信使號(hào)(英文縮寫(xiě)：MESSENGER，英文全寫(xiě)： MErcury Surface, Space ENvironment, GEochemistry and Ranging，意譯：“水星表面，太空環(huán)境，地球化學(xué)和廣泛探索”)是美國(guó)國(guó)家航空航天局在2004年8月3日發(fā)射的探測(cè)衛(wèi)星，為了研究水星的環(huán)境與特性，預(yù)計(jì)將在2011年進(jìn)入水星軌道。信使號(hào)也是水手10號(hào)任務(wù)之后，人類首次探測(cè)水星的計(jì)劃。

 發(fā)射

NASA的“信使”號(hào)水星探測(cè)飛船于2004年8月3日搭乘“德?tīng)査?”型火箭，在佛羅里達(dá)州卡納維拉爾角的肯尼迪航天中心點(diǎn)火升空。明亮的火焰照亮了當(dāng)時(shí)灑滿月光的夜空，輝映在大西洋上。發(fā)射取得圓滿成功，“信使”號(hào)開(kāi)始了計(jì)劃中的耗時(shí)6年半、飛行79億公里的探測(cè)遠(yuǎn)征。

這次水星探測(cè)任務(wù)由美國(guó)宇航局、卡內(nèi)基研究所以及約翰·霍普金斯大學(xué)共同研發(fā)承擔(dān)，“信使”號(hào)探測(cè)飛船由霍普金斯大學(xué)應(yīng)用物理實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)、制造。這是30年來(lái)人類探測(cè)器首次對(duì)水星進(jìn)行全面的環(huán)繞探測(cè)。

時(shí)間表

*2004年08月03日——發(fā)射;

*2005年08月02日——在2,348km高空飛掠地球;

*2006年10月24日——在2,987km高空飛掠金星;

*2007年06月05日——在338km高空再次飛掠金星;

*2008年01月14日——在200km高空飛掠水星表面，并向地球發(fā)回了第一批水星照片

基本部件

“ 信使”飛船的基本部件包括：

科學(xué)載荷：用來(lái)收集“信使”的科學(xué)數(shù)據(jù)的儀器。

遮陽(yáng)傘：用來(lái)保護(hù)飛船免受太陽(yáng)直射，使飛船的電子設(shè)備和儀器即使在水星這樣的熱環(huán)境里也能正常運(yùn)行。

太陽(yáng)能電池板：為飛船提供動(dòng)力。"信使"還攜帶著一塊蓄電池，可以把太陽(yáng)能電池板產(chǎn)生的電能儲(chǔ)存起來(lái)，供其他系統(tǒng)使用。

助推器：通過(guò)噴射燃料發(fā)生推力，改變飛船的軌道和姿勢(shì)。

助推火箭適配器：它是飛船發(fā)射的聯(lián)系點(diǎn)，當(dāng)"信使"與助推火箭脫離后，適配器就沒(méi)有作用了。

“信使”攜帶的科學(xué)儀器包括：

水星雙重成像系統(tǒng)：這是一部帶有廣角鏡頭和窄角鏡頭攝像機(jī)，可以單色、彩色和立體成像。

伽瑪射線和中子譜儀：將用它來(lái)繪制水星表面的元素構(gòu)成圖。

X射線分光計(jì)：也被用于繪制水星外殼物質(zhì)的元素構(gòu)成情況。

磁力計(jì)：繪制水星磁場(chǎng)的詳細(xì)結(jié)構(gòu)和動(dòng)力，尋找磁化的地殼巖石區(qū)。

水星激光高度計(jì)：用來(lái)測(cè)算水星的地形

水星大氣與表面合成分光計(jì)：測(cè)算水星大氣的情況，尋找水星表面物質(zhì)里的礦物成份。

高能粒子和等離子分光計(jì)：用于測(cè)算水星磁氣圈內(nèi)部和周圍的帶電粒子的構(gòu)成與特性。

獨(dú)特的設(shè)計(jì)

美國(guó)宇航局的要求是：用更少的錢，辦更多的事。所以，"信使"必須做到在科學(xué)上無(wú)可挑剔，必須有持久的生命力。它通過(guò)整合現(xiàn)有的技術(shù)和有效的工程學(xué)設(shè)計(jì)，達(dá)到了宇航局規(guī)定的目標(biāo)：

