太阳系最难访问的行星！为什么水星比木星还难到达？

有一颗离我们非常近，但是却非常难抵达的行星，如果我不说，你应该想不到它是谁。

我告诉你它是水星。水星虽然离地球只有7700万公里，比火星还近，但去那里比去木星还难。

你知道人类第一次花了多长时间才进入水星轨道的吗？

整整30年！

从一九七四年第一次飞掠水星，到二零一一年才有探测器真正环绕水星，中间基本上隔了一代人。

而且更绝的是，探测器花了6年半时间，飞了79亿公里，绕太阳转了15圈，才终于到达水星。

就像你去楼下便利店买瓶水，结果绕着整个小区跑了15圈才到。

大家好，我是晨枫。

今天让我带你们去看看，为什么水星明明离得近，却是太阳系最难访问的行星。

第一部分：水星到底有多近

你肯定以为，太阳系的行星里，离地球最近的应该是火星对吧？

错了！

在它们离地球最近的时候，金星只有大约4千万公里，是所有行星中最近的。火星最近时大约5500万公里，排第二。而水星最近时大约7700万公里，排第三。

但火星每26个月才接近地球一次，而且只持续几周。大部分时候，火星都在更远的地方。

相比之下，水星虽然最近距离不如火星，但它的轨道更靠内侧，从某种意义上说，它确实是"离太阳最近、因此最难访问"的行星。

按道理说，水星这么近，应该很容易去对吧？

可现实是，从一九六二年人类开始探索太阳系以来，金星被探访了几十次，火星被探访了几十次，连木星土星都去了好几次。

但水星呢？

一九七四年，美国发射的水手一零号探测器飞掠了水星三次，拍了点照片就走了。

然后呢？

然后就是整整30年的空白。

三十年啊，兄弟们！

在这30年里，人类发射了无数探测器去研究火星、木星、土星，甚至去研究彗星和小行星。

但没有一艘探测器去水星。

不是科学家不想去，而是去不了。

因为水星，是太阳系最难访问的行星。

第二部分：为什么去水星这么难？两个字，温度和速度

咱们先说温度。

水星是离太阳最近的行星，距离太阳只有5800万公里，是地球到太阳距离的三分之一。

所以在水星表面，太阳光的强度是地球上的11倍。

想象一下，你站在夏天的海滩上，阳光晒得你睁不开眼。

现在把这个强度乘以11倍。

水星白天向阳面的温度能达到430摄氏度，足以融化铅和锡。

而到了夜晚，温度又会骤降到零下180摄氏度以下，是太阳系中昼夜温差最大的行星。

任何探测器的电子元件，在这种极端温度下都会直接报废。

所以去水星的探测器，必须配备超强的隔热罩，把仪器保护起来。

但温度还不是最大的问题。

最要命的，是速度。

你想啊，太阳的质量占了整个太阳系的99.86%，它的引力简直就是宇宙级别的吸铁石。

任何靠近太阳的东西，都会被它越拉越快。

探测器从地球出发，朝着水星飞过去，受太阳引力影响，速度会越来越快。

如果走最简单的路线，理论上几个月就能飞到水星附近。

听着不错是吧？

可问题来了，等你到了水星附近，你的速度已经快到根本停不下来了！

水星绕太阳公转的速度是每秒47.9公里，是太阳系所有行星里最快的。

而探测器从地球出发，到达水星附近时，速度可能已经达到每秒60公里甚至更快。

这时候你想要被水星引力捕获，必须把速度降到跟水星差不多。

也就是说，你得减速至少每秒10到15公里。

这需要多少燃料？

巨量！

而探测器本来就很小，根本装不了那么多燃料。

你装得越多，探测器就越重，发射成本就越高，而且重了以后更难减速，形成恶性循环。

事实上，从轨道力学的角度来看，进入环水星轨道所需的能量比飞出太阳系还要高！

是不是觉得很离谱？

当年旅行者一号飞出太阳系的时候，只需要从地球获得一次足够的初速度，然后就能一直滑行下去。

但想要进入水星轨道，你得先加速飞向太阳，然后再疯狂减速，才能被水星捕获。

这就是为什么水星是太阳系内最耗能、最难进入稳定轨道的行星。

所以科学家们陷入了一个死循环：

想去水星，就得减速。

想减速，就得带燃料。

带燃料，探测器就变重。

变重，就更难减速。

就这么死循环了30年，谁都没办法。

直到一九八五年，一个叫刘燕贞的科学家，想出了一个绝妙的办法。

第三部分：一条疯狂的路线

刘燕贞是个来自台湾的华裔女科学家，在NASA工作。

她的专长是轨道力学，说白了就是算探测器怎么飞最省燃料。

她提出了一个当时听起来很疯狂的想法：

与其直接飞到水星，不如绕着太阳系转一大圈，利用行星的引力来减速。

这就是引力弹弓技术。

引力弹弓的原理其实不复杂。

想象一下，你在一辆行驶的火车上扔网球。

如果你朝着火车前进的方向扔，球会被火车的运动带着加速。

但如果你从后面追上火车，然后把球扔进车厢，球相对于火车的速度就会减慢。

探测器和行星之间，也是这个道理。

你从行星后面追上去，借助行星的引力转个弯，探测器相对于行星的速度就会减慢。

虽然探测器相对于太阳的速度变快了，但相对于目标行星的速度却减慢了。

