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人类的探测器第一次访问水星,水星到底是怎样的一颗行星?

  #点亮好奇心#
  随着科学技术的发展,我们可以了解世界的能力也会变得更强。以前对于太阳系中的一些行星,除地球之外,其他的行星一般只能通过在地球上观测来了解,但对于一些距离地球比较远的行星,有时候在地面观测也不是很方便,所以我们在地球上一直都很难了解水星更多的信息,后来随着"水手10号"行星探测器的到来,这种情况正在发生改变。
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  为什么人们在地球上很难观测到水星呢?其实并不是无法观测到水星,而是很难从地球上了解水星更多的信息,这些都是水星与太阳之间的角度有很大的联系。
  我们都知道水星是距离太阳最近的一颗行星,在距离太阳最远的时候,可以达到6,900万千米;在最近的时候,大约为4,500万千米。也就是说,水星的近日点与远日点相差并不是特别大。
  要是从地球看上去,水星与太阳之间的角度最大也不会超过28度,就好像是水星总是在太阳的两边摆动。而太阳就是一个正在熊熊燃烧的火球,它的体积非常巨大,再加上它发出的太阳光辉也非常强,水星距离太阳比较近,人们从地面上观测的时候,就很容易会受到太阳光辉的影响,所以人们通常也只有在水星到达了那个28度位置附近的时候才能看到它。
  水星绕太阳运行的速度非常快,每秒达到了48千米,再加上它距离太阳比较近,所以它的公转周期比较短,一般只需要88天就能绕太阳公转一圈。但由于在观测上的困难,人们想要了解水星的自转周期就比较困难了,一般都认为它的自转周期与公转周期都是一样的,都是88天。
  不过这样的数据也的确引起了一些天文学家的怀疑,但由于仪器和设备等方面都比较落后的原因,人们无法精确地测量水星的自转周期,也就无法否定88天这个数据。直到射电望远镜的出现,人们终于拥有了可以准确测量水星自转周期的技术。
  在1965年,美国天文学家就用阿雷西博天文台的射电望远镜对水星发射雷达波,这在当时是世界上最大的射电望远镜(现在最大的是"中国天眼",而阿雷西博射电望远镜也已经坍塌,退出了历史舞台),口径达到了305米,利用它就可以更为精确地测出水星的自转周期为58.646天。
  也就是说,水星要太阳公转2圈的时候,它自身就会绕自转轴转动3圈,也可以说水星的自转周期刚好是它公转周期的2/3。但水星的自转周期只不过是它非常基本的一个参数,但想要了解水星表面的情况,是非常困难的,就算是使用当时地球上最好的望远镜,也很难看清水晶表面的情况。
  为了可以更好的看清水星的表面,科学家就采用了行星探测器这种高尖端的工具,准备对水星进行探测。在1973年11月3日,美国就发射了"水手10号"行星探测器,这颗探测器也是至今为止人类唯一一次访问过水星的航天器。
  "水手10号"的重量大约为528千克,总的宽度大约为9.8米,它主要任务是探测水星,由于水星与地球之间还有一颗行星是金星,所以也顺道去考察一下金星。"水手10号"从发射的时候经历了三个月的飞行,终于在1974年2月5日,飞到了金星的轨道,距离金星最近的时候达到了5000千米。
  不过这颗探测器不会在金星的轨道上逗留太多的时间,就借助金星的引力,使它的运动速度和方向都发生了改变。这其实也就是产生了"引力弹弓"效应,可以利用金星来加速,让"水手10号"可以节省更多的燃料,终于在1974年3月29日到达了水星的上空。
  不过"水手10号"既没有降落在水星的表面,也没有环绕水星飞行,而是在环绕太阳飞行,也就是它成为了太阳系中人造的一颗"行星"。而且科学家还精心地设计了它的公转周期,使这个周期为水星公转周期的两倍,也就是176天,所以当水星刚好公转了两周之后,就会有一次的机会遇到"水手10号"。
  "水手10号"先后三次与水星相遇,并且还获得了一批高质量的照片,水星表面大约一至二百米范围内的情况都可以,看得非常清晰。所以,这一次人类总算可以近距离的了解水星了。
  科学家通过发回来的照片分析发现,水星表面的情况大约可以分为三种类型:一是大小不一的环形山;二是凹凸不平的盘地;三是一些坑穴。尤其是一些坑穴显示出水星表面上的同一地点,曾遭受到陨石的多次撞击。
  这种情况其实与月球的表面是非常相似的,只不过水星的表面与月球表面也有很大的不同。因为水星表面直径达到20~50千米的环形山并不多,而月球表面的直径超过100千米的环形山是比较多的。
  水星表面的主要特征为卡路里盆地,它主要是由一个直径达到了100公里的流星撞击后形成的,撞击后产生的强大冲击波传遍了整个水星,最终在水星表面的另一边形成了高高隆起的山脉。
  水星表面的地形比较复杂,到处都可以看到一些被称为"舌状悬崖"的扇形峭壁,高度一般都在1~2千米的范围之内,长度一般可以达到数百千米。科学家一般认为,这是由于早期水星的最大内核在变冷和收缩的时候,它的外壳中形成的巨大褶皱。
  在水星上还有一条大峡谷,长度达到了100多千米,宽度大约为7千米,然后科学家就将这条峡谷命名为"阿雷西博峡谷",主要就是为了纪念美国阿雷西博射电望远镜更为精确地测出水星的自转周期。
  另外,科学家们还发现了水星阳面和背面的温差非常大。这是由于水星的表面上没有大气层,受到太阳直接照射造成的,在太阳的直接空烤之下,它的阳面温度高达427 ,背阳面的温度却可以达到-170 。而且不要听到水星这个名字,就以为这颗行星拥有很多水,其实它的表面连一滴水都没有。
  还有水星的质量比较小,比地球要小很多,它的地心引力只有地球的3/8。这么小的引力,可以留住它表面上的物体能力也比较差,因为只要这些物体的速度可以达到了4.2千米每秒,就可以离开这颗行星了。
  "水手10号"还探测到了水星拥有磁场,不过这个磁场相对来说比较弱,强度只有地球磁场的1%。但发现水星磁场的意义还是非常大的,这说明水星的内部很可能是存在一个高温液态的金属核,科学家根据水星的质量和密度计算,可以推测出它的内核达到了他直径的2/3,而且主要成分还是铁镍。
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  综上所述,水星是离太阳最近的一颗行星,所以人们在地球上很难观测到水星的情况,就连它的一些基本参数也很难准确地获得。所以必须要依据高科技的手段,才能了解水星更多的信息。"水手10号"也是在这种情况下被美国发射去探测水星,它的收获还真的不少。
  随着人类科学技术的发展,人们对于水星的探测能力也会变得更强,所以总有一天,人类还有可能会继续派探测器去探索水星。你是怎么看的呢?

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