飛船各重要系統(tǒng)都有備用系統(tǒng)，一旦一個(gè)系統(tǒng)癱瘓，另一個(gè)系統(tǒng)(或備份系統(tǒng))可以接過(guò)它的任務(wù)。

"信使"使用了現(xiàn)成的部件和標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)界面，減少了對(duì)未經(jīng)證明的造價(jià)昂貴的新技術(shù)的需求。

"信使"飛船采用了其他執(zhí)行太空探索任務(wù)的飛船子系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

使用的天線不是展開(kāi)式，而固定式，這樣便減少了在天線展開(kāi)過(guò)程中與地球控制人員失去聯(lián)系的的可能。

遮陽(yáng)傘的陶瓷材料采用了"被動(dòng)熱設(shè)計(jì)"，這樣飛船就沒(méi)有必要配備耐高溫的電子儀器。

使命

水星距地球約9100萬(wàn)公里，“信使”號(hào)直接飛到水星只要3個(gè)月左右，而為進(jìn)入水星軌道，“信使”號(hào)要先在太陽(yáng)系內(nèi)飛行6年多的時(shí)間，其中主要原因在于，為了盡量壓縮太空探測(cè)項(xiàng)目的開(kāi)支，美國(guó)宇航局不能把探測(cè)器研制得過(guò)大、過(guò)重。“信使”號(hào)如果要直接進(jìn)入環(huán)水星軌道，需要攜帶更多燃料，這就意味著需要更大載荷的運(yùn)載火箭和更高的科研成本。

受發(fā)射運(yùn)載重量的限制，“信使”號(hào)沒(méi)能攜帶足夠的燃料上天。因而“信使”號(hào)需在太陽(yáng)系內(nèi)部先進(jìn)行數(shù)年長(zhǎng)途環(huán)繞漫游，使自身減速。它將在飛經(jīng)地球一次、飛經(jīng)金星兩次、環(huán)繞太陽(yáng)15圈獲得足夠引力支持后，在第三次飛過(guò)水星時(shí)，由于引力作用，“信使”號(hào)會(huì)先被猛烈甩向金星，然后借助“彈弓效應(yīng)”，于地球時(shí)間2011年3月再次被彈向水星，順勢(shì)“滑進(jìn)”水星軌道，開(kāi)始為期一年的環(huán)水星飛行;其間，“信使”號(hào)探測(cè)飛船上的7種科研儀器將對(duì)水星的表面、空間環(huán)境、地質(zhì)化學(xué)及空間距離等進(jìn)行全面探測(cè)，收集相關(guān)數(shù)據(jù)。

這次“信使”號(hào)的水星軌道探測(cè)項(xiàng)目，是美國(guó)宇航局雄心勃勃的行星探測(cè)系列項(xiàng)目“發(fā)現(xiàn)計(jì)劃”的一部分。多年來(lái)，美國(guó)太空探測(cè)的龐大開(kāi)支及其實(shí)用性一直受到美國(guó)納稅人的質(zhì)疑，美國(guó)宇航局在向聯(lián)邦政府申請(qǐng)科研經(jīng)費(fèi)時(shí)，也頗費(fèi)思量。因而，美國(guó)宇航局在1994財(cái)年正式啟動(dòng)行星探測(cè)“發(fā)現(xiàn)計(jì)劃”時(shí)，提出以更快、更好、更省為方針，要求連續(xù)進(jìn)行科研目標(biāo)高度集中、而又花錢不是太多的項(xiàng)目，以解答太陽(yáng)系內(nèi)許多不為人類所知的行星之謎。

水星

美國(guó)國(guó)家航空暨太空總署，08年2月1日公布“信使號(hào)”太空船飛越水星未知地表時(shí)所拍到的影像和資料。水星是太陽(yáng)系最小的行星，也是與太陽(yáng)距離最近的行星。

華盛頓卡內(nèi)基研究所“信使號(hào)”任務(wù)首席研究員索羅門在記者會(huì)中表示：“這次飛行讓我們看到太空船以前從未見(jiàn)過(guò)的水星部份，我們的小太空船已傳回像金礦般令人興奮的資料。”

