论文部分内容阅读
水星 两年才过了一天
水星是太阳系中最小和最靠近太阳的行星。水星的轨道周期（大约88个地球日）在太阳系行星中最短。水星没有已知的天然卫星。水星的英文名字是根据罗马神灵墨丘利（它是神灵的信使）的名字来命名的。
上述每种假设都预测了不同的水星表面构成。“信使号”发现水星表面的钾和硫含量高于预测值，表明巨型撞击假说和地壳地幔气化都不可能发生，因为钾和硫在这些情况下都会被赶走。如此看来，第三种假设才可能是合理的。然而，这方面还需要更多数据和进一步分析。
水星陨击坑 直径可达1500千米
水星陨击坑直径从小碗大小到上千千米都有。它们都出现了不同程度的退化。水星陨击坑与月球陨击坑的不同在于，前者被喷射物覆盖的面积小得多，这是因为水星的表面引力比月球强得多。
水星上已知最大的陨击坑是卡洛里斯盆地，其直径达1500千米。创生该盆地的撞击力度是如此之大，以至于引发熔岩喷发，留下一个高度超过2千米的同心环围绕陨击坑。在卡洛里斯盆地的对极（180°以外），是一大片不同寻常的多山地带——“奇异地形”。一种假说认为，“奇异地形”的起源是：卡洛里斯撞击期间产生的冲击波传遍水星，并且汇聚于卡洛里斯盆地的对极。由此产生的高应力导致水星表面裂化。另一种假说则认为，“奇异地形”的形成是喷射物汇聚于卡洛里斯盆地对极的结果。
迄今为止，在被拍摄的水星表面已经辨认出大约15个撞击盆地。其中著名的一个，是直径400千米且多环的托尔斯泰盆地，其喷射物覆盖层从其边缘延伸出去，最多达500千米。贝多芬盆地有相似规模的喷射物覆盖层。（读到这里，你也许会问：这些盆地的名字怎么会这么有意思？根据国际天文学联合会的规则，每一个新陨击坑都必须根据知名超过50年、并且在这个陨击坑被命名至少3年前死亡的艺术家的名字来命名）与月球一样，水星表面可能也引发了太空风华过程，包括太阳风和微陨星撞击。
水星观测 艰难曲折
已知最早对水星的观测，可追溯到公元前14世纪的亚述人。17世纪初，伽利略对水星进行了有史以来首次望远镜观测。虽然他观测到了金星的相位，但他的望远镜不足以观测水星的相位。1631年，法国天文学家伽桑狄首次用望远镜观测到了水星凌日，而他的观测是依据德国天文学家开普勒的预测。1639年，意大利天文学家祖皮运用望远镜发现，水星的轨道相位变化与金星和月球的相似。这一观测确凿地证明，水星是绕着太阳转的。
天文学中的一种罕有事件，是从地球上看去，一颗行星正好处在另一颗行星前方，这叫掩星。每过几个世纪，水星和金星都会相互掩星。1737年5月28日发生的金星掩盖水星的事件，是有史以来首次得到观测的这类事件，其观测者是英国天文学家贝伟思。下一次这样的事件，将出现在2133年12月3日。
观测水星有一些固有的难点，难怪与其他行星相比，水星得到的研究最少。1800年，德国天文学家施罗德观测了水星表面，声称自己看到了20千米高的山脉。另一名德国人贝塞尔运用施罗德画的水星，错误估计水星的自转周期是24小时，轴倾角为70°。19世纪80年代，意大利天文学家斯齐亚帕雷利更精确地绘制了水星图，并提出水星的自转周期是88个地球日，与水星的轨道周期是一样的，原因是潮汐锁定。这一现象被称为同步自转。意大利天文学家安东尼亚第继续绘制水星表面地图，并且在1934年发表了这些地图和他自己对水星的观测结果。水星表面的许多地貌，其命名都是根据安东尼亚第的水星地图。
