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信使號（英文縮寫：MESSENGER，英文全寫：MErcury Surface,Space ENvironment,GEochemistry and Ranging，意譯：「水星表面，太空環境，地球化學和廣泛探索」）是美國國家航空航天局在2004年8月3日發射的探測衛星，為了研究水星的環境與特性在2011年進入水星軌道，信使號也是水手10號任務之後人類首次探測水星的計劃。

NASA的「信使」號水星探測飛船於2004年8月3日搭乘德爾塔-2運載火箭在佛羅里達州卡納維拉爾角的肯尼迪航天中心點火升空，「信使」號開始了計劃中的耗時6年半、飛行79億公里的探測遠征。美國宇航局（NASA）的「信使」號探測器已經圍繞水星運行了近4年，這是一次漫長而收穫頗豐的旅行，但該探測器最終將耗盡燃料。《新科學家》雜誌報道稱，科學家將在2015年1月21日最後一次點燃其助推器，讓探測器可以在足夠的高度工作到3月份。但到那時，探測器將距離水星非常近，可能導致其結構中的部分焊接材料熔化。屆時，近距離的特寫鏡頭將會提供水星表面史無前例的景觀。出於樂趣，該團隊正在進行一次比賽，給該行星上的隕石坑以著名藝術家的名字命名。

2015年4月30日下午3點26分（北京時間5月1日凌晨3點26分），「信使號」以撞擊水星的方式，結束其探測使命，在水星北極附近留下一個直徑大約15米的撞擊坑。

基本信息

NASA的「信使」號水星探測飛船於2004年8月3日搭乘「德爾塔2」型火箭，在佛羅里達州卡納維拉爾角的肯尼迪航天中心點火升空。明亮的火焰照亮了當時灑滿月光的夜空輝映在大西洋上。發射取得圓滿成功，「信使」號開始了計劃中的耗時6年半、飛行79億公里的探測遠征。

這次水星探測任務由美國宇航局、卡內基研究所以及約翰·霍普金斯大學共同研發承擔「信使」號探測飛船由霍普金斯大學應用物理實驗室負責設計、製造。這是30年來人類探測器首次對水星進行全面的環繞探測。

2004年08月03日——發射；

2005年08月02日——在2,348km高空飛掠地球；

2006年10月24日——在2,987km高空飛掠金星；

2007年06月05日——在338km高空再次飛掠金星；

2008年01月14日——在200km高空飛掠水星表面，並向地球發回了第一批水星照片；

2008年10月06日——第二次飛掠水星；

2009年09月29日——在228km高空第三次飛掠水星；

2011年03月18日12時45分（UTC）進入水星軌道，成為首顆圍繞水星運行的探測器。

美國東部時間2015年4月30日下午3點26分（北京時間5月1日凌晨3點26分），「信使號」以撞擊水星的方式，結束其探測使命，在水星北極附近留下一個相當於NBA籃球場大小的撞擊坑（直徑約15米）。

結構介紹

「信使」飛船的基本部件包括：

科學載荷：用來收集「信使」的科學數據的儀器。

遮陽傘：用來保護飛船免受太陽直射，使飛船的電子設備和儀器即使在水星這樣的熱環境裡也能正常運行。

太陽能電池板：為飛船提供動力。"信使"還攜帶着一塊蓄電池，可以把太陽能電池板產生的電能儲存起來，供其他系統使用。

助推器：通過噴射燃料發生推力，改變飛船的軌道和姿勢。

助推火箭適配器：它是飛船發射的聯繫點，當"信使"與助推火箭脫離後，適配器就沒有作用了。

「信使」攜帶的科學儀器包括：

水星雙重成像系統：這是一部帶有廣角鏡頭和窄角鏡頭攝像機，可以單色、彩色和立體成像。

伽瑪射線和中子譜儀：將用它來繪製水星表面的元素構成圖。

X射線分光計：也被用於繪製水星外殼物質的元素構成情況。

磁力計：繪製水星磁場的詳細結構和動力，尋找磁化的地殼岩石區。

水星激光高度計：用來測算水星的地形

水星大氣與表面合成分光計：測算水星大氣的情況，尋找水星表面物質里的礦物成份。

高能粒子和等離子分光計：用於測算水星磁氣圈內部和周圍的帶電粒子的構成與特性。

獨特的設計

美國宇航局的要求是：用更少的錢，辦更多的事。所以，"信使"必須做到在科學上無可挑剔，必須有持久的生命力它通過整合現有的技術和有效的工程學設計，達到了宇航局規定的目標：

