當(dāng)?shù)貢r間10月15日，英國倫敦，倫敦科學(xué)博物館展出的實物大小的“比皮科倫坡”模型。

　　作為內(nèi)太陽系離太陽最近、最小的行星，水星承載著太多奧秘。直至今日，水星的地理環(huán)境、地表組成、內(nèi)部結(jié)構(gòu)等對人類而言依然是個謎。水星是否有水，是否可能存在生命吸引著人類不斷探索。

　　北京時間10月20日9時45分，帶著這些未解之謎，由歐洲航天局（ESA）和日本宇宙航空研究開發(fā)機構(gòu)（JAXA）聯(lián)合進行的水星探測任務(wù)“比皮科倫坡”（BepiColombo）將發(fā)射升空。據(jù)介紹，這是歐洲首個水星探測任務(wù)，也是人類第三個探訪水星的任務(wù)。

　　“比皮科倫坡”預(yù)計經(jīng)過7年飛行，于2025年抵達水星。屆時，探測器將分離為兩艘獨立飛行器，分別為“水星行星軌道器”（MPO）和“水星磁層軌道器”（MIO），執(zhí)行各自的探測任務(wù)。

　　中國航天科工二院研究員楊宇光稱，水星是顆類地行星，探測水星對人們了解太陽系的歷史、了解地球的歷史具有重要意義。

　　1 釋疑

　　水星探測面臨哪些困難？

　　水星是八大行星中離太陽最近的一顆行星，其體積、質(zhì)量也相對較小，此前僅有兩個探測器接近過水星，而真正進入水星軌道的僅一個。

　　第一個接近水星的探測器是美國航天航空局（NASA）1973年發(fā)射的“水手10號”（Mariner 10）探測器。1974-1975年間，“水手10號”3次飛掠水星，但一直未能進入水星軌道。第二個則是NASA于2004年發(fā)射的“信使號”（MESSENGER）探測器，該探測器在2008-2009年間3次飛掠水星，最后于2011年3月進入水星軌道——這也是第一個進入水星軌道的探測器。

　　相比其他行星，對于水星的探索顯然相對較少。這是為何？

　　據(jù)《自然》雜志報道，水星位于太陽重力井深處，要到達水星，宇宙飛船必須失去地球軌道運動賦予它的大部分動量，這使得水星探測的技術(shù)難度異常巨大。與此同時，宇宙飛船還必須避免過沖導(dǎo)致偏離軌道，這需要非常長的時間和比前往火星多8倍的能量。

　　其次，水星的太陽輻射是地球近外太空的十倍，同時該行星幾乎沒有大氣層，表面溫度最高可達400攝氏度。“信使號”水星探測任務(wù)的科學(xué)家肖恩·所羅門稱，航天器從未在離太陽這么近的地方呆這么久。

　　中國航天科工二院研究員楊宇光解釋，水星觀測非常難，不管是肉眼還是天文觀測。水星距太陽過近，且每88個地球日繞行太陽一周，使得其數(shù)據(jù)傳輸變得非常困難。

　　這些因素都導(dǎo)致水星成為太陽系內(nèi)部行星中探索最少的一個。

　　2 釋疑

　　探測器將執(zhí)行哪些任務(wù)？

　　據(jù)歐洲航天局網(wǎng)站介紹，“比皮科倫坡”將于當(dāng)?shù)貢r間19日晚10時45分從位于南美法屬圭亞那的庫魯航天基地，由“阿麗亞娜-5”（Ariane 5）大型火箭發(fā)射升空。

　　“比皮科倫坡”將耗時7年于2025年12月5日抵達水星軌道，期間1次飛掠地球、2次飛掠金星、6次飛掠水星，總距離達90億公里，最高速度可達60公里每秒，最遠距離地球2.4億公里。此外，探測器將經(jīng)歷零下180攝氏度的低溫到近450攝氏度的高溫。

　　到達水星軌道后，“比皮科倫坡”將釋放出兩個探測器，分別是歐洲航天局的水星行星探測器（MPO）和日本宇宙航空研究開發(fā)機構(gòu)的水星磁層探測器（MIO）。兩個探測器各有側(cè)重，進行為期2年的探測任務(wù)。

