“明明是水星離太陽最近,為什么人類不先探索水星,而是直接跑去火星了呢?有網(wǎng)友感覺很困惑。這是怎么回事?
那是因為雖然水星離太陽最近,但是它離地球遠啊!水星到地球的平均距離約為9100萬公里,最近的時候約7700萬公里。雖然火星到地球的平均距離約為2.25億公里,但火星距離地球最近的時候卻只有大約5500萬公里。并且火星每26個月就會靠近地球一次。每當火星靠近地球時,這都是一次探測器飛往火星的絕佳窗口期。
有人會說“木星、土星、甚至是冥王星離地球更遠,探測器不也去了嗎?距離的遠近是問題嗎?”話雖如此,但去水星比去火星難得多!將探測器送到水星那里要面臨兩大挑戰(zhàn):引力和預(yù)算。當探測器飛向水星時,它會掉進太陽的引力陷阱中,越靠近太陽時速度就越快。當它抵達水星軌道時已經(jīng)被加速到了一個極高的速度,此時,你必須“猛踩剎車”,讓探測器減速才能被水星微弱的引力捕獲,進入環(huán)繞它的軌道。否則,它將與水星擦肩而過,或者直接撞向太陽。然而這樣做勢必需要攜帶巨量用來減速的燃料。可攜帶更多的燃料又遠遠超出了工程和預(yù)算承受的能力。
不過,探測器去火星就相對容易多了。由于火星位于地球軌道外側(cè),前往火星的探測器只需要在合適的時機“加一腳油門”,讓自己進入一條更寬的、能連接到火星航道的橢圓軌道上,就能順勢漂流過去。這個過程雖然復(fù)雜,但相對“省油”。
總說去水星困難,那不還是有探測器抵達水星了嗎?雖然說直接去水星很困難,但辦法還是有的。以信使號探測器為例,它于2004年8月3日發(fā)射升空。為了能順利抵達水星,NASA的任務(wù)團隊為其設(shè)計了一條復(fù)雜的飛行路線,途中它飛掠地球1次、飛掠金星2次,飛掠水星3次,經(jīng)過了6年7個月16天,總共飛行了79億公里才順利進入環(huán)繞水星軌道。
79億公里相當于冥王星到太陽的距離。信使號探測器之所以這么飛,是利用行星的引力彈弓效應(yīng)為其減速。每一次飛掠行星都會將探測器的部分速度和能量轉(zhuǎn)移到了行星上。這樣當它抵達水星時,只要短暫的啟動一下火箭發(fā)動機進行減速就被水星微弱的引力場俘獲了。
這么來看,去火星,主要費在“去”的路上;去水星,不僅“去”的路上費勁,到了地方“停下來”更費勁。 發(fā)射同樣重量的探測器,去水星所需的燃料可能是去火星的數(shù)倍,這對火箭技術(shù)和成本控制都是極限挑戰(zhàn)。再者,去水星需要6年7個多月,而火星卻只需要6到9個月就夠了。兩者相比較,是不是去火星更容易些呢?
不僅如此,水星上的環(huán)境比火星惡劣得多。當探測器抵達水星后,它將面臨非常極端的工作環(huán)境。水星上的環(huán)境非常的極端,白天,太陽直射時,表面溫度高達430攝氏度,足以讓鉛塊融化;夜晚,背對太陽時,溫度驟降至零下180攝氏度。水星就像一塊被放在烤爐和冰柜之間來回切換的石頭。我們的探測器儀器、材料和電池,需要在這種煉獄般的溫差循環(huán)中存活下來,技術(shù)難度堪稱地獄級別。
此外,水星離太陽近,就意味著探測器要承受比地球附近強6-7倍的太陽輻射。這些強烈的輻射就像持續(xù)的子彈風暴,會嚴重損害探測器的精密電子設(shè)備和太陽能電池板,大大縮短其壽命。
那么火星呢?相比之下,火星上的環(huán)境就比較“友好”。雖然火星平均溫度只有零下63度,非常寒冷,但其晝夜溫差遠小于水星。對于人類的探測器技術(shù)而言,這種環(huán)境雖然嚴酷,但完全在可應(yīng)對的范圍內(nèi)。并且,火星接收到的太陽輻射只有地球的一半左右,對探測器也友好得多。兩相對比,對探測器來說,水星是“煉獄”,火星是“荒野”。把精貴的科學(xué)儀器首先送到一個更容易存活的地方,顯然是更明智的選擇。
現(xiàn)階段,水星的科學(xué)價值不如火星?!盎鹦沁^去或現(xiàn)在存在生命嗎?”無數(shù)證據(jù)表明,火星曾經(jīng)是一個溫暖濕潤的星球,擁有廣闊的海洋、奔騰的河流。至今我們依然能看到干涸的河床、湖泊遺跡。它擁有稀薄的大氣、四季的變化,是太陽系中最像地球的行星。因此,探索火星講的是直擊人心的“生命故事”,無疑更具有吸引力。不僅僅如此,人類“行星殖民” 的夢想,目前也主要寄托在火星身上。然而水星呢?它的科學(xué)研究價值與火星完全不同。
水星是一個徹頭徹尾的“死寂”世界。沒有水,沒有大氣,極端的環(huán)境幾乎扼殺了任何生命存在的可能性。它吸引我們的地方在于,一個不大的星球,卻擁有一個占比巨大的鐵核。研究水星,能幫助我們理解太陽系早期類地行星是如何形成和演化的。因而,探索水星更像是在太陽系“考古”。
所以,我們優(yōu)先探索火星,是基于“成本-風險-收益” 的綜合考量,做出了先易后難、先主后次的戰(zhàn)略部署。也就是說,在現(xiàn)階段人類探索太空的任務(wù)中,去火星性價比更高一些。你覺得是這樣嗎?除此之外,還有哪些原因讓火星探測比水星探測更熱門呢?評論區(qū)一起聊一聊吧!
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