飛船各重要系統都有備用系統，一旦一個系統癱瘓，另一個系統（或備份系統）可以接過它的任務。

"信使"使用了現成的部件和標準的數據界面，減少了對未經證明的造價昂貴的新技術的需求。

"信使"飛船採用了其他執行太空探索任務的飛船子系統設計。

使用的天線不是展開式，而固定式，這樣便減少了在天線展開過程中與地球控制人員失去聯繫的的可能。

遮陽傘的陶瓷材料採用了"被動熱設計"，這樣飛船就沒有必要配備耐高溫的電子儀器。

攜帶科學儀器

水星雙重成像系統（Mercury Dual Imaging System）：這是一部帶有廣角鏡頭和窄角鏡頭攝像機可以單色、彩色和立體成像。

伽馬射線和中子譜儀（Gamma-Ray and Neutron Spectrometer）：將用它來繪製水星表面的元素構成圖

X射線儀（X-Ray Spectrometer）：也被用於繪製水星外殼物質的元素構成情況

磁力計（Magnetometer）：繪製水星磁場的詳細結構和動力，尋找磁化的地殼岩石區

水星激光高度計（Mercury Laser altimeter）：用來測算水星的地形。

水星大氣和表面組合探測儀：測算水星大氣的情況，尋找水星表面物質里的礦物成份。

高能粒子和等離子體探測儀（energetic particle plasma spectrometer）：用於測算水星磁氣圈內部和周圍的帶電粒子的構成與特性

技術難點

溫度控制

由於水星距離太陽很近，「信使」號在繞水星軌道運行時必須經受住高溫和強太陽輻射的考驗。為此，任務規劃人員專門為「信使」號打造了一把「遮陽傘」，也就是具有高反射性的耐熱遮陽罩。研究人員表示，遮陽罩安裝在「信使」號前端的一個鈦結構上，高大約8英尺（約合2.4米），寬大約6英尺（約合1.8米）能夠很好地保護這顆探測器

在水星距離太陽最近時，遮陽罩前方的溫度可達到700華氏度（371攝氏度）但在遮陽罩的後面，「信使」號以及所攜儀器的溫度卻保持在室溫狀態，即大約70華氏度（20攝氏度）左右，

精確測控

信使號需要將近7年的時間才能進入水星軌道，整個行程接近80億公里，對於這麼漫長的時空距離，做好衛星的精確測控是另一個必須解決的難題。中國科學院院士中國探月工程首席科學家歐陽自遠：距離太遠，但是你必須把它的軌道控制得非常好，讓它能夠按照科學家的需要進行探測，這裡面又產生一個問題就是必須精確的測控。

降低速度

信使號從地球前往水星，受太陽引力影響（勢能轉化為動能），它的速度越來越快，如果直接到達水星大約只需要3個月，為了使用較少的燃料降低速度，信使號在長達6年半的飛行時間裡，飛行了約79億千米，進行了5次軌道修正，更重要的是6次飛掠內太陽系行星，藉助引力彈弓來減速。

即使這樣，信使號大半重量都是燃料，總重1092千克，其中燃料607千克，燃料占比高達55.6%。

擔負使命

水星距地球約9100萬公里，「信使」號直接飛到水星只要3個月左右，而為進入水星軌道，「信使」號要先在太陽系內飛行6年多的時間，其中主要原因在於，為了儘量壓縮太空探測項目的開支，美國宇航局不能把探測器研製得過大、過重。「信使」號如果要直接進入環水星軌道，需要攜帶更多燃料，這就意味着需要更大載荷的運載火箭和更高的科研成本。

