Спутники Меркурия — естественные, искусственные
Содержание
- 1 Искусственный спутник
- 2 Естественные спутники
- 3 Обнаружение предполагаемого спутника
- 4 Двойная звезда
Коричнево-серый Меркурий — малоизученная первая планета нашей Солнечной системы. После того, как объект №9 Плутон разжаловали из звания «планета», самый близкий сосед Солнца стал самой маленькой планетой. Объект №1 наделен множеством тайн и неразгаданных фактов. Ученых до сих пор волнует вопрос о том, есть ли в космическом пространстве спутники Меркурия.
Искусственный спутник
Планета-попрыгун, так называли Меркурий древние обитатели Земли, интересовала астрономов еще со времени, датирующимся названием «до нашей эры». Упоминания о загадочной «утренней звезде» есть у древних египтян и римлян, шумеры же, разглядевшие Меркурий на небосводе называли его «Муль апин».
После того как современная техника пошла вперед семимильными шагами, Меркурий стал одним из главнейших объектов исследования космоса и нашей Солнечной системы.
Рассматривая планету в телескопы, астрономы давно лелеяли надежды поближе изучить первого соседа светила и понять, что же на нем происходит.
Впервые удалось послать зонд в сторону коричнево-серого объекта №1 в 1973 г. Американская исследовательская компания NASA отправила покорять околомеркурианские просторы зонд «Маринер-10». В задачу аппарата входил пролет над маленькой планетой и фотографирование его поверхности. Так как ранее возле Меркурия не были замечены спутники, то ученые надеялись, что «Маринер-10» сможет выявить, возможно, скрываемые в тени планеты объекты.
Надежду на то, что у планеты все же есть спутник или некий объект на орбите, дало астрономамультрафиолетовое излучение, активность которого наблюдалась перед проходом зонда космических границ планеты №1. Прибывший к горизонтам Меркурия «Маринер-10» в марте 1974 г. загадочного звездного объекта, взволновавшего земную аппаратуру летящего зонда, не обнаружил, а ультрафиолетовый всплеск рассеялся так, как будто его и не было никогда.
Снова надежда на то, что спутники Меркурия все-таки существуют, появилась несколькими днями позже, когда зонд NASA опять уловил ультрафиолетовый всплеск и зафиксировал объект, удаляющийся от планеты на скорости в 4 м. в секунду. Дальнейший анализ данных показал, что «Маринер-10» зафиксировал информацию от совсем другого далекого объекта, находящегося в соседней галактике.
Первым искусственным спутником планеты №1 суждено было стать новому аппарату NASA. Современного покорителя звездных просторов назвали «Messenger». Удачно стартовав 3 августа 2004 г. с мыса Канаверал, «шпион» землян достиг коричнево-серого тела в начале 2008 г. Аппарат «Messenger» передал в центр управления полетами первые снимки, и ученым в очередной раз стало понятно, что естественные природные спутники Меркурия не существуют.
В 2011 г. земной аппарат, принадлежащий американской аэрокосмической компании, совершил несколько маневров в слабой атмосфере объекта и навсегда стал его первым рукотворным сопровождающим Меркурия.
Но на этом список искусственных объектов возле планеты №1 не заканчивается.
В октябре этого года земные пределы покинуло несколько аппаратов, принадлежащих Европейскому космическому агентству и объединенных в миссию «BepiColombo». Роботизированные исследователи Меркурия принадлежат нескольким государствам, а в планы астрономии входит полное изучение первой планеты от Солнца. Предполагается, что Россия тоже примет участие в исследовании самой маленькой планеты нашей системы после 2031; прочее прохождение научных работ и их детали пока не определены.
Естественные спутники
После того как земными специалистами стали активно проводиться наблюдения за «жизнедеятельностью» Меркурия, обнаружение предполагаемого спутника стало все же возможно, и ученые возлагают на это большие надежды. На данном этапе исследований космоса характеристика планеты №1 указывает на то, что объекту сложно сформировать собственного соседа.
Причин того, что у Меркурия нет природных сопровождающих, вращающихся на его орбите, несколько.