　　據(jù)JAXA網(wǎng)站，MIO的主要目的是解讀水星的磁場和磁層，MPO的主要任務(wù)則是觀察水星的表面環(huán)境以及內(nèi)核組成等。ESA將負(fù)責(zé)“比皮科倫坡”的發(fā)射、進入軌道，以及MPO探測器的運作。JAXA負(fù)責(zé)MIO探測器的控制運行。

　　據(jù)英國《自然》雜志，MPO包含11個組件，主要負(fù)責(zé)研究水星本身。MPO主要使用攝像機、高度計、放射線等設(shè)備對水星進行“掃描”，探索水星地表環(huán)境和地殼化學(xué)成分，并對水星的引力場進行研究。

　　水星是密度僅次于地球的行星，有一個巨大的鐵核。據(jù)太空網(wǎng)（space），水星的鐵核約3600-3800公里寬，而其外殼厚度僅500-600公里。這一點一直以來也讓科學(xué)家們困惑不已。

　　由日本方面主要負(fù)責(zé)的MIO則包含5個組件，主要圍繞水星的磁層以及其與太陽風(fēng)的互相作用等進行研究。日本于2003年加入歐洲航空局的這一水星探測任務(wù)，主要目的就是研究行星的磁層。JAXA負(fù)責(zé)MIO的日本科學(xué)家村上豪稱，“火星和金星沒有磁場，所以目標(biāo)是水星”。

　　據(jù)日本共同社，日本磁力觀測具有較大優(yōu)勢，此次MIO探測器若能順利到達，將為推動水星探測作出重要貢獻。

　　預(yù)測

　　“比皮科倫坡”或解鎖5大謎團

　　“比皮科倫坡”的名字來自意大利天體物理學(xué)家Guiseppe Bepi Colombo。他曾參與NASA“水手10號”水星探測任務(wù)的研究，此后更是得出水星借助地球、金星和水星引力輾轉(zhuǎn)飛行路線的計算方法。

　　據(jù)美國《科學(xué)》雜志，ESA和NASA的水星探測任務(wù)都在上世紀(jì)90年代通過，但耗資4.51億美元的“信使號”2004年已發(fā)射，更具雄心、耗資高達16億歐元的“比皮科倫坡”多次被耽擱，一直未能成行。

　　經(jīng)過二十余年努力，“比皮科倫坡”終于即將發(fā)射。參加“比皮科倫坡”研究近15年的ESA地球物理學(xué)家約翰尼斯·本克霍夫稱，“這是一個重要的時刻，（水星探測）終于要成真了”。

　　那么，雄心勃勃的水星探測任務(wù)可能解鎖哪些水星奧秘？

　　2015年以撞擊水星結(jié)束使命的“信使號”給人們帶來更多水星信息的同時，也帶來了更多謎題，包括水星磁場、厚實鐵核以及充滿冰塊的隕石坑。

　　美國《福布斯》雜志總結(jié)了歐日水星探測器可能解鎖的五個奧秘。

　　一是水星兩極水冰之謎。水星雖然是距離太陽最近的行星，但其兩極巨大的環(huán)形山內(nèi)側(cè)隕石坑卻永遠照不到陽光。許多科學(xué)家認(rèn)為，水星兩極存在水冰。但水星上是否真的有冰，卻一直是未解之謎。

　　二是水星凹坑之謎。NASA“信使號”探測器在水星表面發(fā)現(xiàn)一些奇怪的凹坑，這些凹坑如何形成，與火山撞擊有何關(guān)系亟待探索。

　　三是水星磁場之謎。最早探訪水星的“水手10號”發(fā)現(xiàn)了水星的磁場，但磁場的起源、其具體的變化情況及影響卻一直沒能得到深入觀測。

　　四是水星表面成分之謎。據(jù)美國《科學(xué)》雜志，NASA“信使號”探測器曾發(fā)現(xiàn)水星表面含有許多揮發(fā)性元素，如硫、鈉、鉀、氯等。了解這些揮發(fā)性元素的形成，對于了解水星的演變歷程有重要意義。

　　五是水星的形成與巨大的鐵核之謎。水星的高密度源于其內(nèi)核巨大的鐵核，鐵核如何形成至今依然是個謎。

　　帶著對這些奧秘的探索，歐日聯(lián)合研究的“比皮科倫坡”即將升空。