“水手10号”一共3次近距离靠近水星，其中最近距离是327千米以内。在第一次近距离靠近时，机载仪器探测到了一个磁场。这让行星地质学家们很惊奇——水星的自转速度很慢，不足以产生明显的发电机效应。第二次近距离接近的主要目的是拍照。在第三次近距离接近时，获得了广泛的磁场数据。这些数据显示，水星磁场与地球磁场很相似，它让水星周围的太阳风转向。水星磁场来源依然不明，但科学家对此提出了多种理论。
1975年3月24日，在最后一次近距离靠近水星之后第8天，“水手10号”的燃料耗尽。由于它的轨道不再能被精确控制，地面控制人员指令“水手10号”关闭。科学家推测，“水手10号”至今依然在环绕太阳，每几个月就靠近水星一次。
“信使号”在水星表面撞出大坑
“信使号”是美国宇航局的第二艘水星飞船，其英文名是“水星表面、太空环境、地质化学和测距”的缩写。“信使号”于2004年8月3日发射升空。2005年8月，它飞近地球借助引力。2006年10月和2007年6月，它飞近金星借助引力，把自己放进前往环水星轨道的正确路径。2008年1月14日，“信使号”第一次飞近水星。2008年10月6日，第二次飞近。2009年9月29日，第三次飞近。“水手10号”未能拍摄的水星半球的大部分，在这三次飞近过程中得到了拍摄、绘图。2011年3月18日，“信使号”成功进入一条环绕水星的椭圆形轨道。2011年3月29日，“信使号”在这条轨道中首次对水星拍照。“信使号”完成了为期1年的绘图任务后，接着进入为期1年的延长任务期，至2013年。
“贝皮·科伦布号”
“贝皮·科伦布号”将采用两部探测器环绕水星：其中一部为水星绘制地图，第二部则研究水星磁层。如果在2017年发射，“贝皮·科伦布号”将于2024年到达水星。它将把磁层探测器释放到一个椭圆轨道。接着，化学火箭点火，把绘图探测器送入一个圆形轨道。这两部探测器都将运作1个地球年。其中，绘图探测器搭载的光谱仪与“信使号”上的光谱仪相似，将在许多不同波长探索水星。
水星是太阳系中最小和最靠近太阳的行星。水星的轨道周期（大约88个地球日）在太阳系行星中最短。水星没有已知的天然卫星。水星的英文名字是根据罗马神灵墨丘利（它是神灵的信使）的名字来命名的。
上述每种假设都预测了不同的水星表面构成。“信使号”发现水星表面的钾和硫含量高于预测值，表明巨型撞击假说和地壳地幔气化都不可能发生，因为钾和硫在这些情况下都会被赶走。如此看来，第三种假设才可能是合理的。然而，这方面还需要更多数据和进一步分析。
水星陨击坑 直径可达1500千米
水星陨击坑直径从小碗大小到上千千米都有。它们都出现了不同程度的退化。水星陨击坑与月球陨击坑的不同在于，前者被喷射物覆盖的面积小得多，这是因为水星的表面引力比月球强得多。
水星上已知最大的陨击坑是卡洛里斯盆地，其直径达1500千米。创生该盆地的撞击力度是如此之大，以至于引发熔岩喷发，留下一个高度超过2千米的同心环围绕陨击坑。在卡洛里斯盆地的对极（180°以外），是一大片不同寻常的多山地带——“奇异地形”。一种假说认为，“奇异地形”的起源是：卡洛里斯撞击期间产生的冲击波传遍水星，并且汇聚于卡洛里斯盆地的对极。由此产生的高应力导致水星表面裂化。另一种假说则认为，“奇异地形”的形成是喷射物汇聚于卡洛里斯盆地对极的结果。
迄今为止，在被拍摄的水星表面已经辨认出大约15个撞击盆地。其中著名的一个，是直径400千米且多环的托尔斯泰盆地，其喷射物覆盖层从其边缘延伸出去，最多达500千米。贝多芬盆地有相似规模的喷射物覆盖层。（读到这里，你也许会问：这些盆地的名字怎么会这么有意思？根据国际天文学联合会的规则，每一个新陨击坑都必须根据知名超过50年、并且在这个陨击坑被命名至少3年前死亡的艺术家的名字来命名）与月球一样，水星表面可能也引发了太空风华过程，包括太阳风和微陨星撞击。