美國(guó)宇航局的“信使”號(hào)探測(cè)器拍攝的1213張照片中的一部分在30日公開(kāi)，它們有助于支持這樣一個(gè)觀點(diǎn)：水星上點(diǎn)綴著古代留下的火山，隨著時(shí)間推移，這顆行星在不斷收縮，形成像皺紋般的山脊。但是其他一些圖片非常令人驚訝和迷惑不解。任務(wù)首席科學(xué)家、卡耐基華盛頓研究所的肖恩?索羅門表示，其中一張照片中捕捉到的蜘蛛形狀的地貌“跟我們?cè)谔?yáng)系其他地方看到的情形都不一樣。”這張圖片上顯示出一個(gè)像大隕石坑的圖形，周圍延伸出很多模糊的線條。

水星是最靠近太陽(yáng)的行星，人們經(jīng)常把它和地球的衛(wèi)星――黑白分明的月球進(jìn)行對(duì)比。但是這些最新照片顯示了水星不為人知的一面，通過(guò)它們科學(xué)家了解到這顆行星的多彩一面，它上面曾有火山活動(dòng)。在美國(guó)宇航局不斷改進(jìn)的高科技設(shè)備的幫助下，“信使”號(hào)拍攝到的照片顯示出淡藍(lán)色和暗紅色。負(fù)責(zé)美國(guó)宇航局的“信使”任務(wù)的設(shè)備科學(xué)家，約翰-霍普金斯大學(xué)的路易斯?普羅克特說(shuō)：“水星有顏色分明的紅色和藍(lán)色區(qū)域。它看起來(lái)和月球并不一樣。”

太空總署表示，信使號(hào)的儀器提供水星陰暗面的隕石坑地形輪廓與其他地質(zhì)特征資料，這些特征在太陽(yáng)系獨(dú)一無(wú)二。

水星表面有綿延數(shù)百公里的巨大懸崖，透露出這個(gè)行星早期歷史斷層活動(dòng)的型態(tài)。

太空總署說(shuō)，這艘太空船也發(fā)現(xiàn)另一個(gè)獨(dú)特特征：從復(fù)雜中心地區(qū)輻射出超過(guò)一百條狹窄而平坦的低谷，這是此前在水星和月球上都不曾見(jiàn)過(guò)的，科學(xué)家將之稱為“蜘蛛”。

羅德島布朗大學(xué)科學(xué)團(tuán)隊(duì)的共同研究員海德說(shuō)：“接近蜘蛛的中心有一個(gè)隕石坑，但隕石坑究竟是原始構(gòu)成還是之后才出現(xiàn)，此刻仍不清楚。”

信使號(hào)將在二零一一年最后一次飛掠水星，并進(jìn)入水星軌道進(jìn)行長(zhǎng)達(dá)一年的研究。在那之前，它還會(huì)兩度飛越水星，分別在二零零八年十月和二零零九年九月。

這艘太空船從二零零四年八月發(fā)射以來(lái)，已經(jīng)飛越地球一次，金星兩次。當(dāng)它完成長(zhǎng)達(dá)六年半的探索之旅時(shí)，總共將飛行七十八億公里。

信使號(hào)飛船于2008年1月15日凌晨飛掠水星，其軌道距離水星表面最近時(shí)只有約200公里。這是人類探測(cè)器時(shí)隔30多年后再次飛掠水星。10月6日第二次近距離飛越水星，拍攝了大量水星表面圖像，并收集到一系列科學(xué)觀測(cè)數(shù)據(jù)。美國(guó)宇航局發(fā)布的消息說(shuō)，“信使”號(hào)這次在整個(gè)飛越過(guò)程中拍攝了1200多幅圖像，其軌道距水星表面最近時(shí)僅200公里左右，預(yù)計(jì)美國(guó)東部時(shí)間7日凌晨就可以開(kāi)始接收到“信使”號(hào)傳回的圖像和數(shù)據(jù)?！?jù)美國(guó)宇航局專家介紹，“信使”號(hào)此次水星之行重在為六大問(wèn)題尋找答案。破解這些疑團(tuán)不僅有助于研究水星，也會(huì)促進(jìn)科學(xué)家們更深入了解地球等類地行星的形成和演化。

六大問(wèn)題

疑團(tuán)之一：水星的密度?

