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水星

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===公转===
水星的运行轨道是偏心的,半径从4600万-7000万公里变化。围绕太阳的缓慢岁差不能完全地被 [[ 牛顿 ]] 经典力学所解释,以致于在一段时间内很多人用设想的另外一个更靠近太阳的行星(有时被称为火神星)来解释这个混乱。这称为“水星近日点进动”。无论如何, [[ 爱因斯坦 ]] 的广义相对论后来提供了一种可以消除这个小误差的解释。
===自转===
1889年意大利天文学家夏帕里利经过多年观测认为水星自转时间和公转时间都是88天。直到1965年,美国天文学家才测量出了水星自转的精确周期58.646天。
1889年[[意大利]]天文学家[[夏帕里利]]经过多年观测认为水星自转时间和公转时间都是88天。直到1965年,美国天文学家才测量出了水星自转的精确周期58.646天。
在一些时候,在水星的表面上的一些地方,在同一个水星日里,当一个观测者(在太阳升起时)时观测,可以看见太阳先上升,然后倒退最后落下,然后再一次的上升。这是因为大约四天的近日点周期,水星轨道速度完全地等于它的自转速度,以致于太阳的视运动停止,在近日点时,水星的轨道速度超过自转速度;因此, [[ 太阳 ]] 看起来会逆行性运动,在近日点后的四天,太阳恢复正常的视运动。
1965年使用雷达观测后,观察数据否决了水星对太阳是 [[ 潮汐 ]] 固定的的想法:自转使得所有时间里水星保持相同的一面对着太阳。水星轨速振谐为3:2,这就是说自转三次的时间是围绕太阳公转两次的时间;水星的轨道离心使这个谐振持稳。最初天文学家认为它有被固定的潮汐是因为水星处于最好的观测位置,它总是在3:2谐振中的相同时刻,展现出相同的一面,就如同它完全地被固定住一样。水星的自转比地球缓慢59倍。
因为水星的3:2 的轨速比率,一个 [[ 恒星日 ]] (自转的周期)大约是58.7个地球日,一个 [[ 太阳日 ]] (太阳穿越两次子午线之间的时间)大约是176个地球日。
==轨道变动==
 水星拥有太阳系8大行星中偏心率最大的轨道,通俗的说,就是它的轨道的椭圆是最“扁”的。而最新的 [[ 计算机 ]] 模拟显示,在未来数十亿年间,水星的这一轨道还将变得更扁,使其有1%的机会和太阳或者 [[ 金星 ]] 发生撞击。更让人担忧的是,和外侧的巨行星引力场一起,水星这样混乱的轨道运动将有可能打乱内太阳系其他行星的运行轨道,甚至导致水星,金星或 [[ 火星 ]] 的轨道发生变动,并最终和地球发生相撞。
==凌日现象==
水星凌日当水星走到太阳和地球之间时,我们在太阳圆面上会看到一个小黑点穿过,这种现象称为 [[ 水星凌日 ]] 。其道理和 [[ 日食 ]] 类似,不同的是水星比月亮离地球远,视直径仅为太阳的190万分之一。水星挡住太阳的面积太小了,不足以使太阳亮度减弱,所以,用肉眼是看不到水星凌日的,只能通过望远镜进行投影观测。水星凌日每100年平均发生13次。在20世纪末有一次凌日是在1999年11月16日5时42分。
在人类历史上,第一次预告水星凌日是" 行星运动三大定律" 的发现者, [[ 德国 ]] 天文学家 [[ 开普勒 ]] (1571至1630年)。他在1629年预言:1631年11月7 日将发生稀奇天象--水星凌日。当日, [[ 法国 ]] 天文学家 [[ 加桑迪 ]] [[ 巴黎 ]] 亲眼目睹到有个小黑点(水星)在日面上由东向西徐徐移动。从1631年至2003年,共出现50次水星凌日。其中,发生在11月的有35次,发生在5月的仅有15次。每100年,平均发生水星凌日13.4次。
==水星探索==
 
===早期===
 水星最早被 [[ 闪族人 ]] 在(公元前三千年)发现,他们叫它 Ubu-idim-gud-ud。最早的详细记录观察数据的是 [[ 巴比伦人 ]] ,他们叫它 gu-ad 或 gu-utu。希腊人给它起了两个古老的名字,当它出现在早晨时叫 [[ 阿波罗 ]] ,当它出现在傍晚叫 [[ 赫耳墨斯 ]] ,但是 [[ 希腊 ]] 天文学家知道这两个名字表示的是同一星体。希腊 [[ 哲学家 ]][[ 赫拉克利特 ]] 甚至已经认为水星和金星(维纳斯星)是绕太阳公转的而不是地球。水星的观测因为它过于接近太阳而变的非常复杂;在地球可以观测它的唯一时间是在日出或日落时。
===美国国家航空航天局===
 靠近过水星的唯一航天器是 [[ 水手10号 ]] 。最近有一个被 [[ 美国国家航空航天局 ]] 批准的项目,项目被命名为MESSENGER(“信使号”,是MErcury Surface, Space ENvironment, GEochemistry, and Ranging的字母缩写,意为 “水星表面,空间环境,地理化学和全向遥测”), [[ 信使号 ]] 已在2004年8月发射,2011年3月18日进入围绕水星运行的轨道,成为首颗围绕水星运行的探测器。
