飞了 8 年、绕了 9 圈：贝皮科伦坡终于甩掉推进舱，向水星做最后冲刺

9 月 3 日，欧洲航天局任务控制中心发出指令，欧日联合水星探测器 "贝皮科伦坡" 成功完成了一次关键分离 —— 承担了 8 年推进任务的水星转移模块（MTM）被自主切断四根机械撑杆，由弹簧装置缓缓推离，剩下两颗科学轨道器将独自完成最后约两个月的航程，预计11 月 21 日进入水星轨道。

这次分离看似只是一次常规的舱段分离，实则是整个任务最危险的节点之一。

由于水星距离地球超过1 亿公里，信号单程延迟超过 6 分钟，地面无法实时干预，探测器必须自主完成检测、切断、推离的全部操作。

欧空局舱段任务负责人埃尔萨蒙塔尼翁形容，这次操作 "相当于围绕另一颗行星重新发射了航天器"。

遥测数据传回后确认，一切与预期完全一致。

贝皮科伦坡探测器飞向水星艺术图 来源：ESA

要理解这次分离的分量，需要先理解水星探测到底有多难。

水星是太阳系中离太阳最近的行星，探测它的最大悖论在于：越靠近太阳，太阳引力越强，探测器速度越快，而进入水星轨道恰恰需要 "减速" 而非 "加速"。

这意味着探测器不能直接飞向水星，必须通过一次次行星飞掠（引力弹弓）来逐步消耗能量、降低速度，最终才能被水星引力捕获。

贝皮科伦坡的飞行轨迹就是一部引力弹弓的教科书案例。

自2018 年 10 月 20 日由阿丽亚娜 5 号火箭发射升空以来，探测器在近 8 年时间里完成了9 次行星飞掠——1 次地球飞掠、2 次金星飞掠、6 次水星飞掠，飞行里程逾100 亿公里。

每一次飞掠都在精确计算的轨道上擦过行星，利用行星引力一点点 "刹车"，把相对于水星的速度降到可以被捕获的范围。

这种复杂的轨道设计，正是以任务命名的意大利数学家朱塞佩・"贝皮"・科伦坡的研究领域 —— 他在上世纪发现了水星的 3:2 自旋轨道共振，并首次提出利用金星引力弹弓探测水星的方案。

引力弹弓轨道示意图 来源：NASA

贝皮科伦坡不是单一探测器，而是一个由三个部分组成的复合航天器。

水星转移模块（MTM）负责推进，采用太阳能电推进系统，在 8 年巡航中持续提供微弱但高效的推力；欧洲的水星行星轨道器（MPO）负责对水星表面、内部结构、重力场、地形和热辐射进行全面测绘；日本的水星磁层轨道器（昵称 "Mio"）则专注于水星磁场、等离子体、尘埃和太阳风的研究。

两颗轨道器各有分工，入轨后将分别进入不同高度的极轨轨道，从不同维度对水星进行联合观测。

推进模块分离后，MPO 和 Mio 将以组合体状态继续飞行，直到 11 月 21 日抵达水星。

入轨时，MPO 将启动主发动机进行一系列制动点火，把组合体减速到可以被水星引力捕获的速度。

进入初始轨道后，两颗探测器还不会立刻分开 —— 它们要到12 月才完成分离，之后 MPO 通过持续点火逐步降低和精化自己的极轨轨道，到2027 年 3 月进入最终工作轨道，4 月开始常规科学探测。

整个标称科学任务为期 1 年，之后可能进行扩展任务。

贝皮科伦坡三模块分解图 来源：ESA

人类对水星的探测历史充满了艰难和等待。

1974 年，NASA 的水手 10 号成为首个飞掠水星的探测器，但它只能在飞掠时短暂拍摄，无法进入轨道。

直到2011 年，NASA 的信使号才成为首个进入水星轨道的探测器，在 4 年轨道任务中彻底改变了人类对水星的认知 —— 确认了水星极地陨石坑中存在水冰，绘制了完整的表面地形图，发现了水星异常巨大的铁核。