Во-первых, гравитация объекта относительно соседствующей палящей звезды мала, и она не может притянуть к себе и задержать даже небольшие астероиды. Во-вторых, вмешиваются в «поимку» орбитального пленника сильные солнечные ветры, которые атакуют маленькую планет постоянно.
Возможно в далеком прошлом, когда наша вселенная еще формировалась, у Меркурия были естественные спутники. Шли тысячелетия, и воздействие огненного соседа Солнца нарушило идиллию космического взаимодействия, поглотив гипотетические меркурианские луны.
Кроме вопроса о числе спутников вторым по популярности является вопрос о том, сколько колец имеет планета. Современные данные, полученные с аппарата «Messenger», свидетельствуют о том, что у Меркуриянет не только спутников, но и колец.
Образование ни того, ни другого объекта планетарного значения в природе в этот момент невозможно. Связано это с тем, что тело №1 не расположено вблизи пояса астероидов, как красный сосед по Солнечной системе Марс. Гравитационные показатели не притягивают на орбиту самой маленькой планеты крупныекосмические тела и астероиды троянские.
Говоря простым языком, у планеты просто нет материала для создания колец или же спутника, сопровождающего ее в холодном звездном пространстве. Единственными видимыми при заданных настройках оборудования являются кольца магнитных полей планеты.
Обнаружение предполагаемого спутника
Относительно лун планеты №1 среди астрономов ведутся споры. Некоторые космоведы уверены, что невидимые в телескопы объекты просто обязаны существовать. Они утверждают, что если найти решение у школьной задачки по физике с условием «определите первую космическую скорость для спутника Меркурия, летающего где-то в недрах Солнечной системы», то получится обоснованный ответ на многовековой вопрос. Зная массу и радиус объекта №1, при помощи формул несложно определить, что требуемая величина равна 2999,5 м. в секунду.
Условие еще одной популярной задачки, которое звучит, как «рассчитайте период обращения спутникаМеркурия, находящегося недалеко от планеты», поможет любопытствующим определить осязаемый показатель астрономического масштаба.
Использовав планетарные величины массы и радиуса объекта, можно рассчитать, что период обращения равен 85 минутам. Уже несколько лет подобные задачки популярны среди учащихся, сдающих ЭГЕ.
Двойная звезда
Долгое время астрономам Земли не давал покоя вопрос о том, чье же ультрафиолетовое излучениеобнаружил в начале 70-х гг. прошлого века американский аппарат «Маринер-10». Проанализировав имеющиеся сведения, стало ясно, что зонд поймал «галактический привет» от двойной звезды 31, которая расположена в созвездии Чаши. Период обращения звездной «шалуньи» вокруг собственного светила составляет почти 3 дня.
Как не пытались ученые определить, кому же принадлежит второй всплеск космического излучения, запеленгованного «Маринером-10», их попытки не увенчались успехом. Вопрос так и остался без ответа, и есть надежда, что в последующие полеты к орбите Меркурия знания об этой планете расширятся и пополнятся новыми фактами.
Меркурий — первое тело нашей Солнечной системы, полет к которой относится к одним из сложнейших.
Объясняется это близкой расположенностью объекта к нашей звезде. Но астрономы не оставляют надежду на то, что запланированные миссии к самой маленькой планете в будущем увенчаются успехом и принесут новые знания о космосе.
Посланник к Солнцу У Меркурия впервые появился искусственный спутник: Наука и техника: Lenta.ru
Ранним утром 18 марта межпланетный зонд «Мессенджер» вышел на орбиту вокруг Меркурия и стал первым аппаратом, который на некоторое время превратится в искусственный спутник первой планеты Солнечной системы — до сих пор посланные с Земли зонды всегда пролетали мимо. Несмотря на то что Меркурий находится относительно недалеко от Земли, ученые огорчительно мало знают об этой планете, и очень рассчитывают, что «Мессенджер» позволит им существенно расширить нынешние представления.
Неудобная планета
Меркурий удален от Солнца, в среднем, на 59 миллионов километров — обращаясь вокруг звезды, планета то отбегает от нее на 69 миллионов километров, то приближается на расстояние всего в 49 миллионов километров.
