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2004年,探测水星的信使号从卡纳维拉尔角出发了。我们把这颗探测器翻译为信使号,其实这是个英文缩写,展开了是“水星表面、太空环境、地球化学及全向遥测”。其实这也是一语双关,水星墨丘利这个名字实际上也是来自于古罗马神话。这个墨丘利就因为跑得快,所以他在神话里边就是个送快递的,也就是“信使”。巧了,水星是咱们太阳系里边跑得最快的一个。所以就用墨丘利的名字给他命名了。 这颗探测器不大,重量只有1.1吨。燃料重量占了它的60%,科学仪器加起来也只有50公斤。这个探测器还专门配备了隔热罩,因为水星距离太阳太近了,整个天体转的又特别慢,面对太阳的那一边已经被晒到爆热的程度,温度起码有400多度。探测器要靠近这么大的火炉子,不做好防热措施,那是肯定顶不住的。 那信使号上到底带了多少仪器呢?高分辨率的立体相机,你总得带一台吧。不然你用啥拍照呢?另外,你得画一张三维地图啊,水星表面的高低起伏你得探测出来吧,所以还得带一台激光高度表。 另外,伽马射线中子质谱仪,你得带一台吧。这个东西就是专门用来分析水星表面的物质成分的。另外,伽马射线波段的你带了,那x射线波段的,你是不是也要带一台啊?所以还得带一台x射线光谱仪,这玩意儿也是用来分析物质成分的。 对了,科学家们还关心水星到底有没有磁场,磁力计你也得带一台吧。同时还得带一台水星大气表面成分探测仪。啊?水星表面还有大气?虽然水星几乎就没有任何大气层存在,但是万一太阳把水星上的石头晒冒了烟儿呢?多多少少能飘出一点物质成分吧,这点成分也是需要探测一番的……
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现在回到最根本的问题:火星本身已经够有意思了,为什么还要费劲去探测它身边的小卫星?主要是因为从火星上直接采样返回,难度实在太大了。像咱们天问3号那样,从火星表面打个洞,然后把样品带回来,日本人实在是做不到,他们没有长征5号这样的大火箭。他们只能退而求其次,从火星的卫星上取样返回,难度要小太多太多。 另外呢,这两颗卫星太奇怪了,奇怪到科学家为它们的来历吵了几十年。我们想要搞清楚火星的历史,那就先从卫星开刀。这也是一个相对低成本的选择。 火卫一和火卫二都很小,形状极不规则,像两颗被啃过的土豆。火卫一大约是27公里长、22公里宽、18公里高,火卫二更小,大约15公里长、12公里宽、11公里高。它们表面很暗,反照率只有7%左右,比煤炭还黑。更让人疑惑的是密度:火卫一密度约1.9克每立方厘米,火卫二更低,只有1.5克每立方厘米。普通岩石的密度一般在3左右,说明它们要么内部非常疏松,像一堆碎石被引力勉强聚在一起;要么含有大量水冰或碳质物质。
嫦娥7号这台探测器不仅仅是一个探测器,而是一个标准的4件套。首先是轨道器,这个东西就是在月球轨道上转悠。它的主要活儿是两件事:第一,对月球南极地区做高精度遥感探测,拍地形、拍光照分布,给下面的着陆器"画地图",告诉它"你往那个方向飞,落地坐标是这儿";第二,它是通信中继。你想啊,月球南极那个位置,从地球直接看,视线条件极差——每个月能直接通信的时间很有限,俯仰角低,还老被地形挡住。所以月面上的着陆器、巡视器、飞跃器,跟地球说话,都得通过轨道器转发。相当于你在月球南极架了个"基站"。当然,鹊桥2号中继通信卫星也可以提供通信支持。 所以啊,轨道器上装的是最基本的仪器仪表,说白了就是画地图用的立体相机和雷达,以及探测物质分布的一大堆谱仪,比如看红外线的,看中子谱的。还有一些探测空间环境的仪器。 接下来就是着陆器了,这个着陆器也是一大包的东西,它要实现在月球的南极高精度定点软着陆,注意是"定点",不是"落地就算",是精确落到预定的那个点上。着陆之后它本身也是一个固定观测平台,在原地做长期的原位勘查,相当于一个"不动的观察哨"。 所以,着陆器上的仪器主要是立体相机、月震仪、环境探测器系统、月球望远镜和尘埃电场探测器。月震仪是咱们中国第一次研制,尘埃电场探测器是俄罗斯制造的,算是国际合作。当然,还少不了意大利人做的角反器。意大利人特别擅长研发角反器,很多角反器都是他们做的……