科学探索|BepiColombo航天器正在为第二次水星飞越做准备 BepiColombo航天器正在为第二次水

ESA/JAXA的BepiColombo任务正在为2022年6月23日第二次近距离飞越水星做准备。ESA的航天器运行团队正在指导BepiColombo在2025年进入水星周围的轨道之前对水星进行六次重力助推。

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跟去年的首次相遇一样，本周的飞越也将使该航天器进入距离该行星表面约200公里的高度。预计将在时间时间9点44分展开。

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这次飞越的主要目的是利用行星的引力来微调BepiColombo的轨道。BepiColombo于2018年10月从欧洲的库鲁航天港搭乘Ariane 5进入太空。现在，它正在利用九次行星飞越：一次在地球、两次在金星、六次在水星，另外再加上航天器的太阳能电力推进系统，将引导进入水星轨道从而对抗来自太阳的巨大引力。
尽管BepiColombo在这些短暂的飞越中处于“堆叠”巡航配置中，这意味着许多仪器还不能完全操作但它仍可以抓住水星科学中的一个令人难以置信的味道，进而促进我们对太阳系最内侧行星的理解和认识。BepiColombo的三台监测相机将拍摄一连串的快照以显示行星的表面，而一些磁力、等离子体和粒子监测仪器将在靠近行星的几个小时内从近处和远处对环境进行采样。

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ESA BepiColombo项目科学家Johannes Benkhoff表示：“即使在转瞬即逝的飞越过程中，这些科学‘抓取’也是极其宝贵的。我们可以让我们的世界级科学实验室飞过水星环境中不同的、未曾探索过的部分，而一旦进入轨道，我们就无法进入这些部分，同时还可以在准备工作上取得先机以确保我们将尽可能迅速和顺利地过渡到主要的科学任务。”
BepiColombo任务的一个独特方面是其双航天器性质。ESA负责领导的水星行星轨道器和JAXA领导的水星磁层轨道器Mio将在2025年由第三个模块即ESA的水星转移模块(Mercury Transfer Module)送入围绕该行星的互补轨道。届时，它们将一起合作研究这个神秘的内行星的所有方面--从它的核心到表面过程、磁场和外大气层--从而可以更好地了解靠近其母星的行星的起源和演变。双重观测是了解太阳风驱动的磁层过程的关键，BepiColombo将通过同时在两个不同的地点对行星的磁场和太阳风跟行星的相互作用进行观测以此来获得新的突破。

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在弹射的过程中
引力飞越需要极其精确的深空导航工作，这样才能确保航天器以正确的距离、正确的角度和正确的速度通过将改变其轨道的巨大天体。所有这些都是提前数年计算出来的，但在当天必须尽可能地接近完美。
进入围绕水星的轨道则是一项具有挑战性的任务。首先，BepiColombo必须摆脱它从地球上发射时“出生”的轨道能量，这意味着它首先要在一个跟我们的母星相似的轨道上飞行--并将其轨道缩小到跟水星更相似的大小。因此，BepiColombo第一次飞越地球和金星是用来“倾倒”能量并落到太阳系中心附近的，而一系列的水星飞越则是用来损失更多的轨道能量，但现在的目的是被这颗焦黑的行星捕获。

在这六次这样的飞越中的第二次，BepiColombo需要在距离水星表面仅200公里的地方经过水星，相对速度为7.5公里/秒。在这种情况下，BepiColombo相对于太阳的速度将减慢1.3公里/秒，进而使其更接近水星的轨道。