水星观测 艰难曲折
已知最早对水星的观测，可追溯到公元前14世纪的亚述人。17世纪初，伽利略对水星进行了有史以来首次望远镜观测。虽然他观测到了金星的相位，但他的望远镜不足以观测水星的相位。1631年，法国天文学家伽桑狄首次用望远镜观测到了水星凌日，而他的观测是依据德国天文学家开普勒的预测。1639年，意大利天文学家祖皮运用望远镜发现，水星的轨道相位变化与金星和月球的相似。这一观测确凿地证明，水星是绕着太阳转的。
天文学中的一种罕有事件，是从地球上看去，一颗行星正好处在另一颗行星前方，这叫掩星。每过几个世纪，水星和金星都会相互掩星。1737年5月28日发生的金星掩盖水星的事件，是有史以来首次得到观测的这类事件，其观测者是英国天文学家贝伟思。下一次这样的事件，将出现在2133年12月3日。
观测水星有一些固有的难点，难怪与其他行星相比，水星得到的研究最少。1800年，德国天文学家施罗德观测了水星表面，声称自己看到了20千米高的山脉。另一名德国人贝塞尔运用施罗德画的水星，错误估计水星的自转周期是24小时，轴倾角为70°。19世纪80年代，意大利天文学家斯齐亚帕雷利更精确地绘制了水星图，并提出水星的自转周期是88个地球日，与水星的轨道周期是一样的，原因是潮汐锁定。这一现象被称为同步自转。意大利天文学家安东尼亚第继续绘制水星表面地图，并且在1934年发表了这些地图和他自己对水星的观测结果。水星表面的许多地貌，其命名都是根据安东尼亚第的水星地图。
“水手10号”一共3次近距离靠近水星，其中最近距离是327千米以内。在第一次近距离靠近时，机载仪器探测到了一个磁场。这让行星地质学家们很惊奇——水星的自转速度很慢，不足以产生明显的发电机效应。第二次近距离接近的主要目的是拍照。在第三次近距离接近时，获得了广泛的磁场数据。这些数据显示，水星磁场与地球磁场很相似，它让水星周围的太阳风转向。水星磁场来源依然不明，但科学家对此提出了多种理论。
1975年3月24日，在最后一次近距离靠近水星之后第8天，“水手10号”的燃料耗尽。由于它的轨道不再能被精确控制，地面控制人员指令“水手10号”关闭。科学家推测，“水手10号”至今依然在环绕太阳，每几个月就靠近水星一次。
“信使号”在水星表面撞出大坑
“信使号”是美国宇航局的第二艘水星飞船，其英文名是“水星表面、太空环境、地质化学和测距”的缩写。“信使号”于2004年8月3日发射升空。2005年8月，它飞近地球借助引力。2006年10月和2007年6月，它飞近金星借助引力，把自己放进前往环水星轨道的正确路径。2008年1月14日，“信使号”第一次飞近水星。2008年10月6日，第二次飞近。2009年9月29日，第三次飞近。“水手10号”未能拍摄的水星半球的大部分，在这三次飞近过程中得到了拍摄、绘图。2011年3月18日，“信使号”成功进入一条环绕水星的椭圆形轨道。2011年3月29日，“信使号”在这条轨道中首次对水星拍照。“信使号”完成了为期1年的绘图任务后，接着进入为期1年的延长任务期，至2013年。
“贝皮·科伦布号”
“贝皮·科伦布号”将采用两部探测器环绕水星：其中一部为水星绘制地图，第二部则研究水星磁层。如果在2017年发射，“贝皮·科伦布号”将于2024年到达水星。它将把磁层探测器释放到一个椭圆轨道。接着，化学火箭点火，把绘图探测器送入一个圆形轨道。这两部探测器都将运作1个地球年。其中，绘图探测器搭载的光谱仪与“信使号”上的光谱仪相似，将在许多不同波长探索水星。