水星探测任务即将戏剧性撞击结束

水星信使号探测任务的首席科学家回顾了其发现和即将到来的最终时刻

在4月30日,在美国国家航空航天局的信使号探测器围绕水星轨道运行四年多后,它将坠入其最终命运。由于燃料耗尽且远远超过其预期的为期一年的任务,该航天器将以每秒3.9公里的速度撞击行星表面。

任务负责人肖恩·所罗门,一位行星科学家,同时也是纽约州帕利塞兹的拉蒙特-多尔蒂地球观测站的主任,与 Nature 杂志坐下来谈论信使号自2004年发射以来所取得的成就。以下访谈经过编辑和压缩。

为什么您想向水星发射探测任务?
水星是我们对内太阳系知识的最后一块疆域。我们已经对火星和月球进行了多次探测任务,只有水手10号去过水星。它飞掠了三次[1974年两次,1975年一次],它的图像给了我们关于水星地质历史的最初想法。但是还有很多未解答的问题。这是一颗真正缺乏许多关键信息的行星。


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近距离观察是什么样子?
也许水星最令人失望的方面是它的颜色几乎是均匀的。太空风化的影响一定非常强烈,并且如此迅速地获得,以至于没有令人信服的矿物学特征。

空洞是我们没有预料到的一种地貌。它们是近地表物质流失形成的明亮凹陷。它们是这颗行星上一些最年轻的特征,并表明存在某种不稳定的物质,我们仍在研究其特性。

您在它的两极发现了什么?
我们证实,在极地沉积物区域中,水冰可以在地质时间尺度上保持稳定。这颗离太阳最近的行星在两极都蕴藏着 水冰

有深色物质覆盖着极地沉积物,我们初步确定为富含有机物的物质,类似于我们在外太阳系、富含有机物的陨石和彗星中看到的那种。我认为没有人会认为水星是宜居的。但它是从外太阳系到内太阳系宜居性成分输送的见证。

它的奇怪磁场怎么样?
水星的磁场是偶极的,但偶极子不像地球和大多数其他行星那样位于行星的中心。它明显偏移,约占行星半径的 20%。没有任何模型预测到这一点。我设法通过要求我的同事思考地球的磁场是否经历过以类似于水星的几何形状为特征的历史,来让他们感到困扰。

哪些信使号的发现让您感到惊讶?
最大的惊喜是挥发性元素的高丰度。所有关于 水星如何形成的观点 都预测它会像月球一样缺乏挥发性物质。但相反,我们看到的硫[含量]是地球平均水平的十倍。我们看到钠和钾。我们看到氯,这是我们可以测量的最易挥发的元素之一。

这意味着我们真的不了解水星成为富含铁的行星的特殊方式。这不是一个持续高温驱走挥发性元素的过程。我不认为关于水星形成的最可能解释的最终篇章已经写完。

2017年,欧洲和日本的航天机构计划向水星发射BepiColombo探测任务。它还剩下什么可以发现的?
他们有一个双航天器,携带的仪器比我们多得多。他们将对两个半球有更均匀的视野。不同的观测几何形状、略有不同的仪器组合以及他们拥有两个航天器的事实将为他们提供机会。

信使号的撞击日会是什么样的?
最后几个小时可能会非常平静。将会有最后一次轨道运行,届时航天器将经过行星背面,我们将不会再次收到它的消息。我们认为我们知道撞击地点会在哪里,在莎士比亚陨石坑附近。[当它撞击时],它将成为水星上最年轻的撞击特征之一,尽管也是最小的之一。那将是信使号的终结。

我已经在这个任务上工作了19年。这就像失去了一个家庭成员。即使事先知道也无法让你完全为失去做好准备。

本文经许可转载,并于2015年4月27日首次发布

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