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水星探測船「信使號」的最終結局即將到來

Courtesy: NASA/APL

信使號探測水星的示意圖。 Courtesy: NASA/APL

就在幾天後──預計是在台灣時間的 2015 年 5 月 1 日凌晨 3 點 25 分,老牌的水星探測船「信使號」(MESSENGER) 即將迎接一生中最耀眼燦爛的殞落:以約 4 公里的秒速直接撞擊水星。

任職於美國約翰霍普金斯大學,應用物理實驗室 (APL, Applied Physics Laboratory,信使號的共同所屬組織) 的任務系統工程師 Daniel O’Shaughnessy 解釋,「因為信使號隨身攜帶的、用來推進及改變運行軌道的氦氣即將用光,接下來我們只剩一次的軌道調整機會。」最後一次藉由噴氣來改變軌道的時間是在 4 月 24 日,接下來信使號無可避免的會受到水星與太陽強大的重力影響,使得軌道離水星越來越近,導致無法避免的撞擊命運。

信使號的全名為「水星表面、太空環境、地球化學與廣泛探索」(MErcury Surface, Space ENvironment, GEochemistry and Ranging),是美國太空總署 NASA 近 40 年來唯一發射過的水星探測器。它在將近 11 年前 (2004年) 升空,經過漫長的歲月,迂迴於水星、金星、地球之間,終於在 7 年後的 2011 年進入水星軌道。這是個惡劣的環境,來自太陽、高能的電漿離子無情的撞擊信使號上的所有電子儀器,高溫的熱輻射更是讓信使號在面對太陽時,「體溫」可以高達攝氏數百度。不過信使號做足了萬全的準備,來面對這 40 年來唯一的一次機會,可以全面調查水星的各項奇怪特徵。

最靠近太陽的水星一直都是太陽系中最神秘的類地行星,太陽強大的重力、高能粒子與溫度,使得要送一艘太空船來這裡調查,要比送一艘太空船去好幾倍遠的木星還難。因此,睽違許久後再次拜訪水星的信使號,自然身兼多項任務,包括調查水星磁場與大氣,以及表面的地質作用與年代等等。從 2011 年到現在,信使號果然也沒讓我們失望,不只如此,它傳回來的觀測成果在許多方面更是大大超出了我們的預期!

筆者印象最深的發現是在 2012 年年底,NASA 根據信使號對水星極區的隕石坑陰影區的調查,率先宣布了水星真的有水存在!這發現顛覆了許多人對於水星的概念:一顆炎熱、乾燥的死寂星球,居然有水這種重要的化學物質,實在令人不敢置信。目前我們已經知道,在水星的陰暗極區,尤其是在隕石坑的背光面的土壤中,混合著許多水冰與揮發性物質。雖然總量不及火星和地球擁有(或曾經擁有)得多,但這仍然意味著水星上的確有地方,能夠滿足形成生命的簡單有機物質的環境條件。由於陰影區外,強烈的太陽輻射阻隔了每個陰影區之間的交互作用,因此每個陰影區都像是一個獨立的「有機物合成實驗室」,令人很期待後續針對這些未知內容物的調查!

紅色的部分是水星北極的水冰分布區,越亮代表越富集。 Courtesy: NASA/APL

紅色的部分是水星北極的水冰分布區,越亮代表越富集。
Courtesy: NASA/APL

信使號在這4年來,拍攝了超過25萬張的水星照片,取得了關於太空化學與磁場的精密資料。但再怎麼出色的任務,也會有終止謝幕的一天,隨著噴射氣體的用罄,信使號也即將準備好下台一鞠躬。撞擊會發生在水星背向地球的一面,意味著我們無法見到信使號的最後華麗身影,但或許留下的撞擊坑,足夠讓後世的探測船前來憑弔。後世的探測船?沒錯,現在我們完全沒有任何一艘太空船正在前往水星,下一個值得期待的,是預計在 2017 年由 ESA (歐洲太空總署) 和 JAXA (日本宇宙航空研究開發機構) 發射的 BepiColombo (貝皮可倫坡) 號太空船,預計抵達的時間是 2024 年,因此水星又可以享受 9 年無「人」打擾的清幽時光。

撞擊日(標準世界時4/30,台灣時間5/1)所看到的信使號。 Courtesy: NASA/APL

撞擊日 (標準世界時 4/30,台灣時間 5/1) 所看到的信使號。
Courtesy: NASA/APL

延伸連結:

信使號的前十大發現與創新 (英文)

信使號的最後任務 (英文)

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WhyJ

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同時滿足冒險的血液與科學研究的熱情,這就是地球科學與太空探索的魅力所在。期待在世界的某個角落中碰到你,那怕是層巒疊嶂的山稜上、波光瀲灩的水岸旁。那時,我將與你分享從沙丘中看見的歷史,與從冰川發掘的寶藏。夜晚,我們將遙望皎潔的明月,甚至更遠的木星與冰衛星,甚至更遠更遠──某顆系外行星上的生命,或許正拿望遠鏡看著我們討論人類最終的歸宿。