水星上有磁場、鐵核、火山,為什麼人類卻不願意探測水星?

2020-06-14 中國數字科技館
水星上有磁場、鐵核、火山,為什麼人類卻不願意探測水星?

圖片來源:pixabay

在所有太陽系巖質行星中,人類對水星的探索次數是最少的。

相比太陽系裡的其他行星,人們似乎對於水星的探索興趣並不大。據統計,在所有太陽系巖質行星中,人類對水星的探索次數是最少的。之所以會形成這種局面,最主要的原因是因為水星的探索成本高昂。並且,探索水星的價值似乎不高,人們更願意將資源投入到其它更具魅力、更加神秘的行星探索項目之中。在種種原因的導致下,水星就產生了長達數十年的探索空白期。

人們對水星缺乏興趣的兩個主要原因可能要追溯到五十年前。在上世紀七十年代中期,美國曾經發射「水手(Mariner)」十號探測器對水星進行第一次較為完整的探索任務。從「水手」十號探測器發回的照片上看,水星和月球的「長相」十分相似,星球上同樣有大量各式各樣的環形山。這使得人們大失所望,這種近乎「雙胞胎」的類似讓水星一直以來都缺乏足夠的吸引力。當時的人們普遍認為水星和月球有著相似的特徵和演變過程,沒有必要進行重複的探索。

另一個原因是,由於水星是距離太陽最近的行星,要把探測器送到水星的運行軌道上並不容易,整個過程需要消耗大量的能量克服引力。探測器會在太陽的作用下不斷加速,而要被水星捕獲,就需要將速度控制在13km/s。如此一來,探測器就必須攜帶大量燃料,這就提高了探索成本,並且一定程度上降低了效率。

水星上有磁場、鐵核、火山,為什麼人類卻不願意探測水星?

「信使號」探測器拍攝的水星(圖片來源:NASA / Wikipedia)

由於這些原因,人們對於水星的探索一度停滯。一直到前幾年,科學家才又開展了「信使(Messenger)」號水星探索任務。令人驚喜的是,這一次「信使」號給過去的消極局面帶來了轉機。新的探測結果證明了水星仍然具有值得探索的地方。例如,水星和地球一樣具有磁場,而在火星和金星上卻沒有,這其中的緣由還是一個未解之謎。並且,水星的磁場是活躍的,這對於一個比火星還小的行星來說是不可思議的。

再者,水星的密度很高,科學家對於水星內部結構的研究很有可能幫助人們更好地理解行星演化的規律。現階段所有的行星形成假說都不能夠完全適用於水星的情況,它有60%的質量來源於鐵核,這個數字比火星或者地球都要高出一倍以上,令人匪夷所思。

還有一個方面,水星上有火山活動的痕跡,這些痕跡完全不同於月球或者其它行星,它的特徵更加突出和顯著。這也是一個有待探索的區域,它意味著水星可能曾經有相當長的火山活動期。通過研究今天水星上的地貌,可以幫助人們解開有關水星地質年代的種種謎團。

水星上有磁場、鐵核、火山,為什麼人類卻不願意探測水星?

水星絕不是如同人們過去所認為的那樣只是月球的「雙胞胎」(圖片來源:pixabay)

2018年,歐洲空間局(ESA)和日本宇航研發機構(JAXA)的「貝皮科倫布(BepiColombo)」探測器成功發射。這是自「信使」號以來的第三個水星探索計劃,同時也是第一個由歐洲和日本主導研發的水星探測器項目。該計劃的名字用以紀念義大利數學家、工程師朱塞佩·貝皮·科倫布(Giuseppe Bepi Colombo)教授。該項目主要由歐洲空間局研發的「水星行星軌道衛星」和日本宇航研發機構研發的「水星磁層軌道器」構成。

「貝皮科倫布」的主要任務就是獲取更多有關證據證明科學家關於水星謎團的猜想。除此之外,水星上還有更加獨特的極地和窪地等地貌需要更進一步的數據資料以供研究。甚至包括通過水星的進動現象驗證廣義相對論,也在「貝皮科倫布」的計劃之內。「貝皮科倫布」的探索結果將會讓我們重新認識水星,至少它絕不是如同人們過去所認為的那樣,只是月球的「雙胞胎」。

水星在太陽系中特殊的位置和奇特的內部結構使它具有極高的研究價值。無論是行星與太陽的關係、演變規律,還是由於水星的這種特殊性而變得更加明顯和極端的氣候、地貌、磁場等等,都是科學家們的研究目標。同時,隨著科技的進步,新設備能夠更加容易地克服惡劣的環境,以及對抗來自太陽的負面影響。這些都給了今天科學家探索水星最合適的時機和條件。

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