Для сравнения, среднее расстояние от Земли до Солнца составляет 150 миллионов километров. По размеру Меркурий уступает не только Земле и всем остальным планетам земной группы, но даже крупнейшим спутникам Солнечной системы — Ганимеду и Титану. Диаметр ближайшей к Солнцу планеты составляет около 4,8 тысячи километров.
Помимо скромных для планеты размеров Меркурий отличается редкой неторопливостью — один оборот вокруг своей оси планета совершает за 176 земных дней. При этом вокруг Солнца Меркурий обращается намного быстрее — на прохождение полного круга он тратит 88 дней. То есть одни сутки на Меркурии длятся два меркурианских года. Но определить без календаря, какое стоит время года, гипотетические жители Меркурия вряд ли смогли бы — на этой планете практически не выражена сезонность.
Отсутствие четко отличающихся зимы, весны, лета и осени объясняется тем, что ось вращения Меркурия почти не наклонена по отношению к орбитальной плоскости. Зато смена дня и ночи на планете заметна очень хорошо — днем температура достигает 700 кельвинов (426,85 градусов Цельсия), а ночью падает до 90 кельвинов (минус 183,15 градусов Цельсия).
Причина такого контраста кроется в меркурианской атмосфере, точнее, в почти полном ее отсутствии. Газовая оболочка других планет, например Земли, выступает своеобразным буфером, который препятствует резким перепадам температур.
Из-за того, что Меркурий находится близко к Солнцу, его очень трудно изучать — с Земли планета видна только на закате или на рассвете, когда наблюдениям не мешает чрезвычайно яркий блеск звезды. Кроме того, проведение наземных наблюдений осложняется наличием атмосферы — она приводит к существенным искажениям получаемых изображений. Телескопы «общего назначения», работающие в космосе, также не подходят для детального изучения Меркурия, так как при прицельном «рассматривании» планеты их оптика попросту «ослепнет». Единственный приемлемый на сегодня способ исследовать Меркурий — это отправить к нему специальную межпланетную станцию.
Мимо
И такая станция была отправлена — 3 ноября 1973 года ракета-носитель «Атлас-Центавр» вывела в космос аппарат «Маринер-10».
Помимо Меркурия этот зонд должен был заодно изучить Венеру, но ни с одной из этих планет «Маринер-10» не сближался надолго: мимо Венеры аппарат пролетел один раз на расстоянии 5,7 тысячи километров. Пролетов мимо Меркурия было три, а минимальное расстояние между «Маринером-10» и ближайшей к Солнцу планетой составило 327 километров — достаточно, чтобы рассмотреть поверхность и провести некоторые измерения химического состава атмосферы.
Казалось бы, что мешало «Маринеру-10» задержаться рядом с Меркурием на более длительный срок? Ответ на этот вопрос — скорость. Для того чтобы выйти на орбиту какой-либо планеты — то есть превратиться в ее искусственный спутник — аппарат должен лететь достаточно медленно, иначе гравитационное притяжение не успеет «схватить» его. В 1970-е годы еще не существовало технологий, которые позволили бы аппарату, приближающемуся к Меркурию со скоростью более двух сотен тысяч километров в час, быстро затормозить.
Инженеры придумали, как можно эффективно снизить скорость зонда, только в 1980-е годы — стратегия включает в себя торможение двигателем и хитрые пространственные маневры с многочисленными облетами Меркурия и Венеры.
Кружа вокруг планет с их гравитационным притяжением, зонд постепенно замедляется (изменив траекторию облетов, можно точно таким же образом разгонять зонды). После изобретения технологии замедления космических аппаратов NASA начало активно работать над проектом меркурианской миссии, однако в 1986 году спустя 73 секунды после старта взорвался шаттл «Челленджер», и после этой катастрофы США на несколько лет приостановили работу над новыми миссиями.
Постоянный спутник
Зонд «Мессенджер» стартовал к Меркурию 3 августа 2004 года. Название аппарата переводится с английского как «посланник» и одновременно является аббревиатурой, которая расшифровывается следующим образом: MErcury Surface, Space ENvironment, GEochemistry and Ranging — [аппарат для] исследования поверхности, окружающей среды, геохимии Меркурия и его зондирования.
Путешествие практически к Солнцу длилось 6,5 лет – за это время «Мессенджер» один раз пролетел мимо Земли, дважды — мимо Венеры и три раза облетел Меркурий.
