七年飞抵水星，史上第三艘水星探测小分队出发！离太阳辣么近，千万别掉太阳里啊……
2018年10月20日，贝皮科伦布号成功发射升空。这项任务由欧洲空间局(ESA)与日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)联合进行，预计经过七年左右的飞行，将于2025年到达水星，进一步揭示水星的神秘面纱。
别看水星离地球这么近，人类60多年航天史上，总共才有3艘水星探测器，也就是说，在皮贝·哥伦布号之前，有且只有2艘探测器拜访过水星。相比之下，去过土星的探测器都已经有4艘了，更别提月球和火星这两颗“探测大户”了。
为什么水星探测器如此之少呢？
答案非常简单，那就是——前往水星真的太难了。
▲水星看上去与月球很像，但实际上又很不同。
“水”道难，难于上青天
作为一颗行星，水星实在是太小了。它的半径只有地球的38%，质量只有地球的5.5%——木卫三和土卫六都比水星大。
水星距离太阳也太近了，它到太阳的距离只有地球到太阳距离的1/3。那么，如此近的距离会带来哪些挑战，让绝大多数探测器望而却步呢？
首当其冲的是温度。水星地表的温度在冰箱（-173℃）和烤箱（427℃）之间来回变换，究竟是什么箱取决于这一侧是否朝向太阳。
探测器基本不惧严寒，它可以把各种能量转换为热能，供自身取暖。然而在烤箱里，探测器的日子却非常不好过，而且制冷比制热的代价要大很多。为此，人们要设计各种散热和隔热的措施，即使这样，探测器仍然不能长期待在高温下，需要时不时去阴凉的地方休息。
但过热只是考验的开胃菜，正餐则来源于太阳巨大的引力。
▲贝皮科伦布号的探测轨道。图中红色近圆形轨道为水星轨道器的预定轨道，而黄色椭圆轨道为水星磁层轨道器的预定轨道。
探测器不断靠近太阳的过程，是一个引力势能不断转化为动能的过程，而太阳巨大的引力则会让探测器稍有不慎就加速过猛，那么就很容易会错过又小又轻的水星。
水星的质量和引力较小，轨道器要实现环绕水星，只需要较低的飞行速度即可。然而，在太阳引力作用下，水星探测器将不由自主地加速，这个矛盾对水星探测器的测量与控制提出了较高的要求。如果要在水星上着陆的话，由于水星基本没有大气，着陆器无法通过空气阻力或降落伞减速。就像一辆在下坡中的汽车踩好几年刹车一样，这使得制造水星探测昂贵而困难。
但人类从没有退缩，而是在不断挑战极限。
水星探测小分队任务
▲水星探测小分队合影。
贝皮·哥伦布号探测器实际上可以被看成是一小分队，队长是两个相互独立的探测器：一个是欧空局主导的水星轨道探测器 (Mercury Planetary Orbiter)，另一个是日本宇航局主导的水星磁场探测器(Mercury Magnetospheric Orbiter)。水星磁场探测器有一个专用日语名MIO，因为MIO在日语里有“航路”、“水路”的意思，因此包含了祈祷航程平安的美好愿望。
陪伴这两艘探测器队长一同前往水星的还有两个辅助设备队员，其中一个是MIO的专用接口和太阳光防护盾MOSIF(MIO Sunshield and Interface Structure)，保护尚未运转的MIO免受太阳的炙烤。另一个是水星转移轨道推进器MTM(Mercury Transfer Module)，毕竟进入水星轨道是个高耗能的“体力活儿”，这个专门的推进器将为探测器进入水星轨道提供必备的动力。
MTM巨大的太阳能帆板有42平方米，虽然太阳内侧的太阳能更丰富，但灼热的温度可能烤坏太阳能帆板，因此MTM的太阳能帆板不能受阳光直射，只能以一个小的入射角接受太阳光，这使得对太阳能的利用率打了个折扣。
▲贝皮·哥伦布号探测器抵达水星时的假想图。
抵达水星后，贝皮科伦布号将开展必要的测量，目的是研究水星的物质组成、内部结构，以及水星的大气层、磁层和演化历史。与地球一样，水星也是一颗行星，与其它行星之间既有相似之处，也有自己的特点，我们必需了解其他行星上是什么样子的，才能帮助我们更好地理解地球为什么是现在这样，这也是大多数行星探测的主要目标。
由于水星是与太阳最近的行星，因此，研究水星的形成过程，以及后续的演化过程，有助于揭示靠近恒星的行星的起源和演化过程，对太阳系外行星的研究有重要的参考意义。
水星作为一颗行星，需要研究它的形成过程，内部结构，地质特征，物质组成，以及水星表面的撞击坑分布。
水星基本上没有大气层，但仍有外逸层，也就是水星残留的大气层，这次任务将研究水星大气层的成分，以及大气运动的动力学过程。
水星磁层的结构，研究磁层与太阳风等带电粒子的相互作用和动力学过程。
确定水星磁场的起源。地球有磁场是源于地球内部有熔融的岩浆，像发电机一样产生磁场。水星的内部应该已经固结，那么，水星现在的磁场是如何形成的，这次任务将进行探测。
此前的信使号水星探测器已经在极地探测到了冰层，那么，这次任务将探测这些挥发物的成分和来源。
编辑：郝梦夷
责任编辑：许琦敏 任荃
来源：综合自中国科学院国家天文台、我是科学家