信使号于 2015 年燃料耗尽后撞击水星表面结束任务。

贝皮科伦坡是人类历史上第三个水星探测器，也是首个由欧洲和日本联合实施的水星轨道任务。

它携带的科学载荷比信使号更全面，分辨率更高，将在信使号的基础上回答一系列更深层的问题：水星的未压缩密度为什么显著高于其他所有类地行星和月球？水星巨大的铁核到底是液态还是固态？水星的内在磁场是如何产生的？水星表面的挥发性物质从何而来？水星极地的水冰储量有多大？这些问题的答案，不仅关乎水星本身，更关乎太阳系内行星的形成和演化历史。

水星是一颗充满矛盾的行星。

它是太阳系最小的行星，却拥有比例最大的铁核 —— 核心半径占整个行星半径的约85%，这意味着水星的地幔极薄，与地球的结构截然不同。

它白天表面温度高达430°C，足以熔化铅，夜晚却骤降至-180°C，昼夜温差超过 600 度，是太阳系温差最大的行星。

它离太阳最近，却在极地永久阴影的陨石坑中保存着水冰。

它没有大气层，却拥有微弱但真实的内在磁场 —— 类地行星中除地球外唯一拥有全球磁场的行星。

这些矛盾恰恰是贝皮科伦坡要解开的谜题。

MPO 搭载了 11 台科学仪器，包括高分辨率成像仪、X 射线光谱仪、紫外光谱仪、激光高度计、磁力计和重力场测量设备，将对水星表面进行前所未有的精细测绘。

Mio 则携带了 5 台仪器，专注于水星磁层和空间环境的原位测量。

两颗轨道器协同工作，可以同时从水星表面和磁层两个维度进行观测，这是信使号单一探测器无法做到的。

推进模块的分离，标志着贝皮科伦坡任务从 "巡航阶段" 正式进入 "到达阶段"。

接下来的两个多月，两颗轨道器将在没有推进舱的状态下，依靠自身的姿控发动机和动量轮保持轨道，逐步逼近水星。

11 月 21 日的入轨制动将是另一个关键节点 —— 如果点火时间或角度出现偏差，探测器要么飞掠水星无法捕获，要么直接撞向水星表面。

整个任务团队正在为这一刻做最后的准备。

从 2018 年发射到 2026 年入轨，8 年的等待和 9 次精准的引力弹弓，贝皮科伦坡用最复杂的轨道设计，完成了人类对太阳系最内侧行星的又一次远征。

它的名字来自一位用数学计算揭示水星奥秘的科学家，而它的任务，正是要把那些数学计算变成真实的科学发现。

当 11 月 21 日发动机点火、探测器被水星引力捕获的那一刻，8 年的飞行将迎来真正的开始。

OlmoEarth v1.3发布：Ai2推出全球卫星嵌入模型

Ai2（艾伦人工智能研究所）今日发布了一款卫星地图嵌入模型OlmoEarth v1.3，并为全球范围提供了多种分辨率下预先计算好的年度嵌入数据，同时配套推出了基于浏览器的地图制作工具。

该模型能够将一年的卫星观测数据压缩成数值指纹，最小分辨率下每个指纹对应10米乘10米的地面区域，同时也提供64平方米和128米分辨率的版本。

这种数值指纹捕捉的模式信息，可供其他软件用于区分农田、森林、矿区等不同类型的地表覆盖。

此前，使用OlmoEarth的主要方式是通过OlmoEarth Studio进行微调，针对每项任务训练一个模型，再将其应用于卫星数据以生成地图。

这种方式需要大量图形处理单元资源，以及下载和存储影像的能力。

此次发布的OlmoEarth嵌入浏览器是一款基于浏览器的地图制作工具。

这意味着任何人都可以将OlmoEarth用于实际工作，从追踪时间变化到寻找相似地点，无需注册登录即可使用。

嵌入数据代表了模型从数百万张卫星图像中学习到的内容。

OlmoEarth会读取一年的雷达图像及相关数据，包括Sentinel-1、Sentinel-2和Landsat的数据。

Sentinel和Landsat是提供地球互补视角的卫星任务：Sentinel-1测量雷达反射信号，而Sentinel-2和Landsat则捕捉可见光和红外波长的光线。