В общей сложности аппарат преодолел 7,9 миллиарда километров. 17 марта 2011 года в 03:45 утра по московскому времени «Мессенджер», находясь на расстоянии около 155 миллионов километров от Земли, на 15 минут включил двигатели и начал замедляться: в общей сложности его скорость упала на 862 метра в секунду, или 3,1 тысячи километров в час. Сейчас «Мессенджер» движется со скоростью около 208 тысяч километров в час — на главной странице сайта «Мессенджера» размещен счетчик расстояния, показания на котором очень эффектно меняются в режиме реального времени.
За четверть часа меркурианский зонд заметно «похудел» — на торможение «Мессенджер» потратил почти треть всех запасов топлива, масса которого при старте составляла больше половины от общей массы аппарата. На момент запуска в «Мессенджере» было 1100 килограммов, 600 из которых приходилось на топливо. Одна тонна — это очень небольшая масса для космического аппарата, да и размеры «Мессенджера» тоже невелики. Зонд, на который ученые возлагают огромное количество надежд, по длине и ширине и высоте (1,42 х 1,85 х 1,27 метра) не сильно отличается от крупного офисного стола.
По обеим сторонам аппарата расположены солнечные панели размером 1,5 на 1,65 метра. Именно они обеспечивают приборы «Мессенджера» энергией для работы, при том что «в дело» идет только 30 процентов попадающего на них солнечного излучения, а оставшиеся лучи отражаются. Если бы панели поглощали все излучение, то они очень быстро вышли бы из строя. Чтобы защитить от нагрева чувствительную «начинку» зонда, инженеры покрыли его теплоизолирующим керамическим «панцирем».
«Мессенджер» будет исследовать Меркурий при помощи семи основных научных приборов. Фотографировать поверхность планеты будет камера, способная делать цветные, монохромные и стереоснимки. Дополнительно ученые будут анализировать рельеф поверхности при помощи лазерных альтиметров. Химический состав атмосферы и скальных пород Меркурия должны исследовать нейтронный, гамма- и рентгеновский спектрометры. Отдельный спектрометр предназначен для более детального изучения атмосферы и определения состава меркурианских минералов.
Характеристики магнитного поля Меркурия будет определять магнитометр «Мессенджера», а еще один спектрометр займется анализом заряженных частиц, движущихся внутри и вокруг меркурианской магнитосферы.
Аппарат проработает на орбите Меркурия один год — за это время двигатели «Мессенджера» будут включаться еще несколько раз для того, чтобы корректировать орбиту аппарата. Специалисты не исключают, что «Мессенджер» продержится и дольше, но рано или поздно топливо у зонда закончится, и он начнет постепенно снижаться, пока не врежется в поверхность Меркурия.
Ученые рассчитывают, что собранная «Мессенджером» информация поможет им прояснить целый ряд вопросов, касающихся особенностей Меркурия. Кроме того, эти данные позволят астрофизикам лучше понять, как эволюционировала Солнечная система в целом. Например, на сегодняшний день остается непонятным, почему четыре планеты земной группы — Меркурий, Венера, Земля и Марс — настолько непохожи друг на друга.
Взять Меркурий — эта планета отличается аномальной плотностью.
Плотность Земли больше плотности Меркурия только по причине значительно большей массы нашей планеты — гравитация дополнительно сжимает земное вещество. Кроме того, у Меркурия и Земли есть магнитное поле, а у Марса и Венеры — нет. Марс при вдвое меньших по сравнению с Землей размерах имеет практически такую же продолжительность суток, а сутки на Венере, имеющей практически такой же диаметр, длятся 146 земных. Все эти факты пока не нашли аргументированного объяснения.
Начать отвечать на все эти вопросы ученые смогут уже в ближайшее время — научные приборы «Мессенджера» заработают 24 марта, а первые снимки поверхности Меркурия аппарат сделает 29 числа.
Меркурий – Исследование Солнечной системы НАСА
Введение Поскольку Меркурий находится так близко к Солнцу, его трудно наблюдать непосредственно с Земли, кроме как на рассвете или в сумерках, когда яркость Солнца не затмевает маленького Меркурия. Однако 13 раз в столетие наблюдатели на Земле могут наблюдать, как Меркурий проходит по лику Солнца, и это событие называется транзитом.
