科學現場

別了，去往水星的孤獨「信使」

本報記者 陳墨 《 中國青年報 》（ 2015年04月29日   11 版）

    滿臉坑窪的水星還不知道，一位來自友星的「信使」即將「撲面而來」。

    這個通體白色、張著翅膀的小傢伙，將以堪比導彈的速度下墜，一頭撞上水星熾熱的地表，用辦公桌大小的身體磕出個足以容納一輛貨車的「墓穴」，在它為之繞轉終生的地方就此長眠。

    水星臉上多出的「傷疤」，會為一項持續多年的項目畫上句號——美國國家航空航天局將宣布，2004年8月3日發射的「信使」號水星探測器任務結束。

    北京時間5月1日4時25分，世界上首顆進入水星軌道運行的水星探測器信使號，將耗盡全部燃料，在重力作用下撞擊水星。

    此前，信使號花了6年半時間進入水星軌道，而後一刻不停地繞著水星轉了4000多圈。它拍下超過25萬張照片，傳回的「旅行見聞」大於10TB（數據儲存單位，1TB=1024GB）,還繪製了幾乎整個水星的彩色地圖。最遠距離達2.08億公里外的地球科學家們得以探索水星的秘密。

    「它這4年間告訴我們的，比過去幾個世紀知道的加在一起都要多。」信使號項目合作研究者、科羅拉多大學教授丹尼爾·貝克說。

    美國國家航空航天局副局長約翰·格倫斯菲爾德則對媒體表示，儘管信使號的旅行即將結束，對它傳遞迴來的數據的研究才剛剛開始，而「那將是一段更長的水星揭秘之旅」。

    信使號早將生死置之度外，這次它可以真正貼近水星表面作業

    在最後的日子裡，信使號傳回了有史以來最棒的水星照片：紅色大地上，零星散落著藍色的圓坑。紅色溫度高於126攝氏度，足以令水汽化；藍色低於零下223攝氏度，空氣也會被凍成液體。

    科學家按地表溫度對照片進行著色後，一片冰火兩重天的大陸直觀地顯現在地球人眼前。這是近距離拍攝的水星北極，信使號現任項目經理海倫·維特斯讚歎道：「我們的視野到達了水星上從未被太陽照耀過的地方。」

    信使號成了「如果你的照片拍得不夠好，那是因為你離得不夠近」最貼切的註腳。除了接受近距離考察極地永久陰影區域 「高危」任務外，它還在距離地表僅7~15千米的高度上，拍攝了隕石坑底部被太空氣流沖刷而成的小孔洞、成群出現的小型陡崖、收縮年代形成的裂隙。  

    「這次它可以真正貼近水星表面作業了。」信使號項目系統工程師丹尼爾·奧肖莫西十分坦率地說。

    如他所言，信使號早將生死置之度外。其實早在今年3月，最後一滴推進劑就已用盡。不放棄任何「搶救」希望的科學家，決定進行一次前所未有的嘗試：釋放原本為燃料箱增壓的氦氣，充當燃料點燃發動機。3月18日，第一次憑藉氦氣助推的軌道調整成功實施。憑藉夠用5次的氦氣，信使號的壽命得以延長一個月。

    「續命」第二天，這位「迴光返照」的「旅客」在推特上寫道：「我不會溫和地走進那個良夜！！」

    從誕生那一刻起，信使號就義無返顧地踏上了這趟有去無回的旅程。而今，它遠在地球的「父母」也無力延緩它的死亡。

    「太陽在推它。」密歇根大學教授托馬斯·祖爾布肯說，「這就是物理，它必須墜毀。」4月24日被最後一點氦氣推向空中之後，信使號開始向著水星熾熱的表面呈螺旋狀緩慢下降，而後逐漸加速。

    最近的一條推文中，信使號難掩失落。「我猜，結局終於到了：10年之後，成為水星上的另一個坑，這就是飛行器生命的結束。」

    不出意外的話，它將於美國東部時間4月30日墜落在水星表面，留下一個直徑16米的撞坑。如果足夠幸運，它的安眠之所將成為寶貴的研究素材，通過觀察這個新坑，研究者將得以探索空間天氣變化的過程。

    只是在這顆滿是坑窪的星球上，信使號最初也是最後的足跡，猶如墜入大海的一滴水，著實難以找到了。

    引無數哲學家競折腰的終極問題「我們是誰、我們從哪來」，也許將在水星上找到答案 

    半個月前，這位即將到站的太空旅行者在推特上感慨：「難以相信我已經在水星軌道里待了4年！」這絕非矯情。按照水星的自轉和繞日公轉周期計算，水星上的一天相當於地球上的59天，而一年僅相當於地球上的88天。

    初到之時，興奮的信使號到處遊覽。在最初不足兩個星期的測試階段，拍回的照片就比以往水星衛星圖像之和還多。由於良好的工作狀態和多年存下的燃料儲備，它的旅行時間也兩度延長，從最初的12個月調整到再也無法延長的4年。

    透過它的「眼」，地球人得以一窺水星的奧妙，該項目首席科學家西恩·所羅門將其總結為10個重大發現，如水星表面有火山活動、周圍有稀薄大氣、內部有逐漸冷卻的鐵核、身軀正在逐漸縮小，等等。

