出品/星动无极
共同社11月4日报道,日欧合作水星探测计划BepiColombo中的日本探测器澪(MIO)将于本月下旬抵达水星,最快拟于明年3月挑战首次拍摄水星,相关协调工作正在进行。这艘2018年10月从法属圭亚那库鲁出发的探测器,走了约8年、航程约100亿公里,正式观测的各项准备即将展开。
水星是太阳系里最难拜访的行星之一。它离太阳最近,探测器从地球出发后会被太阳引力不断加速,直接飞过去意味着抵达时速度过快、无法被水星引力捕获。BepiColombo为此实施了9次引力弹弓机动,借助行星引力逐级改变前进方向和速度。原定2025年12月抵达,因引擎故障推迟一年。抵达后还要面对高温环境的长期考验,两台探测器均做了耐高温处理。
BepiColombo是日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)与欧洲空间局(ESA)联合实施的全球首次双探测器环绕水星任务。日本负责的澪号聚焦磁场、磁层与水星周边稀薄大气,欧洲负责的MPO平台聚焦水星表面及内部,两台探测器将在不同轨道上同时开展观测,力图揭示水星的形成过程。澪号上唯一的成像设备是钠大气相机,因安装位置被MPO遮挡,自发射升空以来一直未能开展观测。今年12月上旬与MPO分离后,澪号将拍摄水星及其周边图像,并通过自身天线传送。这台相机捕捉环绕水星漂浮的钠元素发出的光,把水星大气的扩散与变化可视化——受太阳光影响,从地球上很难观测水星大气的扩散情况,澪号的图像有望弄清相关状况。参与开发的JAXA副教授村上豪表示,将谨慎确认设备是否正常运转,明年3月左右进行拍摄测试。正式的科学观测计划明年4月启动。
任务的工程难度可以从几个数字感受:2015年相模原市向媒体展示澪号实体时,任务还在飞往金星的途中;为节省能量实施9次引力弹弓,航程拉到约100亿公里;一次引擎故障就把抵达时间推迟一整年。双探测器构型还要在抵达后完成对接体分离,两台探测器各自入轨,澪号全部观测设备的开机窗口都要等分离之后。
水星探测的科学价值集中在几个空白上。水星是距离太阳最近的岩石行星,它对太阳引力响应的方式使相关探测长期没有进展,理解它的形成过程,等于拿到了太阳系内行星演化的一组对照数据。此前水星探测寥寥,日欧双探测器同时在不同轨道作业的构型,可以把磁场与磁层的时变过程测得更完整,这类观测是单台探测器无法完成的。
按计划口径提醒一点:抵达时间与首拍时间目前均为安排,澪号12月与MPO分离、明年3月试拍、4月转入正式观测,每一步都需在轨确认。深空探测任务中,入轨前的设备状态确认通常决定正式观测能否按期开始,BepiColombo自己就因引擎故障把抵达时间推迟了一年,后续节点仍存在调整可能。
对国内行星探测工程,BepiColombo的参考价值在任务构型与周期管理。一次水星环绕任务从出发到正式观测跨了8年,中间还要消化一次在轨故障。行星探测的深水区里,周期与成本本身就在筛选参赛者:目标越靠近太阳,能量预算越紧,任务设计越保守,工程队伍要为单台设备无法开机这类细节预留数年的验证窗口。澪号的钠大气相机要在分离之后才第一次睁开眼睛,这台为水星大气专门造的相机等了八年才迎来工作机会——深空任务的节奏,从来不是按地球上的项目周期算的。BepiColombo立项时,水星探测在全球范围内还是空白地带,任务走到今天,期间的行星探测格局已经换了几轮:火星采样返回、小行星取样、月球南极着陆先后推进,水星因为距离与能量的双重门槛,进度停留在按十年计的周期里。澪号本月下旬抵达后,太阳系八大行星中人类探测器环绕过的目标又要多一个,这类基础探测的数据回报周期以二十年计,参与其中的机构比拼的是长期投入的定力。对澪号团队,接下来两个月的工作清单排得很满:12月上旬与MPO分离,随后逐一确认相机、天线与姿控状态,为明年3月的试拍留出排查余量。抵达不是终点,而是八年航程之后另一段任务的开始。任务团队在采访里反复强调谨慎二字,深空设备的首次开机从来都是风险最高的环节,澪号的钠大气相机等到分离后才第一次工作,它的状态确认结果将决定水星大气观测这份独家数据能否按期到手。明年4月正式观测启动后,磁场、磁层与大气三类数据将同时开流,双探测器构型的观测价值到那一步才真正开始兑现。