===水手10号===
第一艘探测水星的太空船是NASA的水手10号 (1974-1975年)。这艘 [[ 太空船 ]] 使用金星的引力调整它的轨道速度,使它能够接近水星,并使它成为第一艘使用重力助推效应,和NASA第一次拜访多颗行星的太空任务。水手10号提供了第一批的水星表面特写影像,其中立刻显示出水星有大量环型山的性质,并透漏许多其他类型的地质特征,像是巨型的陡坡,后来归因于水星的铁核冷却时稍为收缩造成的[93] 。不幸的是,由于水星轨道公转周期的长度,使得 [[ 水手10号 ]] 每次接近时观察的都是水星的同一侧。这使得水手10号不可能观察到完全的水星表面,结果是完成的水星表面地图少于45% 。
在1974年3月27日,首次飞越水星的两天前,水手10号的仪器意外的发现水星附近有大量的 [[ 紫外线 ]] 辐射,这导致初步认定水星有卫星。不久之后,过量的紫外线被确认是 [[ 巨爵 座31 座]]31 号星的,而水星的卫星就成为天文历史书上的一个注脚。
这艘太空船三度飞临水星,最接近时与表面的距离只有327公里。在第一次接近时,仪器侦测到水星有磁场,这使得行星地质学家大为惊讶 因为水星的自转极为缓慢,不致于产生发电机效应。第二次的接近主要是要拍摄影像,但在第三次接近时,获得了广泛的磁性资料。这些资料显示水星的磁场非常类似于地球,使得水星周围的太阳风产生偏离。水星 [[ 磁场 ]] 的起源依然有几个主要的理论在相互竞争。
在1975年3月24日,就在最后一次接近水星之后8天,水手10号耗尽了燃料。由于不再能精确的控制他的轨道,于是任务控制者关闭了探测器的仪器。水手10号被认为仍然环绕着太阳,每隔几个月仍会接近水星一次。
===信使号===
信使号是NASA前往水星的第二艘太空船,于2004年8月3日使用 [[ 波音戴尔他2型火箭 ]] [[ 卡纳维拉尔角 ]] 空军基地发射。它在2005年8月飞越地球,并在2006年10月和2007年6月掠过金星,将它调整至正确的轨道,以达到能环绕水星的轨道。在2008年1月14日,信使号首度飞越水星,2008年10月6日再度飞越,并于2009年9月29日第三度飞越。在这几次的飞越中,将水手10号未曾拍摄的半球都拍摄了。探测器在2011年3月18日成功进入绕行水星的椭圆轨道。信使号是在一个大椭圆轨道上以12小时为周期绕水星转动,距离水星表面最近时距离为200千米,最远则可达15,193千米。它轨道的最低点位于水星北纬60度的上空,之所以这样选择部分是为了能详细地研究巨大的 [[ 卡洛里盆地 ]] 。这个盆地直径1,550千米,是水星最大的表面特征。并在2011年3月29日获得了第一张在轨道上的水星影像。探测器已经完成一年的制图任务,现在正在进行预定在2013年完成的另一年延伸探测任务。除了继续观测水星和绘制地图之外,信使号也将观察2012年的太阳极大期。
这项任务要厘清六个关键的问题:水星的高密度、地质历史、 [[ 磁场 ]] 的本质、核的结构、两极是否有冰?以及稀薄的大气是如何形成的。为了达到这些目的,探测器携带了比水手10号的仪器分辨率更高许多的影像成像设备,各式 [[ 光谱仪 ]] 测量地壳中元素的丰度,和 [[ 磁强计 ]] 等设备来测量带电粒子的速度。详细测量探测器在轨道速度上的微小变化,用来推断水星内部构造的详细资讯。
===贝皮可伦坡号===
[[ 欧洲空间局 ]] 计划和 [[ 日本 ]] 合作,以两艘太空船环绕水星:一艘描绘水星地图,另一艘研究它的磁气层,称为贝皮可伦坡号的探测计划[104] 。在2018年10月20日发射太空船,预期将于2025年前抵达水星。载具将释放一个磁强计进入环绕水星的椭圆轨道,然后 [[ 化学火箭 ]] 将点燃,让绘制地图的探测器进入圆轨道。这两个探测器都将运作一个地球年。绘图探测器将携带类似于信使号的光谱仪,和在许多不同的波长上研究这颗行星,包括红外线、紫外线、X射线和伽马射线。
俄国人计划在2011年-2012年之间用 [[ 联盟火箭 ]] 送出他们的飞船,飞船将在四年后到达水星,将会环绕轨道飞行,绘制地图并且研究它的磁场。 ===成为人类殖民地的可能===
成为人类殖民地的可能
在水星南北极的环形山是一个很有可能适合成为地球外人类殖民地的地方,因为那里的温度常年恒定(大约-200℃)。这是因为水星微弱的轴倾斜以及因为基本没有大气,所以有日光照射的部分的热量很难携带至此,即使水星两极较为浅的环形山底部也总是黑暗的。适当的人类活动将能加热殖民地以达到一个舒适的温度,相比周围大部分区域来说,较低的环境温度将能使散失的热量更易处理。
===关于水星的科幻===
 水星是 [[ 科幻小说 ]] 作者感兴趣的题材。主题主要包括暴露在太阳辐射下的危险;停留在水星缓慢移动的晨昏圈(白天与夜晚之间的界线)上被过度辐射所伤害的可能和独裁政府(可能因为水星表面温度很高的缘故)。
==参考文献==
[[Category:320 天文學總論]]
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