水星的體積與月球相似，而其密度則比月球大得多，僅比地球略低，在太陽(yáng)系內(nèi)部的類地行星中位居第二。而如果沒(méi)有行星自身引力對(duì)內(nèi)部的壓縮作用，水星的密度將比地球更大?？茖W(xué)家們?cè)鶕?jù)其密度推測(cè)，水星中有65%是富含鐵等金屬的內(nèi)核，這一比例約相當(dāng)于地球的2倍。“信使”號(hào)攜帶的多種分光計(jì)能夠測(cè)量水星表面的元素構(gòu)成，有關(guān)結(jié)果有望用于驗(yàn)證有關(guān)水星密度的各種理論。

疑團(tuán)之二：水星的地質(zhì)史?

1974年和1975年，美國(guó)“水手10”號(hào)飛船曾對(duì)水星45%的表面區(qū)域進(jìn)行了拍照，照片上的水星表面古老并布滿了坑，與月球表面頗為相似。但“水手10”號(hào)所拍照片并未提供有關(guān)水星表面形成機(jī)制的足夠細(xì)節(jié)。

“信使”號(hào)上的儀器可拍攝水星整個(gè)表面，并分析其表面巖石的礦物和元素構(gòu)成，科學(xué)家們希望能在此基礎(chǔ)上確定塑造了水星表面的各種地質(zhì)過(guò)程發(fā)生的順序。

疑問(wèn)之三：水星內(nèi)核結(jié)構(gòu)?

“水手10”號(hào)曾意外地發(fā)現(xiàn)，水星擁有分布于整個(gè)星球的磁場(chǎng)。在其他類地行星中，只有地球具備相同特征。地球磁場(chǎng)據(jù)認(rèn)為由外層地核中液態(tài)巖漿的運(yùn)動(dòng)所形成，體積比地球小得多的水星，照理說(shuō)其內(nèi)核早就應(yīng)該冷卻并完全固化。現(xiàn)今的水星磁場(chǎng)是該行星早期原始磁場(chǎng)的殘余物，還是說(shuō)水星內(nèi)核并非完全是固體從而導(dǎo)致了磁場(chǎng)的形成?“信使”號(hào)對(duì)水星內(nèi)核結(jié)構(gòu)的研究，將有助于更好解釋地球這樣的類地行星如何產(chǎn)生磁場(chǎng)。

疑問(wèn)之四：水星磁場(chǎng)特性?

地球磁場(chǎng)會(huì)對(duì)太陽(yáng)風(fēng)和太陽(yáng)耀斑等太陽(yáng)活動(dòng)作出反應(yīng)，經(jīng)常產(chǎn)生高度動(dòng)態(tài)的變化。“水手10”號(hào)曾發(fā)現(xiàn)水星磁場(chǎng)也會(huì)有類似動(dòng)態(tài)變化，但該飛船的探測(cè)結(jié)果未能很好揭示出水星磁場(chǎng)的特性。“信使”號(hào)將利用磁強(qiáng)計(jì)等對(duì)水星磁場(chǎng)展開(kāi)長(zhǎng)時(shí)間的詳細(xì)觀測(cè)，進(jìn)而確定水星磁場(chǎng)強(qiáng)度及其變化規(guī)律。

疑問(wèn)之五：水星兩極的冰?

水星是距離太陽(yáng)最近的太陽(yáng)系行星，表面溫度最高可達(dá)450℃，但其兩極巨大的環(huán)形山內(nèi)側(cè)卻永遠(yuǎn)照不到陽(yáng)光，那里的恒定溫度低于零下212℃。1991年，科學(xué)家們首次根據(jù)雷達(dá)觀測(cè)圖像發(fā)現(xiàn)，水星兩極環(huán)形山內(nèi)側(cè)具有很強(qiáng)反射能力，最為普遍的一種看法認(rèn)為，這些區(qū)域存在著冰。“信使”號(hào)的一個(gè)任務(wù)是檢驗(yàn)水星上到底有沒(méi)有冰。

疑問(wèn)之六：水星的揮發(fā)物?

水星擁有極為稀薄的大氣層，水星大氣層中已知存在氫、氦、氧、鈉、鉀和鈣等6種元素，這些元素?fù)?jù)認(rèn)為來(lái)自于各種渠道，通過(guò)不同方式進(jìn)入水星大氣層。“信使”號(hào)將借助多種分光計(jì)研究水星大氣層的構(gòu)成，并確定其中的各種分子究竟通過(guò)什么方式而產(chǎn)生