受發射運載重量的限制，「信使」號沒能攜帶足夠的燃料上天。因而「信使」號需在太陽系內部先進行數年長途環繞漫遊使自身減速。它將在飛經地球一次、飛經金星兩次、環繞太陽15圈獲得足夠引力支持後，在第三次飛過水星時由於引力作用，「信使」號會先被猛烈甩向金星，然後藉助「彈弓效應」，於地球時間2011年3月再次被彈向水星順勢「滑進」水星軌道，開始為期一年的環水星飛行；其間，「信使」號探測飛船上的7種科研儀器將對水星的表面、空間環境、地質化學及空間距離等進行全面探測，收集相關數據。

這次「信使」號的水星軌道探測項目，是美國宇航局雄心勃勃的行星探測系列項目「發現計劃」的一部分。多年來美國太空探測的龐大開支及其實用性一直受到美國納稅人的質疑，美國宇航局在向聯邦政府申請科研經費時也頗費思量因而美國宇航局在1994財年正式啟動行星探測「發現計劃」時，提出以更快、更好、更省為方針要求連續進行科研目標高度集中、而又花錢不是太多的項目，以解答太陽系內許多不為人類所知的行星之謎。

水星

美國國家航空暨太空總署，2008年2月1日公布「信使號」太空船飛越水星未知地表時所拍到的影像和資料。水星是太陽系最小的行星，也是與太陽距離最近的行星。

華盛頓卡內基研究所「信使號」任務首席研究員索羅門在記者會中表示：「這次飛行讓我們看到太空船以前從未見過的水星部份，我們的小太空船已傳回像金礦般令人興奮的資料。

美國宇航局的「信使」號探測器拍攝的1213張照片中的一部分在30日公開，它們有助於支持這樣一個觀點：水星上點綴着古代留下的火山，隨着時間推移，這顆行星在不斷收縮，形成像皺紋般的山脊但是其他一些圖片非常令人驚訝和迷惑不解。任務首席科學家、卡耐基華盛頓研究所的肖恩?索羅門表示，其中一張照片中捕捉到的蜘蛛形狀的地貌「跟我們在太陽系其他地方看到的情形都不一樣。」這張圖片上顯示出一個像大隕石坑的圖形，周圍延伸出很多模糊的線條。

水星是最靠近太陽的行星，人們經常把它和地球的衛星――黑白分明的月球進行對比。但是這些最新照片顯示了水星不為人知的一面，通過它們科學家了解到這顆行星的多彩一面，它上面曾有火山活動。在美國宇航局不斷改進的高科技設備的幫助下，「信使」號拍攝到的照片顯示出淡藍色和暗紅色。負責美國宇航局的「信使」任務的設備科學家約翰-霍普金斯大學的路易斯?普羅克特說：「水星有顏色分明的紅色和藍色區域它看起來和月球並不一樣