Эти редкие транзиты приходятся на несколько дней после 8 мая и 10 ноября. Предыдущие транзиты произошли 7 мая 2003 г., 8 ноября 2006 г. и 9 мая., 2016 г. и 11 ноября 2019 г.
Первым космическим аппаратом, посетившим Меркурий, был Mariner 10 НАСА, сфотографировавший около 45% поверхности. Космический корабль НАСА MESSENGER трижды пролетел мимо Меркурия и четыре года вращался вокруг планеты, прежде чем разбился о ее поверхность в конце своей миссии.
Европейское космическое агентство и JAXA запустили совместную миссию к Меркурию в 2018 году. Миссия под названием BepiColombo состоит из двух космических кораблей. ЕКА построило основной космический аппарат, орбитальный аппарат Mercury Planetary Orbiter, а JAXA поставило орбитальный аппарат Mercury Magnetospheric Orbiter.
BepiColombo впервые запечатлел Меркурий во время облета 1 октября 2021 года. В конце 2025 года планируется провести девять облетов, чтобы вывести космический корабль на орбиту. Он начнет свою основную научную миссию в начале 2026 года.
- 1631: Томас Хэрриот и Галилео Галилей наблюдают за Меркурием в недавно изобретенный телескоп.
- 1631: Пьер Гассенди использует телескоп, чтобы наблюдать с Земли, как Меркурий пересекает диск Солнца.
- 1965: Ошибочно полагая на протяжении веков, что Меркурий всегда обращен к Солнцу одной и той же стороной, астрономы с помощью радара обнаружили, что планета совершает три оборота за каждые два оборота.
- 1974-1975: Mariner 10 фотографирует примерно половину поверхности Меркурия за три пролета.
- 1991: Ученые с помощью наземного радара обнаруживают признаки наличия льда в постоянно затененных областях кратеров в полярных регионах Меркурия.
- 2008-2009: MESSENGER наблюдает за Меркурием во время трех облетов.
- 2011: MESSENGER начинает свою орбитальную миссию на Меркурии, получая сокровищницу изображений, данных о составе и научных открытий.
- 2015: MESSENGER преднамеренно врезался в Меркурий после того, как израсходовал все топливо, завершив свою миссию.
- 2018: Запуск BepiColombo ЕКА.
- 2021: BepiColombo совершает первый облет Меркурия.
Тони Карро
Руководитель программы и научный сотрудник
«Космические миссии — результат командной работы, требующей усилий множества участников».
Подробнее о Тони Карро
Сьюзан Нибур (1973-2012)
Астрофизик
Я решил, что мечтаю работать в НАСА, даже если там еще не было девушек. Когда-нибудь они будут, и я собирался стать одним из них.
Подробнее о Сьюзен Нибур (1973–2012)
Филлипс Фил Дэвис
Веб-продюсер
Задавайте много вопросов.
Будьте настойчивы. И никогда не прекращайте исследовать свои возможности.
Подробнее о Филлипс Фил Дэвис
Нори Ласло
Инженер-системотехник – Размещение полезной нагрузки
«Изучая и погружаясь в то, что вас действительно вдохновляет, вы привносите в поле уникальное видение. Именно это разнообразие мыслей способствует творческому решению сложных проблем».
Подробнее о Нори Ласло
Люси Макфадден
Соисследователь
«Обязательно читайте, чтобы стимулировать свое воображение, и пишите также, чтобы вы могли поделиться волнением от мира, который вы открываете, с другими».
Подробнее о Люси Макфадден
Луиза Проктер
Главный исследователь, миссия Trident
«Будь настойчив. Если ты знаешь, что хочешь что-то сделать, иди и найди того, кто поможет тебе это сделать.»
Подробнее о Луизе Проктер
Джеймс Грин
Главный научный сотрудник НАСА (на пенсии)
абсолютно не заменит определение.
Подробнее о Джеймсе Грине
Джерард Койпер (1905 — 1973)
Астроном
Койпер изучал планеты… в то время, когда они почти не представляли интереса для других астрономов.
