简介

信使号水星探测器

20世纪70年代，水手－10探测器曾成功飞越水星，获得了一些关于水星的珍贵资料，激发了人们试图进一步探索水星的兴趣，希望能把探测器送入环水星轨道。但是，当时的科学研究者还不知道如何利用有限的推进能力把探测器送入环水星轨道。20世纪80 年代中期，研究者发现，通过利用多次飞越金星和水星得到的引力辅助，可实现环水星飞行的目的。然而，由于1986 年挑战号航天飞机失事，使得美国航宇局（NASA）准备用航天飞机发射的所有深空探测器的计划都暂停，一些新的行星探索任务被搁置。直到20 世纪90 年代中后期，美国才开始把探测水星列入日程表中。

“信使”（MESSENGER）水星探测器是NASA“发现”系列空间探测计划的第7 项任务，MESSENGER 实际上是“Mercury Surface，Space Environment ， Geochemistry， andRanging”（水星表面、空间环境、地质化学和测距）的缩写，而且，Mercury 的原意是古罗马神话中众神的“信使”。

MESSENGER 原计划于2004 年5 月11 日由德尔他－2 火箭从卡纳维拉尔角空军基地发射，但3 月23 日美国宣布，为了充分做好发射前的准备，将此次发射推迟到7 月30 日～8 月13 日，它进入水星轨道的时间也由2009 年改为2011 年。

信使的科学任务

水手－10 探测器于1974 年和1975 年3 次飞越水星，但仅拍摄到了45%的水星表面照片，而且分辨率只有1km。尽管如此，这些信息对人类了解水星提供了很大帮助，并为MESSENGER 的探测指明了方向。 MESSENGER 的科学目标主要有6 项：

·为什么水星的密度那样高？

·水星具有何种地质形成过程？

·水星核具有怎样的构成和形态？

·水星具有何种磁场特征？

·水星两极的异常物质是什么？

·水星表面有哪些不稳定物质对其外大气层的形成起了重要作用？

信使的结构

MESSENGER 主要由推进分系统、电源分系统、姿态控制分系统、热控分系统、电子设备及天线和科学有效载荷组成。

信使号水星探测器升空

MESSENGER 装有2 种模式的液体化学推进系统。其中1 种是装有肼和四氧化氮的双组元主推进器，它用于在大的变轨机动，如进入环水星轨道时使用；另1 种是装有肼的16 个小型单组元推进器，它用于在小的变轨机动或轨道保持时使用。发射时，MESSENGER 携带的推进剂质量达618kg，约是其总质量（1130kg）的55%。 MESSENGER 的电源分系统主要是太阳电池翼和镍氢电池，电池储存太阳电池阵产生的能量，然后提供给其他分系统。MESSENGER 的姿态控制主要由4 个反作用动量轮来完成，必要时还可以使用小功率推进器来帮助完成姿态控制任务。为了确定轨道和姿态，MSSENGER 采用了几台星跟踪器及一个由4 台陀螺仪和4 个加速计组成的惯性测量单元完成，并用6 台数字太阳敏感器作为备份。

MESSENGER 设计的关键在于适应水星上的高温环境。水星上的表面温度可达到450℃，因此，百叶窗是MESSENGER 热控分系统的重要组成部分，由耐高温的陶瓷材料制成，保护MESSENGER 不受太阳的直接照射。即使在水星的高温环境中，也能保证其电子设备和仪器正常工作。

MESSENGER 的“大脑”是有冗余的综合电子舱（IEMs），每个舱中装有2 台处理器，其中1 台是25MHz 的主处理器，另1 台是10MHz 的容错处理器。MESSENGER 的2 副圆极化X 波段相控阵天线用于下行通信，向地球发送科学数据及MESSENGER 的状态信息；其上的中增益和低增益天线既可用于上行通信也可用于下行通信，通过上行通信向MESSENGER 发送控制指令。