太空總署表示，信使號的儀器提供水星陰暗面的隕石坑地形輪廓與其他地質特徵資料，這些特徵在太陽系獨一無二。

水星表面有綿延數百公里的巨大懸崖，透露出這個行星早期歷史斷層活動的型態，

太空總署說，這艘太空船也發現另一個獨特特徵：從複雜中心地區輻射出超過一百條狹窄而平坦的低谷，這是此前在水星和月球上都不曾見過的，科學家將之稱為「蜘蛛」。

羅德島布朗大學科學團隊的共同研究員海德說：「接近蜘蛛的中心有一個隕石坑，但隕石坑究竟是原始構成還是之後才出現，此刻仍不清楚，

信使號將在二零一一年最後一次飛掠水星，並進入水星軌道進行長達一年的研究。在那之前，它還會兩度飛越水星分別在二零零八年十月和二零零九年九月。

這艘太空船從二零零四年八月發射以來，已經飛越地球一次，金星兩次當它完成長達六年半的探索之旅時總共將飛行七十八億公里。

信使號飛船於2008年1月15日凌晨飛掠水星，其軌道距離水星表面最近時只有約200公里。這是人類探測器時隔30多年後再次飛掠水星。10月6日第二次近距離飛越水星，拍攝了大量水星表面圖像，並收集到一系列科學觀測數據美國宇航局發布的消息說，「信使」號這次在整個飛越過程中拍攝了1200多幅圖像，其軌道距水星表面最近時僅200公里左右，預計美國東部時間7日凌晨就可以開始接收到「信使」號傳回的圖像和數據。據美國宇航局專家介紹「信使」號此次水星之行重在為六大問題尋找答案。破解這些疑團不僅有助於研究水星，也會促進科學家們更深入了解地球等類地行星的形成和演化。

解開水星眾多謎團

1、水星的密度

水星的體積與月球相似，而其密度則比月球大得多，僅比地球略低，在太陽系內部的類地行星中位居第二。而如果沒有行星自身引力對內部的壓縮作用，水星的密度將比地球更大。科學家們曾根據其密度推測，水星中有65%是富含鐵等金屬的內核，這一比例約相當於地球的2倍。「信使」號攜帶的多種分光計能夠測量水星表面的元素構成，有關結果有望用於驗證有關水星密度的各種理論。

2、水星的地質史

1974年和1975年，美國「水手10」號飛船曾對水星45%的表面區域進行了拍照，照片上的水星表面古老並布滿了坑與月球表面頗為相似。但「水手10」號所拍照片並未提供有關水星表面形成機制的足夠細節，

「信使」號上的儀器可拍攝水星整個表面，並分析其表面岩石的礦物和元素構成，科學家們希望能在此基礎上確定塑造了水星表面的各種地質過程發生的順序。

3、水星內核結構

「水手10」號曾意外地發現，水星擁有分布於整個星球的磁場。在其他類地行星中，只有地球具備相同特徵。地球磁場據認為由外層地核中液態岩漿的運動所形成，體積比地球小得多的水星，照理說其內核早就應該冷卻並完全固化。現今的水星磁場是該行星早期原始磁場的殘餘物，還是說水星內核並非完全是固體從而導致了磁場的形成「信使」號對水星內核結構的研究，將有助於更好解釋地球這樣的類地行星如何產生磁場。

4、磁場特性

地球磁場會對太陽風和太陽耀斑等太陽活動作出反應，經常產生高度動態的變化。「水手10」號曾發現水星磁場也會有類似動態變化，但該飛船的探測結果未能很好揭示出水星磁場的特性。「信使」號將利用磁強計等對水星磁場展開長時間的詳細觀測，進而確定水星磁場強度及其變化規律。

5、兩極的冰

水星是距離太陽最近的太陽系行星，表面溫度最高可達450℃，但其兩極巨大的環形山內側卻永遠照不到陽光那裡的恆定溫度低於零下212℃。1991年，科學家們首次根據雷達觀測圖像發現，水星兩極環形山內側具有很強反射能力，最為普遍的一種看法認為，這些區域存在着冰。「信使」號的一個任務是檢驗水星上到底有沒有冰，

6、水星的揮發物

水星擁有極為稀薄的大氣層，水星大氣層中已知存在氫、氦、氧、鈉、鉀和鈣等6種元素，這些元素據認為來自於各種渠道，通過不同方式進入水星大氣層。「信使」號將藉助多種分光計研究水星大氣層的構成，並確定其中的各種分子究竟通過什麼方式而產生

7、水星背面什麼樣

美國宇航局的「水手10號」是曾經探索過太陽系內這個神秘世界的唯一一艘飛船。但是它僅拍攝到水星不到45%的表面（一個隕石坑地形）圖像。這意味着除了地面上的雷達進行的少量觀測外，我們幾乎對這顆行星的一大半一無所知亞利桑那州霍普金斯山多鏡面望遠鏡天文台的主管菲斯·維拉說：「關於水星的另一面是什麼樣子，我們不能過於自信。到現在為止，每一顆太陽系天體都與另一顆看起來非常不一樣。我們正期待着水星另一面給我們帶來的巨大驚喜。」

