欧日联研贝皮科伦布号将于2026年11月抵达水星
2026-07-06 15:57
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维度网讯,欧洲航天局(ESA)与日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)联合研制的贝皮科伦布号(BepiColombo)航天器,在历经近八年绕行内太阳系后,将于2026年11月抵达水星并被其捕获入轨。这将是人类第三次探访这颗太阳系中鲜有访客的行星,也是第二个轨道器在此停留。

贝皮科伦布号于2018年10月20日发射。前往水星的漫长延迟并非故障,而是抵达这颗位于太阳引力势阱最底部的行星所必须付出的代价。任何朝太阳坠落的物体都会因下落而加速,导致航天器抵达时速度过快而无法被捕获,除非它能在抵达前大量减速。该任务利用一条漫长而耐心的轨迹以及九次行星飞越作为“刹车”,包括一次飞越地球、两次飞越金星、六次飞越水星本身。每一次近距离飞越,配合离子引擎的轻柔推力,都消耗掉一部分速度。任务花了八年时间减速而非加速。

2018年发射时,该任务由三个航天器组合而成:一个转移模块承载着其他部分并运行离子推进系统,其上堆叠着两个轨道器——欧洲水星行星轨道器(Mercury Planetary Orbiter),负责研究水星表面和内部;以及日本的“澪号”(Mio)轨道器,负责研究水星的磁场及其周围环境。抵达后,转移模块被丢弃,两个轨道器分离并各自进入轨道。这是首次两个航天器同时研究水星,一个俯视岩石,一个观测其周围的磁环境。

2024年4月,工程师发现贝皮科伦布号的推力器因太阳能电池阵列与配电单元之间的转移模块出现意外电流,无法再输出全功率。由于可用推力减少,原定的抵达时间无法实现。机构飞行动力学团队设计了一条新轨迹,包括在剩余飞越中让航天器更靠近水星,以利用行星引力获得更多减速。该调整保留了完整的科学任务,但将入轨时间从2025年12月推迟了约11个月,至2026年11月。

贝皮科伦布号于2025年1月完成了最后一次水星飞越,随后在2026年6月结束了主要离子推进巡航阶段,进入“到达阶段”。11月的捕获是一个缓慢、低推力的渐进过程,并非像火星探测那样以一次戏剧性的发动机燃烧完成。由于该航天器依赖低推力稳定推进,且推力器已无法达到原定功率,最后一系列机动必须经过精确飞行,调整其速度使其刚好能被水星引力“微弱”地捕获进入极轨道。此后,轨道器分离并进入科学轨道的细致工作将随之展开,主要科学任务预计于2027年启动。

水星拥有一个巨大铁核,占据行星的大部分,其比例远超任何其他岩质行星。它是除地球外唯一拥有全球性磁场的内行星,且其两极附近永远不见阳光的陨石坑阴影中似乎储有水冰。NASA的“水手10号”(Mariner 10)于1974年和1975年三次飞越水星,但从未停留。NASA的“信使号”(MESSENGER)于2011年至2015年绕行,彻底改变了人类对水星的认知。此次第三次任务(仅第二个轨道器)将回答关于水星巨大核心成因、小行星如何维持磁场以及阴影极地陨石坑中物质等问题。

水星,贝皮科伦布号的目的地(示意图)。图片来源:Zelch Csaba / Pexels。

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