欧洲航天局的BepiColombo水星探测器,在经历了长达八年的星际航行后,终于迎来了任务最关键的时刻。本周,这艘造价近20亿美元的机器人科学飞船完成了最后一次重大机动,为今年晚些时候进入水星轨道铺平了道路。

水星是太阳系最内侧的行星,也是公认最难抵达的目标之一。它紧贴太阳,引力井深,想要被它捕获入轨,需要的能量比飞掠冥王星还要多。BepiColombo自2018年发射以来,一直在用等离子推进和一系列行星借力飞掠的组合方式,像螺旋一样逐步靠近太阳。

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八年绕路,只为最后一刻减速

这趟旅程并不轻松。BepiColombo先后借力地球、金星和水星,通过多次引力弹弓来调整速度和方向。每一次飞掠都是一次精密的轨道修正,稍有偏差,整个任务就可能功亏一篑。如今,这艘飞船终于被调整到了恰到好处的速度——下一次抵达水星时,行星的引力将能把它稳稳捕获,送入预定轨道。

这次任务由欧洲航天局主导,日本和美国也有参与。对于参与行星际任务的科学家来说,漫长的等待早已是家常便饭。NASA的新视野号探测器当年从地球飞到冥王星,花了将近十年时间。相比之下,BepiColombo的八年航程并不算夸张,但水星的挑战在于,抵达只是第一步,入轨才是真正的难关。

为什么去水星这么难?

问题出在能量上。飞掠一颗行星只需要借它的引力加速,但要想被它捕获入轨,就必须在正确的位置把速度降到恰到好处的数值。水星离太阳太近,太阳的引力让飞船在接近时速度极快,要减速入轨,消耗的燃料和推进剂远超飞掠任务。这也是为什么人类探索火星、金星甚至木星都已有多次成功记录,但真正进入水星轨道的任务屈指可数。

BepiColombo的入轨尝试将在今年晚些时候进行。如果一切顺利,这艘飞船将开始对水星进行详细的科学探测,研究这颗铁质行星的内部结构、磁场和极地冰层。对于等了八年的科学家来说,真正的科学回报才刚刚开始。