该公司表示，与以往版本的OlmoEarth模型相比，v1.3是其训练成本最低的模型。

其训练所用计算时间仅为最新版本（v1.2）的53%，为第一版（v1）的18%，碳排放量也分别仅为两者的50%和22%。

不过v1.2仍是一款强大的微调模型，对研究机构和合作实验室而言依然具有价值。

这些模型在现实世界中的应用场景 这些卫星模型有助于压缩跨越时间和空间的大量数据，这对于理解地球的变化方式非常有用。

在秘鲁马德雷德迪奥斯地区，围绕拉潘帕的非法金矿开采活动在2017年和2018年达到顶峰，在坦博帕塔国家保护区缓冲区内清除了超过1200公顷的森林。

亚马逊保护团队的MAAP监测项目报告了这一活动。

2019年2月，秘鲁的"水银行动"关闭了大部分采矿作业。

我们如何得知这一事实？ 嵌入数据给出了明确答案。

无需进行模型训练，仅通过比较不同年份的数据像素，观察2016年至2020年间的情况，可以清晰看到南部矿区带内有明显的向东扩张趋势：显著变化区域达34平方公里。

而同样的比较放在2020年至2024年间，这一面积降至9平方公里。

关闭行动的效果显而易见。

Ai2表示，对许多团队来说，针对某个想法测试OlmoEarth通常意味着需要进行一次微调运行，这是一项耗时数小时、成本高昂的艰巨任务。

而在浏览器工具中，初步分析仅需几秒钟即可完成。

仅凭少量标签对某个区域进行分析，无需使用GPU。

当某项任务确实需要进行微调实验时，嵌入数据可以帮助判断该实验是否值得投入计算时间，以及模型存在哪些不足之处。

揽月着陆器无人飞行：1次载荷不超50kg，中国登月时间能更快吗？

好消息！中国载人航天宣布，揽月着陆器（无人飞行）载荷征集来了，这虽然说是着陆器的一次征集，但也说明了我国整个载人登月计划的执行稳定推动问题，那什么时候执行呢？ 从当下我国锁定登月目标来讲，这没有任何的变化，就是预计在2030年前完成载人登月任务，所以，这是值得期待的。

只不过，会不会提前多久，这个可能会看我国整个月球任务的进度情况，一般来说，从个人的角度来讲，应该就是在2029年左右进行，不太可能直接踩到线上来是吧，那下面我们就先看看着陆器的问题。

揽月着陆器要无人飞行：1次载荷不超50kg 对于揽月着陆器来说，其实这是我国月球计划之下最为核心的部分，因为要上月球，月球着陆器就是核心，它是带航天员，物资等上月球的关键。

按照我国针对揽月着陆器的设计来看，由登月舱和推进舱组成，主要用于环月轨道与月表间的航天员运输，可搭载2名航天员往返，并可携带月球车和科学载荷，是航天员驻月期间的月面生活中心、能源中心及数据中心。

只不过，这里大家看到2人不要误解，我国首次登月任务计划是3人前往月球，到月球表面是2人，这个要分开，这也说明了其中1人是在轨支持任务了。

所以，这一次我国发布的揽月着陆器进行无人飞行任务，那也说明了我国在正式“载人登月”前，要进行测试，确保各个航天器，火箭等系统的稳定性，这都是常态化的事情。

也就是借用这样的机会，我国推动一次无人上月球的测试，按照说明情况来看——这一次征集的载荷，单次任务搭载载荷总质量不超过50kg，总功耗一般不超过100W，这也说明了给出的空间还是较大，具体搭载什么，可能需要在后续公布了才知道。