这就是引力弹弓减速的秘密。

根据刘燕贞的设计，探测器要经过一条极其复杂的路线：

先飞回地球附近，借助地球引力加速一次。

然后飞向金星，借助金星引力减速两次。

接着飞向水星，借助水星引力减速三次。

总共6次引力助推，15圈环绕太阳的轨道，历时6年半，飞行79亿公里。

听着就累是吧？

但这是当时唯一可行的办法。

第四部分：信使号的史诗之旅

二零零四年8月3日，信使号探测器发射升空。

信使号是个小家伙，宽只有1.3米，高1.85米，总重约1.1吨。

但其中超过一半——足足600多公斤都是燃料！

燃料占了总重量的54%以上，超过一半！

就这样，信使号还得精打细算，每一克燃料都不能浪费。

二零零五年8月，信使号第一次飞掠地球，在距离蒙古上空2347公里的地方借助地球引力加速。

二零零六年10月，第一次飞掠金星，距离金星表面2992公里。

二零零七年6月，第二次飞掠金星，这次更近了，只有338公里。

二零零八年1月，第一次飞掠水星，距离水星表面200公里。

二零零八年10月，第二次飞掠水星。

二零零九年9月，第三次飞掠水星。

每一次飞掠，都像走钢丝一样精确。

差一点，就会错过目标，前功尽弃。

差太多，就会撞上行星，直接报废。

科学家们把每一次飞掠的时间、角度、高度，都计算到了秒和米。

就像在太阳系大小的台球桌上打台球，每一杆都必须完美无缺。

而且这个台球桌上的球还在动，你得提前预判它们6年后会出现在哪里。

这是人类航天史上最复杂的轨道设计之一。

终于，在二零一一年3月18日，信使号成功被水星引力捕获，进入环水星轨道。

从发射到入轨，整整6年半，79亿公里。

人类终于有了第一颗环绕水星的人造卫星。

第五部分：信使号看到了什么

信使号进入轨道后，并不是绕着水星画圆圈。

它的轨道很特殊，近拱点只有200公里，远拱点却有1万5千公里。

为啥？

因为水星表面就像一面巨大的镜子，把太阳光反射到太空中。

在水星上，阳光强度是地球的11倍，被水星表面反射的热量更是惊人。

如果探测器一直停在水星附近，即使有隔热罩，也会被烤坏。

所以信使号每12小时绕水星一圈，靠近的时候拍照测量，远离的时候冷却降温。

在接下来的4年里，信使号拍摄了超过27万张水星照片，绘制了水星100%的表面地图。

它发现了什么？

首先，水星表面有一种奇特的地形，叫做浅坑。

这些浅坑周围散布着高反光的白色物质，像是火山喷发后留下的。

这说明水星可能仍然有地质活动，这在其他岩石行星上都很罕见。

其次，水星有磁场。

虽然强度只有地球的1%，但这很奇怪。

因为水星这么小，按理说内核早就冷却了，不应该还有磁场。

但信使号的数据证实，水星有一个巨大的、至少部分是液态的铁核！

这个铁核的半径约占水星半径的85%，是太阳系所有岩石行星中比例最大的。

正是这个液态核的对流运转，产生了虽然微弱但确实存在的全球性磁场。

最重要的发现，是水星两极的冰。

是的，你没听错，冰！

在这颗白天温度430度、夜晚温度零下180度的行星上，竟然有冰。

水星两极有一些永久阴影区，那里的温度常年保持在零下180度以下，阳光永远照不到。

信使号的雷达探测显示，这些阴影区里很可能有厚达几十米的水冰。

科学家认为，这些冰很可能来自远古时期彗星的撞击。

水星几乎没有大气，被撞出的水分子飘到寒冷的极地，就像被冷冻保存了一样，几十亿年都没有融化。

第六部分：使命的终结

二零一五年4月30日，信使号的燃料耗尽了。

科学家们决定让它以撞击水星的方式结束使命。

美国东部时间下午3点26分，信使号以每秒3.9公里的速度撞向水星北极附近。

它在水星表面留下了一个直径约15米的撞击坑，大约相当于一个篮球场大小。

从发射到撞击，信使号工作了10年零9个月。

它完成了人类历史上第一次环绕水星的探测任务，为我们揭开了这颗神秘行星的面纱。

好了，水星探测的故事咱们就讲到这儿了。

6年半才能到达水星，这算远吗？

看你怎么看了。对于太空任务来说，这已经很长了。对于宇宙来说，这只是一瞬间。

对于人类来说，这是一次用智慧战胜困难的胜利。

目前，欧洲航天局和日本宇宙航空研究开发机构联合发射了贝皮科伦坡探测器，预计在二零二五年进入水星轨道。

这次任务会带来更多关于水星的秘密，特别是那些两极的冰，到底藏着什么故事。

与其羡慕那些遥远的星球，不如想想，咱们脚下的地球，其实也是宇宙中的奇迹。

就像生活中的咱们，总觉得远方更美好，却忘了好好珍惜身边的人和事。

也许咱们不需要飞到几千万公里外去寻找答案，因为真正的探索，是永不停止的好奇心。

好了，我又吧啦吧啦的说了半天，估计大家又都睡着了。提前祝大家好梦。还没睡的朋友们给晨枫点个赞再睡吧。

我是永远的晨枫，一个用科普视频哄大家睡觉的宠粉小博主。我爱你们。咱们下期见，拜拜~~~~