水手10號。圖/NASA
仰望夜空,繁星點點,地球以外的世界是什麼樣子?古代天文學家發現有星球會圍繞著太陽,作有規律的運行,於是稱它們為《行星》,隨著望遠鏡日益精密,發現更多以太陽為中心,受太陽重力影響的星星,並將它們合稱為太陽系。
太陽系中最主要的八顆行星,由距離太陽最遠的海王星算起,還有天王星、土星、木星、火星、地球、金星和水星。最靠近太陽的那顆是水星,是太陽系中最小的一顆,因太靠近太陽,且與太陽的分離角小,所以不易見到,在北半球,只能在凌晨或黃昏見到。水星的英文名字是Mercury,是羅馬神話裡給眾神傳信的郵差。
隨著科技日新月異,人類除用眼睛,用望遠鏡看星星外,還可用太空船飛近星星。第一個進入太空的人造飛行器,是1957年由蘇聯發射的史普尼一號衛星,此後,1959年美國太空總署(NASA)研發的探險家六號已能清晰的把太空攝得影像傳回地球,1962年水手2號成功環繞金星,1964年水手4號環繞火星,到1973年11月3日發射水手10號,載著世人希望前往水星。
為何隔這麼多年才去水星?因水星接近太陽,所以飛近它難度高,不僅各種探測儀器及隔熱保護都要能耐高溫,而且飛越水星的地點要選在離太陽最遠的那一面,同時,太空船需許多能量來減低對太陽重力的影響,減速後才能正確飛近水星軌道,NASA科學家利用重力弓彈效應(Gravity Assist Trajectory),先由地球飛至金星的重力影響區,對金星做探測後,再利用金星重力,把太空船拋彈至另一個軌道,調整方向及速度,接近水星。這是太空船第一次利用重力弓彈效應,由一個星球換軌至另個星球,是太空飛行技術的大突破,也同時探訪金星及水星二個星球,寫下創舉。
到目前為止,只有水手10號和信使號等兩艘太空船曾勘測水星。水手10號重約502公斤,搭載有一對具數學磁帶式紀錄器的相機、紅外線輻射器、紫外線光譜儀、太陽電漿偵測器、帶電微粒子望遠鏡和磁場偵測儀,可用來探測水星地表地質、內部結構和大氣環境,並且攝影傳回地球。水手10號在1974年2月5日飛近金星,傳回4165張金星影像,然後調整軌道,以弓彈模式前往水星。水手10號的飛行計畫只是flyby,意思是「飛越」,從水星軌道外側近距離飛掠而過,不進入水星軌道作圍繞運行。飛越後,繞太陽一圈,再飛回水星同一側,因為是飛越而不是圍繞,所以只能看到水星同一側,約是半個水星,前後共進行三次飛越,順利完成任務。
水手10號,讓世人首次看到半個水星面貌,其表面像月球有許多低陷隕星撞擊坑、有隆起的山脊、有火山遺蹟、平原盆地、及磁場。這三次飛越測得水星在三月及九月的氣溫,白天達攝氏187度,夜晚降至零下183度,後來又得知水星氣溫最高可達攝氏500多度。
到1991年,隨科技進步,科學家利用地球上的雷達,發現到水星上兩極的隕坑陰暗處有亮晃晃的東西,懷疑是像水冰一類的物質,使世人大為振奮。因為有冰就表示有水,有水就表示曾有生物,這正是我們想探索的謎題之一!