Подробнее о Джерарде Койпере (1905–1973)
Эрик Де Йонг (1947-2017)
Планетарный ученый
Эрик был пионером в использовании стереофонического HDTV, IMAX и технологий цифрового кино для визуализации поверхностей и атмосфер планет.
Подробнее об Эрике Де Йонге (1947-2017)
Эл Хиббс (1924-2003)
Ученый, «Голос JPL»
«Я хотел покорить космос. И мой сосед по комнате, Рой Уолфорд, решил, что он победит смерть. Вместе мы тогда покорим время.»
Подробнее об Эле Хиббсе (1924–2003)
Тони Карро
Руководитель программы и научный сотрудник
«Космические миссии — результат командной работы, требующей усилий множества участников».
Подробнее о Тони Карро
Миссии Карьера10 профессий, которые исследуют космос
1
Астронавт
Астронавты прокладывают путь для исследования людьми за пределами нашей Земли.
Это пилоты, ученые, инженеры, учителя и многие другие.
Знакомство с космонавтом
2
Руководитель проекта
Руководители проектов ведут миссии от концепции до завершения, тесно сотрудничая с членами команды, чтобы выполнить то, что они намеревались сделать.
Встреча с менеджером проекта
3
Оператор камеры вездехода
Ведущий восходящей линии связи полезной нагрузки камеры записывает программные команды, которые сообщают марсоходу, какие снимки делать.
Познакомьтесь с оператором вездехода
Первое, что пробудило мое воображение в планетарной науке, было, когда космический корабль НАСА «Вояджер» обнаружил действующие вулканы на спутнике Юпитера Ио.
— Эшли Дэвис, вулканолог
4
Художник
Сочетая науку с дизайном, художники создают все, от крупномасштабных инсталляций до плакатов НАСА, висящих в вашей спальне.
Знакомство с художником
5
Специалист по СМИ
Специалисты по СМИ рассказывают истории в социальных сетях и помогают рассказывать о миссиях и людях на телевидении и в фильмах, книгах, журналах и новостных сайтах.
Познакомьтесь со специалистом по СМИ
6
Сценарист/продюсер
Сценаристы/продюсеры снимают невероятные истории миссий НАСА и людей и делятся ими со всем миром.
Познакомьтесь с продюсером
7
Администратор/Директор
Администраторы и директора работают в штаб-квартире НАСА, отдавая приоритет научным вопросам и стремясь расширить границы открытий.
Познакомьтесь с режиссером
8
Педагог
Будь то знакомство детей с космосом или обучение физике кандидатов наук, преподаватели помогают делиться своими знаниями с общественностью.
Знакомство с педагогом
9
Инженер
Инженеры разрабатывают и строят все типы машин, от того, как выглядит космический корабль, до программного обеспечения, которое определяет, куда каждый день направляется луноход.
Познакомьтесь с инженером
10
Ученый
От астрофизика до вулканолога ученые всех специальностей задают вопросы и помогают найти ответы на загадки нашей Вселенной.
Знакомство с ученым
Исследуйте в 3DЧтобы стать ученым или инженером, важно научиться мыслить критически, научиться быть креативным, научиться решать проблемы и научиться учиться.
— Трейси Дрейн, инженер полетных систем
Исследуйте в 3D — взгляд на Солнечную систему
Eyes on the Solar System позволяет вам исследовать планеты, их спутники, астероиды, кометы и космические корабли, исследующие их с 1950 по 2050 год. Отправляйтесь в путешествие на марсоходе Curiosity, когда он приземлится на Марсе, или пролетите мимо Плутона на космическом корабле New Horizons. комфорт вашего домашнего компьютера.
Солнечная система глазами ›Три причины, почему мы так мало знаем о Меркурии
Наука и исследования12372 просмотров 25 лайков
Меркурий — наименее изученная из четырех каменистых планет внутренней части Солнечной системы. Только в 2011 году первый космический корабль НАСА MESSENGER вышел на орбиту вокруг планеты.
