貝皮可倫坡號預定 11月21日進入水星軌道

11月21日當天和之後的安排

貝皮可倫坡號現在是兩艘疊在一起飛行的太空船：ESA 的水星行星軌道器（MPO），以及日本宇宙航空研究開發機構（JAXA）的水星磁層軌道器 Mio。原本還有第三艘：水星轉移模組（MTM）一路載著它們，用離子引擎推進到 6月中；它在 9月3日脫離，此後改由 MPO 自己的推進器操控這兩艘太空船。

11月21日，仍然連在一起的兩艘太空船預定進入極軌道。這條軌道通過南北兩極，隨著水星自轉，整個表面都會逐一進入視野。ESA 公布的後續步驟如下：

• 12月9–10日：MPO 釋放 Mio，讓它進入自己的軌道。
• 12月16日：MPO 拋掉 Mio 的遮陽罩，開始下降到自己的軌道。
• 2027年3月10日：MPO 抵達最終軌道。
• 2027年4月：開始科學觀測。

這個日期有多確定？ESA 在 2026年10月6日的更新中仍寫 11月21日，但它的時程表另外註明，確切日期可能因作業需要而變動。日期以前就改過：2024年4月，一次電力故障讓離子引擎無法全力推進，原訂 2025年12月進入水星軌道的計畫因此延到 2026年11月。ESA 有些網頁把抵達時間寫成 2026年12月，看來是從 12月9–10日算起——從那時起，兩艘軌道器才各自成為獨立的太空船。

兩艘軌道器，兩種任務

MPO 將在離地表 480 到 1,500 公里的高度繞行，每 2.3 小時一圈。它的 11 具儀器大多用來研究行星本身：雷射高度計測繪地表的高低起伏，X 射線與伽瑪射線光譜儀測量地表的成分，無線電追蹤則測繪重力場，再由此推知核心的大小和狀態。

Mio 的軌道是一條拉長的橢圓，離地表 590 到 11,640 公里，每 9.3 小時繞一圈。它的 5 具儀器要測量水星的磁場、困在磁場裡的帶電粒子、水星稀薄的外氣層（包括其中的鈉），以及水星軌道上的塵埃。

ESA 想回答的問題包括：這麼小的行星為什麼還有磁場？離太陽這麼近的世界，兩極附近的撞擊坑裡為什麼會有冰？地表上那些名為窪穴（hollows）的地形又是怎麼形成的？貝皮可倫坡號將是繼 NASA 的信使號（2011–2015 年）之後，第二個環繞水星的任務，也是第一個在那裡同時部署兩艘軌道器的任務。

為什麼要飛八年

水星離地球從來不超過約 2億2,000萬公里，貝皮可倫坡號卻飛了 99億公里才到。問題在速度，不在距離。太空船朝太陽落下時會不斷加速：如果從地球軌道沿最省能量的路徑滑行下去，到達水星軌道時速度約為每秒 57 公里，比水星在那裡的運行速度快了每秒約 10 公里。水星的重力很弱（脫離速度為每秒 4.3 公里），太空船接近時的速度和方向必須和水星本身幾乎一致，水星才抓得住它。

所以貝皮可倫坡號花了八年，把多出來的速度減掉。它的離子引擎每次以微小的推力連續運作好幾個星期，九次飛掠則改變了它的速度和方向：地球一次（2020年4月）、金星兩次（2020年10月和 2021年8月）、水星六次（2021年10月到 2025年1月）。每飛掠一次，它繞太陽的軌道就更接近水星的軌道，直到水星能抓住它為止。

同一週天空中的水星

按世界時（UTC），水星在 11月20日深夜到達西大距，也就是在太陽西側離太陽最遠的位置；所以對北半球的觀測者來說，入軌前後的這幾天早晨正是看這顆行星的好時機。11月20日從臺北看，民用曙暮光開始時，也就是太陽在地平線下 6° 的時候，水星在東南偏東方，離地平線約 13°。該往哪裡看，請見我們的文章〈晨空中的水星：日出前用金星找到它〉。在南緯約 34°（雪梨或開普敦），同樣的曙暮光時刻，水星只有約 4° 高，很難看到。

太空船本身是看不到的。一艘寬約 10 公尺的太空船，遠在 1億5,000萬公里外，與太陽的角距離又只有約 20°，用任何望遠鏡都看不到。