欧空局将BepiColombo探测器近距离飞越水星时收集的数据转换为声音

欧空局的BepiColombo探测器在2021年10月1日-2日期间近距离飞越水星时，首次对水星周围的磁力和粒子环境进行了采样，同时其加速度计也感受到了水星的巨大引力。磁性和加速度计的数据已被转换为声音文件，并首次呈现给公众。它们捕捉到了太阳风轰击靠近太阳的行星时的“声音”，航天器在从行星的夜晚飞向白天时对温度变化的反应，甚至还有科学仪器旋转到其"公园"位置时的声音。

未曾探索过的领域

欧空局BepiColombo项目科学家Johannes Benkhoff说：“这可能是一次转瞬即逝的飞越，但是对于BepiColombo的一些仪器来说，它标志着它们科学数据收集的开始，也是一个真正开始为主要任务做准备的机会。 这些飞越也提供了对水星周围的区域进行采样的机会，一旦我们进入轨道，这些区域将无法进入。在这种情况下，BepiColombo为我们提供了深入了解靠近行星的粒子，以及它在更远的地方穿越磁层时的磁场边界。”

PHEBUS紫外光谱仪在最接近的时候收集了一个小时的数据，重点是行星的极低密度大气或外大气中存在的元素，外大气是由太阳风或行星的表面产生的。在接近之后，一旦BepiColombo离开了水星的阴影，就会记录到明显的氢和钙的峰值。

氢和钙只是在外大气层中可以发现的两个例子；一旦进入水星的轨道，PHEBUS将非常详细地描述水星外大气层的组成和动态，观察它如何随位置和时间的变化。PHEBUS是几个光谱仪之一，将从轨道上研究水星，以了解其表面组成，包括在高纬度火山口的永久阴影区域寻找冰。

在飞越过程中，水星伽马射线和中子光谱仪（MGNS）也在运行，探测到了明亮的中子和伽马射线通量。众所周知，这些辐射是由银河系宇宙射线与水星最上层表面的相互作用产生的，同时也提供了关于表面成分的信息。对这些数据的详细分析--也来自金星飞越--目前正在进行中。

磁性边界

磁强计吊杆上的传感器--在一些MCAM图像中看到从水星行星轨道器（MPO）延伸出来的结构--记录了水星周围太阳风和磁场的细节。在这次飞越过程中，磁强计团队对从如此近的距离收集该行星南半球的数据感到特别兴奋；到目前为止，只有水星的北半球被美国宇航局的信使号任务进行了磁测量。

“这就像刚刚探索了北美洲，通过双筒望远镜看到了南美洲，但不幸的是，不得不中止了探险。作为一名研究人员，你自然会感到好奇，并急切地想回去，”来自德国布伦瑞克工业大学的Daniel Heyner 说，他领导着MPO磁强计研究小组。“这使得这次飞越特别有趣，因为这是第一次有来自行星南半球接近地表的数据--即使它只是一个小样本。”

这些数据已被转换为声音，以便人耳可以听到。由此产生的声波捕捉到了磁场和太阳风的变化强度，包括航天器穿越磁鞘的时刻--太阳风和行星周围的磁层之间的高度湍流边界区域。

一旦进入水星轨道，由欧空局的MPO和日本宇宙航空研究开发机构的水星磁层轨道器（称为Mio）进行的互补性磁场测量将导致对该行星的磁场及其来源的详细分析，以便更好地了解该行星内部的起源、演变和现状。此外，这两个轨道器将穿越水星磁层的不同区域和不同时间尺度，同时测量磁场如何随时间和空间的变化，以及它与强大的太阳风的关系。

同时，Daniel和他的同事们将开始跟进一些问题，如：北半球的磁场特征是否可以轻易地转移到南半球？新的BepiColombo飞越数据--以及最终来自其主要科学任务的数据--将与从信使号任务中创建的全球磁场模型进行比较，以创建迄今为止最精确的水星磁场图。

MPO上的意大利弹簧加速器（ISA）记录了航天器在飞越期间经历行星的极端引力时测量的加速度，以及航天器进入和离开行星阴影时温度变化的反应。此外，ISA检测到PHEBUS光谱仪的运动，因为它在完成对水星的操作后点击回到其"停车"支架。

意大利国家天体物理研究所（INAF）的Carmelo Magnafico说：“在我们屏幕上出现的加速图上，我们可以看到水星对BepiColombo结构的潮汐效应，在行星阴影中过境时太阳辐射压力的下降，以及由于大型太阳能电池组的弯曲而导致的航天器质心的移动。对我们来说，真正的科学现在开始了，因为在这些预期效果和实际测量的数据之间的差异中代表着ISA的科学价值。我们非常高兴。”

ISA将支持对水星内部结构的研究，并将爱因斯坦的广义相对论测试到一个前所未有的精确水平。它也将是提供精确的水星周围的MPO轨道测定的核心，以及水星围绕太阳运行时的质心。

10月的重力辅助演习是第一次在水星上进行，也是九次飞越中的第四次。在前往太阳系最小和最内侧的行星的七年巡航期间，BepiColombo在地球进行一次飞越，在金星进行两次，在水星进行六次，以帮助引导它在2025年到达水星轨道。