1. Трудно наблюдать
Из пяти планет, известных с древних времен как «блуждающие звезды», Меркурий наименее изучен. В отличие от Венеры, Марса, Юпитера и Сатурна, Меркурий, как известно, трудно наблюдать с Земли. Будучи самой внутренней планетой Солнечной системы, она всегда кажется слишком близкой к Солнцу. В то время как золотое время для астрономических наблюдений приходится на ночь, Меркурий заходит и восходит на небе почти одновременно с Солнцем. Это означает, что его можно заметить лишь ненадолго незадолго до восхода солнца и сразу после заката, и он всегда появляется близко к горизонту.
Хотя планету можно наблюдать в телескопы в дневное время, астрономам необходимо принимать дополнительные меры предосторожности, поскольку интенсивный солнечный свет и постоянная близость Солнца могут повредить оптику.
Интересно, что одна из самых мощных на сегодняшний день астрономических обсерваторий, легендарный космический телескоп Хаббл НАСА/ЕКА, никогда не фотографировала Меркурий. Облетев Землю на высоте около 550 км, Хаббл наблюдал некоторые очень далекие небесные объекты, такие как голубая сверхгигантская звезда по прозвищу Икар, находящаяся на расстоянии около 14 миллиардов световых лет. Однако он никогда не смотрел на Меркурий из-за опасений повредить его чувствительную оптику.
2. Труднодоступный
Бепи Коломбо требуется семь лет и девять пролетов, чтобы добраться до Меркурия.
Хотя «Маринер-10» НАСА трижды пролетел мимо Меркурия в начале 1970-х годов, обращаясь вокруг Солнца, только в 2011 году первая миссия НАСА «МЕССЕНДЖЕР» вышла на орбиту непосредственно вокруг Меркурия.
Для сравнения, Марс получил свой первый орбитальный аппарат в 1971 году, а Венера — в 1975 году.
Юпитер, ближайший к Земле на расстоянии почти 630 миллионов километров по сравнению со средним расстоянием Меркурия 77 миллионов километров, приветствовал свой первый орбитальный аппарат в 1995. Даже более далекий Сатурн предшествовал Меркурию с миссией Кассини, совместным проектом НАСА, ЕКА и Итальянского космического агентства, на семь лет.
Почему Меркурий так мало изучен? После трех коротких облетов «Маринера-10» в 1973 и 1974 годах в исследовании самой внутренней планеты Солнечной системы в течение почти четырех десятилетий ничего не происходило. Удивительно, но, несмотря на то, что Меркурий гораздо ближе к Земле, чем Юпитер и Сатурн, на самом деле добраться до него труднее. По некоторым оценкам, чтобы добраться до карликовой планеты Плутон, потребуется меньше энергии, чем для того, чтобы добраться до Меркурия. Причина тому — близость Меркурия к Солнцу. Космический корабль, стремящийся не только пролететь мимо Меркурия, находясь на орбите вокруг Солнца, но и выйти на орбиту непосредственно вокруг планеты, должен постоянно тормозить, преодолевая гравитационное притяжение звезды.
«Есть два способа выполнить это торможение», — говорит Йоханнес Бенкхофф, научный сотрудник проекта ЕКА по миссии BepiColombo. «Либо вам нужен огромный космический корабль с большим количеством топлива, либо вы можете использовать гравитацию других планет, чтобы замедлять вас по пути. Чтобы добраться до Меркурия, вам нужно совершить несколько таких облетов планет, поэтому путешествие занимает много времени».
Солнечному орбитальному аппарату ESA Sun-explorer требуется менее двух лет, чтобы достичь своей целевой орбиты вокруг Солнца, которое даже ближе к нашей родительской звезде, чем Меркурий. Удивительно, но BepiColombo требуется семь лет, чтобы занять правильное положение, чтобы вывести два своих орбитальных аппарата, орбитальный аппарат Mercury Planetary Orbiter (MPO) ЕКА и магнитосферный орбитальный аппарат Mercury Японского агентства аэрокосмических исследований (JAXA), на правильные орбиты вокруг Меркурия. Чтобы добраться туда, космический корабль должен выполнить в общей сложности девять гравитационных маневров или облетов, которые помогут ему затормозить и скорректировать траекторию.
