【天文新知】水星探測器「信使號」的最後一刻

■經過四年多對水星的近距離觀測後,水星探測器信使號的燃料即將用盡,預計在台灣時間2015年5月1日凌晨墜毀在水星表面。

Credits: NASA/JHU APL/Carnegie Institution of Washington
Credits: NASA/JHU APL/Carnegie Institution of Washington

撰文|陳勁豪

水星是太陽系中最小的行星(冥王星已經被移除於太陽系的行星名單中,故不計),同時也是距離太陽最近的行星。從水星看到的太陽,大小約是地球上看到的太陽的三倍大,但是亮度卻是十倍。

為了近距離研究水星,美國太空總署於2004年8月3日發熱了信使號(MESSENGER, MErcury Surface, Space ENvironment, GEochemistry and Ranging),用來研究水星的表面,大氣,地球化學等相關課題。

信使號在2011年3月18日進入水星軌道,正式開始長達約四年的近距離觀測水星的任務。在進入水星軌道前,信使號經過地球一次,金星兩次,水星一次,環繞太陽15次。進入水星軌道後的信使號,原訂任務長度是一年,但是因為儀器運作一切正常,而且還有充足的燃料,所以兩次延長計畫。

由於水星受到太陽引力的影響,使得水星的自轉極慢,要相當於176地球日的時間才會自轉一次。這使得水星受到太陽照射的一面極熱無比,溫度可以達到攝氏430度,但是沒有受到太陽照射的背面,溫度卻可低到攝氏零下170度。
在這四年的觀測中,最大的驚奇是儘管水星受到太陽照射的一面相當熱,但是在水星沒有被太陽照射到的兩極附近,卻存在有相當多的冰,範圍約像美國首都華盛頓一樣大。這表示太陽系的內側行星中,水星,地球,跟火星都帶有大量的水。科學家認為,這些藏在水星陰影中的水可能是彗星由太陽系的外圍經由撞擊水星而帶來的。

信使號除了成功收集許多關於水星的資料外,同時也驗證了許多新技術。其中一個關鍵技術便是在環繞水星的時候,能夠克服面日及背日時溫差超過四百度的惡劣環境,而使所裝載的科學儀器能夠正常運作。

由於燃料即將用盡,信使號環繞水星的軌道越來越接近水星,大約距離水星的表面約6到39公里遠。不過科學家還是希望能夠盡量延長信使號的壽命,以進行更多的科學測量。但是當信使號約在4月30日墜落水星的時候,由於墜落的地點很可能會在水星背向地球的一側,所以地球上的觀測人員將無法看到信息號以時速約一萬四千公里的速度墜落於水星表面上的情況。

儘管即將失去信使號,但是它所留下的科學遺產將大幅拓展人類對水星的認識。

參考資料
NASA 2015/04/17: NASA Spacecraft Achieves Unprecedented Success Studying Mercury
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作者:陳勁豪 科教中心特約寫手,從事科普文章寫作。2011年於美國紐約州立石溪大學(SUNY at Stony Brook)取得博士學位,研究主題為相對論性重離子碰撞(Relativistic Heavy Ion Collision)。長期擔任中文科學新聞網站「科景」(Sciscape.org)總編輯。

 

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