內最靠近太陽的行星，也就是水星的征程。位於德國達姆施塔特的ESA控制中心於格林尼治時間2：21收到了經澳大利亞新諾西亞(New Norcia)地面測控站轉發回來的航天器信號，確認航天器發射成功。

“貝皮科倫伯”是ESA和JAXA聯合開展的一項水星探索計劃，也是除美國外全世界的首個水星計劃。該計劃還創造了第一次同時通過兩個航天器對行星動力學環境進行互補測量的記錄。

“‘貝皮科倫伯’號的發射對於ESA和JAXA來説都是一個里程碑事件，我們期待着將來會有更多的捷報傳來。”ESA局長Jan Worner説。

“這場旅程將會充滿挑戰性，但與此同時它也將帶來巨大的科學產出。我們今天能夠將這顆航天器送上旅程，很大程度上要歸功於良好的國際合作以及設計和製造專業人員幾十年來的努力。”

“祝賀這次發射行動圓滿成功。”JAXA局長山川宏説。

“首先對此次發射活動的成功表示由衷的祝賀和感謝。JAXA對將來的探索活動抱有很高期望，這些探索活動將包括對水星表面和內部的探測，它們將增進我們對行星環境甚至是太陽系起源的認識。”

圖注：“貝皮科倫伯”接近水星時的藝術想象圖

圖源：ESA

“貝皮科倫伯”號由兩個軌道器構成：MPO（ESA的水星行星探測器）和MMO（或稱Mio，JAXA的水星磁層探測器）。ESA的MTM（水星運載模塊）將負責轉運兩個軌道器，行進途中將採用太陽能電推進和引力彈弓效應推進。航天器將飛掠地球1次，飛掠金星2次，飛掠水星6次，最後在2025年底進入環繞水星的軌道。

“在‘貝皮科倫伯’開始採集水星數據之前有很長的一段路要走，但是這個過程本身就非常令人激動的。”ESA的科學主管Günther Hasinger説。

“之前像‘羅塞塔’那樣的任務已經向我們證明了哪怕是在任務結束後的很長一段時間裏，這些探測任務仍然能給我們帶來驚人的科學產出。因此，這樣的複雜科學任務是值得我們花上時間去等待的。”

Animation visualising BepiColombo’s journey to Mercury

註解：“貝皮科倫伯”前往水星旅程的示意動畫

當然在行星際航行過程中兩個軌道器也不會幹等着，在飛掠金星的時候它們也會抓緊機會開啓儀器收集數據。一些儀器雖然是針對水星探測而設計的，但也可能在探測金星時起到作用。相比水星，金星的最大不同在於它厚厚的大氣層。

“‘貝皮科倫伯’計劃是我們執行過的最複雜的任務之一，”ESA“貝皮科倫伯”的飛控指揮Andrea Accomazzo説。

“這項任務中，一個很大的挑戰來自於太陽的強大引力，它使得把一個航天器定位在水星軌道很不容易。我們需要通過電推進的不斷制動來使得航天器能夠受控地向太陽靠近。”

圖注：“貝皮科倫伯”號正準備裝載到阿麗亞娜5火箭的整流罩中

圖源：ESA

另外的挑戰還包括極端的温度變化，航天器將經歷從-180 ºC到450 ºC的極端温度變化。航天器的很多構件和外防護材料都是首次進行這樣的測試。

“貝皮科倫伯”號整體為了應對這次任務中的極端環境也做了周全的設計。MTM的太陽帆板角度經過了特殊設計，使得它能夠得到充足的電量又不至於被太陽輻射毀壞。MPO上的散熱器不僅能快速散出太陽傳導過來的熱量，還能散出在飛掠行星時從行星反射過來的熱量。八稜柱狀的Mio也將用15轉/分鐘的速度進行自轉來保證自己不會被太陽的熱量破壞。 “看着航天器升空的時候我們感覺我們期待的所有事情都變成了現實。”ESA“貝皮科倫伯”任務總指揮Ulrich Reininghaus説。

“我們在這麼多年的時間裏克服了重重困難，因此整個團隊都為‘貝皮科倫伯’號成功開啓這段漫長的旅程感到十分高興。”

圖注：“貝皮科倫伯”號的水星環繞軌道

圖源：ESA

在最後抵達水星的幾個月前，MTM將會分離並被拋棄在太空中，剩下的兩個軌道器將會被水星引力捕獲從而進入環繞軌道。當MMO到達它的橢圓繞極軌道後MPO將用自身的推進器繼續下降高度。

MPO在與MMO分離之後將會前往一個更低的軌道。定軌完成後軌道器將開啓儀器開始採集和這顆行星的內部結構、表面組成、地質結構以及和太陽風相互作用的相關數據，這其中還包括藏在環形山陰影裏的冰的相關信息。

“此次任務一個很大的創新就是採用兩個航天器從不同的位置同時對行星進行探測。這對了解太陽風對水星的表面和磁層的作用具有重要意義。”ESA“貝皮科倫伯”的任務專家Johannes Benkhoff補充道。

“之前NASA的‘信使’號(Messenger) 已經有了若干發現，也存在一些問題，‘貝皮科倫伯’將在此基礎上進一步推進對水星和太陽系起源問題的研究，相關問題的解決將會對其他領域有所啓發，比如對類似靠近恆星運行的系外行星的研究。”

圖注：“貝皮科倫伯”號的主要科學任務

圖源：ESA

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圖片來源：NASA