所以，针对这一次任务来说，也是值得期待的，要进行无人飞行任务了，在无人飞行之后，必然也就会推动载人登月任务的执行，同时，要发射月面着陆器的话，我国登月火箭系统等方面的测试，也会到来，而且本身从方案来讲，我国是要利用2枚火箭来执行任务，那就是先采用两枚运载火箭分别将月面着陆器（“揽月”）和载人飞船（“梦舟”）送至地月转移轨道。

这说明了可以单独发射月面着陆器测试，但要测试整个系统的话，那肯定也是要进行梦舟飞船的发射测试才行，这还是组合体，具体的安排，就看我国后面航天中心公布了再看看。

中国2030年前登月，能更快吗？ 的确，针对我国整个月球计划来说，一直都是说在2030年前登月，但是相对来说，快也不是没有可能的，我前面也说了，一般来说，在2029年左右的概率是最大的，因为在此前，我国深空探测实验室就给出了一个时间表，那就是在2029年-2030年前登月，这说明了最快还是有可能在2029年，只不过，这一切都是取决我国的整个月球计划的执行过程，只有执行了，才是确定性的。

而从如今的揽月着陆器的征集载荷问题来讲，其实也说明了我国很可能会加速推进了，可以说针对登月任务来说，提前进行测试，这完全也是可以理解的，毕竟测试就是最为核心的。

如果测试都没有问题，那下一步就可以进行载人登月，要是出现了一部分的问题，那还是可以进行相关性的调整，也是具有充足的时间，所以，其实节点还是足够了。

而且，我国在今年也宣布了要进行长征十号甲，梦舟一号飞船的测试，当下还没有给出明确的调整时间，要是整个都测试完成了，后续只需要进行升级测试就行了，毕竟这都是我国登月之下的先锋版。

同时，载人登月火箭依照初期的节点，也是在2027年进行测试，这些都是相互相的，那么，我们就等待时间的到来吧，我国反正也是多次对外公布了，载人登月稳定推进，那说明了一切都没有问题。

如果真的存在变化，我国肯定早就做好了说明准备，不会类似于要执行人了，临时进行任务的改变，大家完全可以放心，不排除我国更快的登月，至少在任务节点之下，都在加速推动之中，这就是趋势。

载人登月难不难？ 对于载人登月来说，肯定是难得。

自从美国阿波罗计划之后，人类再也没有执行过载人登月，就算是美国重启载人登月任务——执行重返月球计划，美国也是面临各种困境，这不仅是烧钱的问题，还是技术上的问题，都是挑战性的。

当然，在载人登月的过程之中，也是推进人类走向深空的关键，所以，都进行。

那到底有多难？ 如在执行载人登月任务的过程之中，对飞船要求有极强的变轨能力，因为登月舱要进行近月制动，其变轨速度大约在八九百米每秒，且要留相当的变轨能力从环月轨道返回月地转移轨道。

登月舱着陆月面和返回环月轨道的速度增量都接近两千米每秒，要实现这个速度，飞船一半以上的重量都是推进剂，而且还需要精确的测控能力，对地面具有动态观察能力，自主调整能力等等，这些都是任务之下的难题。

所以，如果很简单的话，世界上早就有很多国家都已经执行了载人登月任务了，也就是难，如今也没有看到多少国家突破，而且在阿波罗计划之后，当下也还没有谁完成过载人登月任务，这就是问题的根本。

那么，时间虽然紧张，但是在执行载人登月任务之下，我们必须确保每一次的任务都可以完美的执行，并且确保火箭，飞船等方面全面的稳定，具有安全性等之后，才会开启登月任务，前夕的无人测试就是确保的关键。

而我国这一次发布揽月着陆器要无人飞行，其实也就是其中测试的一部分，那么，我们期待早点到来，只要无人测试稳定了，那么载人登月的任务也就来了，这就是趋势。