Одним из пионеров изучения использования планетарных облетов для корректировки траекторий космических миссий был итальянский инженер Джузеппе (Бепи) Коломбо. Именно Бепи Коломбо предложил оптимизировать траекторию «Маринера-10», совершив облет Венеры, чтобы в конечном итоге достичь трех облетов Меркурия вместо первоначально запланированного. Именно его имя носит нынешняя европейско-японская миссия Меркурия BepiColombo.
«Большую часть энергии, чтобы добраться до Меркурия, мы получаем от пролетов», — говорит Йоханнес. «Мы используем наше топливо в основном для правильного пролета, чтобы привести космический корабль в правильное положение, когда мы пролетаем мимо планеты, чтобы получить от него максимальную энергию, чтобы затормозить и пойти в правильном направлении к Солнцу».
3. Слишком жарко, чтобы приближаться к орбите
BepiColombo: работа в экстремальных условиях Ближайший к поверхности Меркурия аппарат НАСА «Маринер-10» во время одного из трех коротких сближений составлял 327 км.
Космический корабль MESSENGER вращался вокруг Меркурия в период с 2011 по 2015 год по эллиптической орбите, которая несколько изменилась за эти годы. Ближайшая точка орбиты оказалась примерно на 200 км от поверхности Меркурия, а самая дальняя сместилась с первоначальных 15 200 км примерно на 9000 км к концу своей миссии.
Планетарный орбитальный аппарат ЕКА «Меркурий» (MPO), один из двух орбитальных аппаратов, входящих в состав миссии BepiColombo, будет следовать по гораздо более узкой орбите вокруг Меркурия, причем ближайшая точка будет находиться на начальном расстоянии 480 км от поверхности, а самая дальняя — всего на 1500 км. Со временем орбита BepiColombo изменится, и ближайшая точка к поверхности опустится примерно на 200 км, прежде чем снова поднимется.
Несмотря на то, что оба, «Маринер-10» и «Мессенджер», возможно, ненадолго сближались, они никогда не оставались в палящем зное возле Меркурия постоянно. В результате ни одна из миссий не получила данных высокого разрешения по всей поверхности планеты, что BepiColombo должен исправить.
Амбициозные планы европейских ученых в отношении BepiColombo заставили инженерные команды ЕКА и его сотрудников работать до предела.
Даниэле Страмаччони, системный инженер ESA BepiColombo, сравнил ситуацию, с которой BepiColombo столкнется, с засовыванием работающего ноутбука в горячую печь для пиццы.
«BepiColombo — это уникальная миссия, — говорит он. «Около 80% оборудования пришлось разрабатывать с нуля. Без широко распространенных инноваций он никогда бы не взлетел».
Во время разработки BepiColombo должен был столкнуться с более суровыми условиями, чем любая из предыдущих миссий ЕКА.
Мало того, что солнечный свет вокруг Меркурия примерно в 10 раз интенсивнее, чем вблизи Земли, выжженная поверхность планеты также излучает тепло обратно в космос. В результате MPO придется выдерживать температуры до 450°C, достаточно высокие, чтобы расплавить свинец.
Материалы, используемые в стандартных космических миссиях, не способны выдерживать такие высокие температуры.
Например, стандартные солнечные батареи начинают разваливаться при 140°C. Поэтому инженерам пришлось искать совершенно новые материалы для работы. Полимер, армированный углеродным волокном, позволил увеличить рабочую температуру солнечных панелей до более чем 200 ° C, но массивы по-прежнему необходимо наклонять до 70 градусов, чтобы уменьшить воздействие солнца.
Технология солнечных батарей была одним из решающих вопросов для миссии, и неудачи в ее разработке в какой-то момент поставили проект на грань отмены.
MPO также оснащен сложной системой охлаждающих трубок, передающих тепло изнутри космического корабля к радиаторам, прикрепленным к его затененной стороне. Эти радиаторы вместе с десятками слоев пространственной изоляции поддерживают внутреннюю температуру МПО в пределах комнатной температуры, что важно для чувствительных приборов космического корабля. Изоляционные одеяла, состоящие из титана, алюминия и керамической ткани, в сумме дают до 94 кг к массе корабля.
Мало того, что BepiColombo столкнется с экстремальной жарой, на ночной стороне Меркурия температура может упасть до 180°C, подвергая материалы дополнительной нагрузке.