[美国《基督教科学箴言报》7月29日文章]题：通往水星的漫漫曲折路

　　让开，火星。靠边站，土星。30年来笼罩在科学阴影之下的水星不久将为世人注目。

　　美国航天局定于8月2日发射“信使”号水星探测器，这是有史以来技术要求最高的

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行星探测计划。

　　水星比月球大不了多少，由于人们认为这个荒凉的世界不值得探索，一度被置之不理。如今，许多研究人员提出，水星掌握着认识大约46亿年前不同范围的内行星形成环境的关键线索。预计水星将揭开其他类地行星的奥秘。随着今后10至15年间新一代太空望远镜被送入轨道，这些类地行星会闯入我们的视线。

　　亚利桑那大学行星科学家罗伯特•斯特罗姆指出；直至今日，美国的太空计划在很大程度上忽视水星。斯特罗姆去年与同事合作出版了本关于水星的著作。他说：“在许多人看来，水星太像月球，向它发射—个轨道飞行器极为困难。环水星飞行很困难。

　　环水星飞行很困难

　　究竟有多困难?以温度为例。水星沿着一个椭圆形轨道运行，这个椭圆形轨道距太阳2850万至4330万英里。相比之下，地球距离太阳平均大约9300万英里。水星的—个昼夜相当于174个地球日。假设有一名观察者站在水星表面，水星围绕太阳公转的周期是88个地球日，水星表面温度是地球表面温度的11倍。水星白天的温度与夜晚的温度相差1100华氏度。由于水星上空的稀薄大气——被称为大气层——不能阻挡热量，水星表面将它所接受的几乎所有热量发散回太空。这样，工程师们不仅需要为航天器设计一个抵挡太阳强烈辐射的防护罩，而且还需要设计能够经受因为观察在酷热和寒冷之间循环的水星表面而产生的压力的仪器。

　　此外，到达水星并并环绕水星运行所需要的能量极为巨大。直线抵达水星是能的。也是最快的，30年前美国航天局发射的“水手”10号水星探测器就是这样做的。但是，这次水星探测任务的项目经理、约翰斯•霍普金斯大学应用物理实验室的罗伯特•法夸尔说，由于太阳的引力作用，航天器会无情地增加速度，这就要求有一枚制动火箭，其体积和造价相当于将航天器从地球发射升空的那枚火箭。

　　不过现在，新型的轻质材料、创新的仪器设计以及在路途中创造性地利用用引力已经大大降低了向水星发射持续时间较长的轨道飞行器的费用，并使其很有可能经受得住水星严酷的环境。

　　由于“信使”号通过地球、金星和水星的引力获得足够的速度，并进入水星轨道，奔向水星的3个月直线航行延长为6年半的旅程。预计“信使”号于2011年开始环绕水星运行。

　　科研任务很广泛

　　“信使”号携带一套仪器，其涉及的科学领域与目前正在绕土星运行的“卡西尼”号探测器所携带的那些仪器同样广泛。虽然由于体积及重量的原因，“信使”号上的传感器或许没有“卡西尼”号上的传感器那么神通广大，但是它却以七分之一的代价处理与“卡西尼”号同样多的问题。

　　如今技术的发展和对轨道飞行器的进一步认识使得人类探访水星成为可能，而“水手”10号过去15年的探索成果和观察加强了重返水星的科学论证。

　　首先，一半以上的水星从我们地球人绘制的的天体图上看不到的。“水手”10号3次近距离飞过水星。但它只传回45%的水星表面的图像。地球上的雷达已经开始缓慢地填补余下的空白。不过，研究人员说，他们需要“信使”号提供详细的水星全貌，以便更容易地解读环形山、断层等其他水星表面特征所包含的地质变化史。

　　“信使”号核心科学小组成员斯特罗姆博士说，除了天体图，“水星还将帮助我们确定内行星的起源”。关键在于检验有关水星如何成为缔造内行星的“钢铁工人”的理论。水星的铁质核心构成了水星物质的60%，而地球的铁核只占地球物质的30%。水星的磁场是另一个神秘的现象。如果水星铁核的作用像地球铁核，那么水星磁场就由铁核中液化物质的流动而形成。但是，麻省理工学院的行星科学家马丽亚•朱伯说，水星太小，它的铁核温度不够高。她解释道，一般的经验是，大行星升温和冷却比较缓慢，而小行星和冷却比较快。

　　朱伯博士说如果水星的外层铁核熔化，太阳的引力将导致液体产生潮汐。这些潮汐扭曲赤道的外壳，并随着潮涨潮落渐渐使表面特征移位几百码。她和同事们设计了极为敏感的仪器，以便自轨道上探测这样细小的变化。

　　此外，“信使”号的研究项目还包括探索被科学家称为“最奇妙的”一个问题：水星两极可能有冰吗?

　　1999年，天文学家说，从水星反射回来的雷达信号强烈地表明，水星两极存在水冰。但是“信使”号主要研究人员、卡内基学会的肖恩•所罗门博士承认，冰并不是对这些雷达信号所探测到的现象的唯一解释。寒冷的环境可能诱发水星表面岩石的某些不寻常属性，导致它们释放类似冰的雷达返回信号。或者，那些回波可能来自冰冻的硫磺，因为在雷达的观测中，冰冻的硫磺看起采会像水冰。

　　朱伯博土说，不管答案如何，这次水星探测任务将为科学家揭开一个有关水星及行星如何形成的信息宝库，并让科学家们得到许多关于如何在富有挑战性的的太空环境中操纵航天器及仪器的收获。