8、水星靠近太陽的一面有冰

在水星最靠近太陽的一面，溫度最高可達800多華氏度（425攝氏度），這種環境下有冰存在着實令人震驚。對雷達來說，冰的反光性更高，據地面雷達顯示，在水星極地永遠得不到陽光照射的黑暗的隕石坑深處，可能有結冰的水沉積物存在。這些水可能來自水星的內部氣體，或者是來自隕星相撞時產生的水汽。「信使號」飛船將在水星上永遠處在陰暗處的極地隕石坑底部尋找氫。如果這艘飛船能發現氫，就說明它可能已經在這個像地獄的世界裡發現了冰。

9、水星的體積在縮小

隨着水星內核凍結，這顆行星可能正在收縮。「水手10號」飛船拍攝到的照片顯示，水星表面似乎有從內部延伸出來的褶皺導致水星上出現一條1英里高、數百英里長的巨大懸崖「信使號」飛船將留心觀察水星背面的此類褶皺跡象並將通過分析該行星的磁場來研究它的金屬核。

10、水星軌道內有祝融小行星

科學家不知道是否有一群號稱「祝融小行星」的天體位於水星的軌道內部，隱藏在炫目的陽光之中？雖然「信使號」飛船在靠近水星期間探測這些小行星的機會非常有限，但是它還是有一次探測這些小行星的機會。為了避免被太陽烤乾「信使號」將一直躲在朝向太陽的遮陽傘內，飛船上的科學儀器將遠離太陽。「信使號」任務的主要調查員肖恩·索羅門表示不過科學家還將利用「信使號」「查找那裡可能仍然存在現代祝融小行星的任何線索，

11、水星的大氣來自哪裡

水星那令人難以置信的稀薄大氣非常不穩定，經常從這顆行星的微弱重力的束縛中逃逸出去。科學家還不清楚水星的大氣從哪裡獲得源源不斷的補充。研究人員懷疑，水星大氣中的氫和氦正是藉助太陽風（太陽發出的帶電超聲波粒子流）被不斷地帶到這裡。其他氣體可能是從水星表面蒸發出的，或者是從這顆行星內部滲出的還有可能是被蒸發掉的隕石帶來的。維拉表示，「信使號」將對這顆行星的大氣進行近距離觀測以查明水星大氣是如何產生的，

12、為什麼水星有磁性

「水手10號」獲得的一個完全出乎意料的發現是，水星有磁場。從理論上來說，行星只有快速旋轉和擁有熔融核時才能產生磁場。然而水星旋轉一周需要59天，並且它是如此小，大約僅是地球體積的三分之一因此它的內核應該在很久以前就已經變涼了。為了揭開這個謎團，「信使號」將探測水星的磁場。一些天文學家認為這顆行星的磁場已經靜止了但是前幾年科學家發現水星似乎有一個熔融核，因此這顆行星仍然能有效地產生磁場。

13、為什麼水星的金屬含量如此高

水星的密度極其大，因此研究人員估計這顆行星鐵含量豐富的內核的重量可能占整個星體重量的近三分之二這是個令人吃驚的數字，它是地球、金星或火星重量的兩倍。換句話說就是，水星的內核可能占據這顆行星直徑的四分之三。有關這種與眾不同的密度的一種解釋是，在數十億年前的猛烈撞擊過程中，水星最初的外表被剝落這次撞擊還把水星移向太陽，到達所處的位置。另一個理論顯示，水星就是在這個位置形成的為了查明兩個有關水星起源的理論哪個更正確，「信使號」的小型化科學儀器將探測該行星的地質狀況。了解水星的形成過程將有助於天文學家進一步認識行星的演變過程。