水星是最难抵达的行星?为什么去水星比去冥王星更难?
发布时间:2025-11-28 22:04 浏览量:4
为什么说去水星比去冥王星还难?要知道此时的冥王星远在53.7亿公里之外,比水星远了整整50倍。其实看起来离地球只有一步之遥的水星才是所有航天器设计师的终极噩梦,是太阳系中最难抵达的行星。这到底是怎么一回事?
首先得明白一点,距离远不等于难度大。冥王星确实远,远到阳光跑到那里都需要5个多小时。2006年发射的新视野号以创记录的速度狂奔了9年半才飞到冥王星那里。这听起来很难对吧?但从轨道力学的角度看,去冥王星其实搭上了顺风车,并不是很难。
地球本身就以每秒29.7公里的高速绕着太阳狂奔,要去外太阳系航天器只需要适当加速就能借助太阳的引力甩出去。更妙的是中间还可以在木星这样的大块头那里进行一次引力弹射,就像踩着行星的引力场玩一次跳板,不费一滴燃料就能获得巨额加速。
新视野号探测器就是这样先被地球推出去,再被木星弹射了出去,最终以超过16公里每秒的相对速度飞向冥王星。因此新视野号去冥王星像是坐上了一个下坡的滑梯,虽然路长,但总体是顺势而为。
摆在它面前的主要挑战是怎么在十几年的任务期内保证设备不坏,怎么用核电池在远离阳光的地方供电,怎么忍受长达数小时的通信延迟。然而这样的挑战难度和去水星比起来就差太远了。
探测器去水星可不是直接飞过去那么简单,而是要跟太阳来一场拔河比赛。水星是离太阳最近的行星,处于太阳的强大引力场中,如果探测器直接飞往水星就会落入太阳的引力陷阱,越是靠近太阳速度就会越快。当探测器抵达水星时如果不及时刹车减速,它就会和水星擦肩而过冲向太阳。
因此去水星就好比开着车从山顶往火山口里跳,还得精准的踩住刹车不能掉进去。如何进行减速摆在航天设计师面前有两种选择:
·一是让探测器携带大量的燃料在抵达水星附近时进行减速。然而这样做是非常烧钱的,远远超出了工程预算的承受能力。
·二是采用迂回战术,利用行星的引力弹弓效应进行减速。这样做的好处是可以让航天器不用携带太多的燃料,节约了开支。但坏处是探测器得飞上很长的一段距离,耗费好几年的时间才能抵达水星。
信使号探测器就采用了第二种方案,利用行星的引力弹弓效应进行刹车减速,它的旅程堪称史诗级迂回。2005年在发射一年后,它又飞回地球,借助地球引力减速一次,然后两次飞掠金星,借助金星的引力再减速两次,最后三次飞掠水星本身继续减速。
新视野号每次飞掠行星都会将自己的部分速度和能量转移到行星上,这样他花了6年7个月,16天绕行太阳15圈,总共飞行了79亿公里后,他才终于把速度降到足够慢。在2011年成功进入水星环绕轨道,79亿公里是一段比到冥王星还要远的距离。
由此可见,去水星根本不是直接飞过去那么简单,而是一场不断减速与太阳引力的残酷拔河。你的对手是整个太阳系最强大的力量,然而在路上利用迂回策略行星进行减速只是飞往水星的第一道难关,后面还有更加艰难的关卡。
水星是太阳系中最小的行星,引力非常微弱,而且又离太阳这么近。探测器抵达水星后想被它的引力捕获成为它的卫星,就必须在关键时刻再次点火刹车。如果刹车力度不够,探测器就会与水星擦肩而过,前功尽弃。如果刹车过头就可能直接撞毁在水星表面。
当探测器成功进入环绕水星轨道后,还要面对冰火两重天的严酷环境。水星面向太阳的一面温度高达430摄氏度,足以让铅融化。背向太阳的一面温度骤降至零下180摄氏度。探测器每绕水星一圈就要经历一次烧烤和深冻的循环,再加上它离太阳近,承受着比地球附近强7到11倍的太阳辐射。
探测器必须有一身绝世武功,包括强大的热防护罩,特殊的散热系统,才能在这种极端环境下正常工作。这么看来,去水星可比去冥王星难太多了。所以在宇宙中距离的远近从来不是衡量难度的唯一标准,你觉得呢?