倒數一年！貝皮可倫坡號即將抵達水星

歐洲太空總署（ESA）與日本宇宙航空研究開發機構（JAXA）合作的貝皮可倫坡號（BepiColombo）探測任務 2018 年 10 月起持續朝向水星航行。

過去七年裡，貝皮可倫坡號探測器曾掠過地球一次、金星兩次、水星六次。除行星探測任務外，還監測太陽活動，並研究太陽重力如何彎曲時空影響無線電訊號。儘管任務主要科學階段須待ESA主導的水星行星軌道器（MPO）與JAXA建造的水星磁層軌道器（MMO，又稱Mio）進入水星軌道後才正式啟動，但科學家與工程師已充分利用這趟迂迴的航程，前往目的途中持續推動研究。

▲ 貝皮可倫坡號前往水星的旅程。

關鍵亮點是每次近距離飛掠水星時測量磁場環境，水星磁場保護表面免受太陽風衝擊。然由於水星軌道離太陽非常近，太陽風密度更高，自身磁場也更強，導致水星防護性磁泡的大小與形狀會隨太陽活動變化而改變。了解水星磁場的運作機制，正是貝皮可倫坡號任務致力破解的核心謎題之一。貝皮可倫坡號首次在水星南半球低空進行磁場測量，並重建水星磁場分布圖。這些數據可與探測器2020年飛掠地球和2021年飛掠金星期間測得的磁場數據比較（金星本身無磁場，因此磁場測量僅反映太陽風撞擊探測器時的變化）。

若好奇太空船飛掠行星時會「感受到」什麼，不妨聆聽貝皮可倫坡號飛越地球、金星與水星時所錄製的聲化音效（連結1、連結2）。這些MPO加速度計錄製的音訊紀錄太空船受到的重力牽引、進出行星陰影時溫度變化的影響以及太空船部件的運動。迄今最受讚譽的設備當屬水星轉移模組（MTM）的監測相機（M-CAM）。這些自拍相機雖以監控飛船為設計初衷，卻意外捕捉到數百張1,024×1,024畫素的行星影像。影像呈現了貝皮可倫坡號接近時自轉的地球、名副其實的「晨星」金星，以及水星表面無數的撞擊坑、火山與平原。

▲ 貝皮可倫坡號的科學主題。

貝皮可倫坡號是第一個同時使用兩艘探測器研究水星的任務，MPO將近距離繞水星表面運行，Mio則在更大的橢圓軌道運行。目前MPO和Mio（後者位於遮陽罩內）已堆疊在可靠引擎MTM上。部分科學儀器需2026年11月抵達水星後，待分層的太空船分離方能啟用或解除部分限制。分離後，MPO與Mio終能充分發揮所有儀器效能。如與MTM監測相機拍攝的普通黑白影像不同，MPO將以X射線成像光譜儀MIXS、立體相機與光譜儀SIMBIO-SYS（可捕捉可見光與近紅外光），以及成像光譜儀MERTIS（專攻紅外光），以高解析度掃描水星表面。

為了確保精確捕捉水星地形，MPO的BELA雷射高度計將測量水星表面的精確高度和形狀。綜合這些數據，可獲得水星表面的精確地圖，並了解組成成分、形成過程、隨時間變化及溫度。當MPO飛越水星兩極時，還能窺探永久陰影籠罩的撞擊坑，若水星有水，此處正是潛藏之地！雖然Mio和MPO已運用磁強計及部分粒子探測器調查水星環境，但當兩艘太空船分離後，測量精度將大幅提升。分離後，Mio還將啟用鈉成像儀（MSASI）與塵埃探測器（MDM），進一步探查水星附近的其他物質。