    最轟動的發現是在2012年，信使號在水星極地地區發現了厚厚的冰水物質層。美國航空航天局官方網站上資料顯示，如果把這些冰鋪在華盛頓，厚度將達3200米。

    科學家推測，這些冰很可能來自數百萬年前撞擊水星的彗星和小行星。由於水星自轉軸幾乎與公轉軌道面垂直，兩極地區的環形山下存在著陽光永遠照射不到的永久陰影區。因而，儘管水星大部分區域的熱度足以令鉛融化，來自星星的冰卻得以在極寒之地永久保存。

    「水星比我們開始任務之前想像的還要有趣。」所羅門認為，研究水星上水冰和冰凍有機物的來源，甚至可能解釋地球上的生命起源。

    在信使號之前，僅有「水手10號」 水星探測器曾在41年前與水星擦身而過。根據它傳回的資料，科學家們推斷，水星這顆「化石行星」上可能保存著有關「太陽系歷史的有趣記錄」。

    而今的發現意味著，引無數哲學家競折腰的終極問題「我們是誰、我們從哪來」，也許能在水星上找到答案。

    一種推測是，地球上生命的起源很可能就是相似情況下其他星體帶來的「移民」。

    信使號本身卻不如它的發現有名氣。推特在地球亮相一年後，不甘寂寞的信使號也註冊了自己的賬號，它只擁有6萬名關注者，遠不及一些演藝明星微博粉絲的千分之一。它的發言轉發量常不足兩位數，評論更是寥寥無幾。

    在1200多條推文中，信使號殷勤地與家鄉人民分享自己的旅行見聞。上傳的水星照片卻彷彿有地球的影子：米老鼠形的隕石坑、形狀像花的石頭平面……

    它曾在推特上流露一絲失落：「上星期的《危險邊緣》（益智問答節目）里有道題關於我，可是答題的孩子們都不知道我是在繞著水星轉。」 它也曾獨自從水星看月食。透過它的「眼睛」看到地球小小的、亮亮的，像極了另一個月亮。

    這是歷史上第一次，我們將一座「天文台」設置在了太陽系最內側

    最近，很多人第一次聽說了這位名叫「信使號」的太空旅行者，卻是因為它即將以撞向水星的方式，與世界作別。在此之前，它僅是有關水星奧秘報道中「圖片來源於信使號」的一行小字。美國科技博客GeekWire作者莫利·布朗4月22日寫道：「小信使，再見。感覺我們與你尚未相識。」

    確實，在信使號的生命進入倒計時之前，並沒有多少人知道，自從11年前載著7套科學儀器、600公斤燃料升空，它已經向著水星走了「半輩子」，又圍著水星轉了「半輩子」。

    在項目首席科學家西恩·所羅門看來，與太陽距離最近的水星堪稱「太陽系中環境最糟的鄰居」。這裡的太陽光照比地球上足足強了11倍，「皮膚」白皙的信使號臨行前做了充分的防晒準備。

    它靈巧地調整著背上的「洋傘」，使之始終沖著太陽。這是約翰霍普金斯大學應用物理實驗室的科學家們專為它打造的高反射性耐熱遮陽罩，即便「傘面」溫度超過300攝氏度，陰影中的探測器主體依然可以保持在20攝氏度的室溫水平。

    儘管如此，在太陽輻射壓力下，信使號的飛行速度每秒還是會產生一兩厘米的細微變化。

    這條路上沒有「加油站」，信使號精打細算地用著帶來的燃料。為了節省「乾糧」，它選擇了一條迂迴前進的路線。在進入水星軌道之前，信使號3次過水星而不入、兩次飛掠金星，還與「母星」地球最後一次擦肩。

    「藉助行星引力，可以在不用燃料的情況下重置自己的旋轉軌跡。」參與項目的科學家戴夫·布萊維特在美國國家航空航天局官方網站上解釋道。6次向行星借力、繞太陽轉了15圈之後，謹慎的信使號終於以最經濟實惠的方式向水星軌道靠攏。

    2011年3月，在地面測控中心的管理下，信使號主發動機點火、減速，成功地被水星引力捕獲，飛行了80億公里之後，它成了有史以來第一顆進入水星軌道的探測器。

    科學家們將成功進入水星軌道視為「發射升空以來最大的里程碑」。所羅門興奮不已：「這是歷史上第一次，我們將一座「天文台」設置在了太陽系最內側。」

    不久前，在宣布信使號最終命運的新聞發布會上，所羅門教授鄭重其事地說：「信使號的使命很快就要結束了，但只要我們探索行星和太陽系，它留下的科學知識遺產和技術創新就會伴我們左右。」 

    儘管關於信使號傳回數據的研究還將持續數年，自2006年起即負責監測信使號的助理研究員吉姆·瑞尼斯還是抑制不住悲傷，「過去差不多10年里，我每天都要看它過得好不好，以後再也不用這麼做了，這感覺有些怪。」

    信使號在推特上向科學家們致謝，「這真是一次精彩又激動人心的旅行！」但它沒有機會當面與家鄉說再見了。

    科學家們推測，信使號最終墜落地點在水星背向地球的一面，任務控制室中的科學家們無法看到撞擊的過程，只能聽著它的信號逐漸減弱直至消失。當無法與信使號取得聯繫、地球上的跟蹤天線也找不到它的時候，就意味著信使號水星探測項目結束了。

    這位來自地球的信使在推特上鄭重承諾：「我將與地球保持聯繫，直到撞擊前10～15分鐘。」事實卻是，它很可能在失聯之前就已經與水星相撞了，因為電波信號從水星走到地球，還需要11分鐘。