信使号探测器前往水星探访时，发现水星北极存在几十亿吨水冰

这是太阳系运行速度最快的星球，也是太阳系中最难探访的行星，每秒飞行速度高达48公里，绕太阳公转一周只需88天。它的直径约4880公里，表面分布着大大小小的撞击坑，其中最大的撞击坑直径超过1500公里。这颗高速狂奔的星球就是水星。今天 我们以探测器的视角前往水星，去看看这颗距离太阳最近的行星上隐藏着多少奥秘。

我们的太阳系有八大行星，其中最小的行星就是水星。水星与太阳的平均距离只有5790万公里。昼夜温差非常大，白天地表温度高达427摄氏度，夜晚温度则会降至零下170摄氏度。水星因为温度高速度快，成为了太阳系中探测次数最少的行星。

1973年11月3日，人类成功发射了首个装备有高清相机的双行星探测器，它的主要任务就是探测金星和水星，也是第一台利用行星引力弹弓效应改变飞行路径的深空探测器。

1974年3月29日，水手10号探测器在离水星表面700公里处首次飞过，并拍下了第一张水星图像，之后它开始环绕太阳进行公转。同年9月21日，水手10号第二次飞越水星，它发现水星其实拥有稀薄的大气层，其主要成分包括氢、氦、氧、钠等元素。并发现水星拥有磁场与巨大的铁质核心，探测结果显示水星的磁场强度约是地球磁场的1%左右。

1975年3月6日，水手10号第三次从水星上空300公里处飞过。这一次水手10号利用7天时间对水星拍摄了大量照片和探测数据，在它3次探访水星时，一共向地球传回来了2500张珍贵的水星照片。由于水手10号3次都是从水星同一地区上空飞过，因此科学家们还没有看到水星的全部样貌，只探测到了45%的面积，对水星的温度、撞击坑、表层地理和内部构造等特征知之甚少。

为了更好的探测水星，科学家们准备研发一台名为信使号的水星探测器，这次探测任务的核心就是要让探测器进入到环绕水星的轨道，并且每12个小时要绕水星一圈，设计使用寿命为1年，这是太阳系行星探测史上最为艰巨的一次任务。

要知道水星是靠太阳最近的行星，它的运行速度高达每秒48公里。而太阳的质量是水星的600万倍，这使得探测器在靠近水星时会被太阳强大的引力所吸引，因此需要大量的燃料进行减速，不然探测器将坠入到太阳表面。可探测器携带的燃料十分有限，加上水星表面温度极高，探测器围绕水星公转时就会对它的电子设备构成巨大的挑战，这些问题难倒了NASA的科学家。

直到1985年，华裔科学家陈婉妍研究出了一条非常独特的飞行路径，只要巧妙的利用地球、金星和水星的引力调整探测器的飞行轨道。就可以让探测器减速并足以进入水星轨道，只是这会让信使号的飞行轨迹变得十分复杂。因为 探测器将绕太阳飞行十五圈，期间有一次经过地球 两次经过金星 三次飞掠水星，这样就可以利用行星的引力场进行减速。

由于近距离探测水星时，前方温度可达370摄氏度，为了让探测器在环绕水星轨道运行时能经受住高温和强太阳辐射的考验，科学家们在探测器上安装了一把长2.4米宽1.8米的遮阳罩，同时还配备了两块太阳能板为它提供电力。

在经过了40年的等待后，信使号水星探测器于2004年8月3日成功发射，它的主要任务是研究水星表面的化学成分、地理环境、磁场和温度，并确定水星内核的大小和状态‌。因此 信使号探测器上携带着摄像机、磁力计、高能粒子分光仪、大气和表面成分分光仪等7种先进的科学仪器。

在环绕水星的轨道之前，它将要在太空飞行六年七个月的时间。 在整个航程中，信使号成功利用了太阳、金星和水星的引力来减速，在飞行了七十九亿公里后，探测器于2011年3月18日成功进入到了水星轨道。成为人类史上第一个环绕水星运行的探测器。

信使号在进入水星轨道后，拍摄了第一张水星南半球的照片（见下图），在接下来的6个小时内信使号向地球传回来363张照片。

它的飞行轨道被设定为一个大离心率的椭圆，轨道高度在二百公里到一千公里之间变化。每十二小时就能围绕水星公转一圈。观测数据显示，水星的公转速度每秒高达48公里，绕太阳一周只需88天。由于水星白天温度非常高，探测器上的隔热罩起到了保护它的科学仪器设备。到了夜晚水星的温度降至零下170摄氏度。在经过水星背面时可以让信使号的温度冷却下来。由于水星背面没有阳光照射，因此探测器必须依靠自身电力进行运转。

探测结果表明，水星大约由70%的金属和30%的硅酸盐材料组成。它的核心占到了体积的42%，总质量却占据了60%，可以说，水星是一个名副其实的金属星球。如果按照现在人类的金属产量来算的话，水星上的金属至少可供人类开采2000亿年。

2012年11月，信使号利用中子光谱仪发现水星北极地区贮存了数十亿吨水冰，科学家们推测，这些水冰来自撞击水星的彗星或小行星。

在信使号拍摄的图像中，我们可以看到水星的表面遍布着大大小小的陨石坑，直径超过20公里以上的陨石坑就有6000多个，其中最大的一个是名为卡洛里斯的撞击坑，直径长达一千五百二十五公里，深度高达两公里。科学家推测，大约在38亿到39亿年前，水星被一颗直径在100至150公里的小行星撞击，从而形成了现在我们看到的卡洛里盆地。

原计划运行一年的信使号探测器，凭借其坚韧的品质和顽强的生命力在水星轨道上运行了整整四年的时间，对水星表面进行了400多万次测量，共拍摄了超过25万张水星照片，探索了水星95%以上的地表。信使号的成功是人类航天史上的一次伟大壮举。它极大地拓展了人类在太阳系中的活动范围。

2015年4月30日，信使号水星探测器的燃料即将耗尽，这位在水星身旁孤独探索了多年的探测器要完成它的最后一项任务，它以每秒3.9公里的速度朝着水星撞去，在一阵耀眼的光芒与震撼的轰鸣中，撞出了一个直径约16米的大坑，结束了它长达10年零8个月的水星探索之旅。

它在生命的最后一刻，还在为人类对探索宇宙贡献自己的力量。或许，这就是信使号的最终归宿。它将永远地留在水星这片神秘的土地上，成为人类宇宙探索史上一座不朽的丰碑。