阿里安5发欧日合作水星探测器，研制耗时约20年
来源：航小宇
阿里安5ECA型运载火箭10月19日在法属圭亚那库鲁发射了“贝皮科伦布”水星探测器（火箭起飞时间是北京时间20日上午9时45分）。历经约20年研制、耗资16.5亿欧元的这项任务是欧空局和日本宇宙航空研究开发机构（JAXA）的合作项目，也是欧洲首次尝试对距太阳最近、温度极高的水星开展轨道探测。
“贝皮·科伦布”以20世纪意大利天文学家朱塞佩·科伦布（绰号贝皮，曾开展很多有关水星的先驱性研究）的名字命名。探测器总重4100公斤，由一同发射的两个轨道器构成，其中“水星行星轨道器”（MPO）由欧空局负责，将研究水星表面和内部成分，而“水星磁层轨道器”（MMO）则由JAXA下属的宇宙科学研究所（ISAS）提供，将研究水星磁层。两者叠放在一起，由“水星转移模块”（MTM）送往绕水星运行的轨道。在7年多的旅途中，MMO将由“MMO遮阳罩与接口结构”（MOSIF）进行遮阳防护，而后者还将作为两个轨道器之间的机械和电气接口。
欧洲空间科学家将“贝皮科伦布”视为最具挑战性的长期行星探测项目之一，主要是因水星轨道距太阳太近，令这颗行星难以派探测器造访和从远处观测。据欧空局官员介绍，由于水星环境极具挑战性，“贝皮科伦布”探测器有70%的技术是专门针对本次任务研制的。该局“贝皮·科伦布”项目经理雷宁豪斯把绕水星做轨道飞行比作飞进披萨烤箱。他说，太阳能帆板、热控系统和防护涂层设计难度大是导致项目研制耗时很长并几度推迟的主要原因。该任务曾险些因发现探测器尺寸和项目耗资需明显增加而被砍。探测器原计划用俄联盟STB/“弗雷盖特”MT型火箭在库鲁发射。但相关部门2008年发现，因重量增加太多，需改用阿里安5ECA型火箭来发射。
“贝皮科伦布”探测器飞抵水星（效果图）
科学家之所以希望研究水星，是因为其可为认识行星是如何形成的提供宝贵线索。欧空局此前的所有行星际探测器都是前往太阳系相对较冷的地方，而“贝皮科伦布”是该局首次向“高温”区域发送探测器。另外，与同太阳渐行渐远的外太阳系探测器需要加速不同，“贝皮科伦布”需克服向太阳靠近过程中越来越大的太阳引力，也就是需要制动。为此，这项任务要巧妙地利用地球、金星和水星本身的引力，并利用太阳能电推进（SEP）技术。当接近水星时，“贝皮科伦布”将利用水星引力和一台常规火箭发动机使自己进入一条极轨道。入轨后，两个轨道器将同巡航级分离，各自从轨道上开展至少为一个地球年的观测。
欧空局承担了该项目总体预算中的大约13亿欧元。有JAXA人员称，日方出资额约为这一数额的1/10。余下部分由承造各台科学仪器的各国支付。MPO载有11台科学仪器，而MMO的仪器数量是5台。据欧空局科学项目主管吉梅内兹介绍，有12个欧空局成员国的30多家公司参与了该项目。除日本外，美国和俄罗斯也为这项任务建造了仪器。探测器研制工作由空客集团和泰雷兹·阿莱尼亚空间公司牵头。空客该项目经理谢克尔称，由于水星轨道极高的热和太阳辐射水平，探测器太阳能电池阵研制工作花了同整星几乎同样长的时间。7.5米长的太阳阵必须利用一个复杂的倾斜机构使电池片不直接暴露在阳光下，从而使温度保持在215摄氏度以下。探测器还必须针对来自水星本身的红外辐射加以防护。
“贝皮科伦布”原定4月份发射，但因“水星转移模块”（MTM）在准备进行热试验时暴露出重大电气问题，欧空局于2016年11月宣布将发射时间推迟到10月。这次6个月的推迟并不影响任务的科学回报，但飞抵水星所需时间将变成7.2年，抵达时间将是2025年12月，比原先的预计晚1年。探测器途中将进行1次地球借力、2次金星借力和6次水星借力飞行。
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