Все о космосе

Перигелий орбиты Меркурия постепенно движется вперед со скоростью 0,16° за 100 лет. Этот эффект, открытый в 1859 г., нельзя полностью объяснить, исполь­зуя ньютоновскую теорию тяготения. В 1916 г. Эйнштейн убедительно объяс­нил его с помощью своей общей теории относительности.

Старт второй в истории исследова­ний Меркурия автоматической стан­ции — MESSENGER (Mercury Surface, Space Environment, Geochemistry and Ranging — Поверхность, космическое окружение, геохимия и зондирование Меркурия) — был осуществлен 3 авгус­та 2004 г. в 06:15:56 UTC с площадки SLC-17B Станции ВВС США "Мыс Ка­наверал" при помощи ракеты-носите­ля Delta-2 (7925H). Полет к Меркурию космического аппарата по гомановской траектории (т.е., с минимальны­ми энергетическими затратами) при его среднем расстоянии от Солнца 0,387 а.е. требует начальной скорости 13,5 км/сек. и займет 105,5 суток. КА может достичь орбиты вокруг Мерку­рия при значительно меньшей началь­ной скорости, если в своем путешес­твии он использует гравитационные поля планет для приращения своей скорости и корректировки траекто­рии. КА Messenger совершит 6 таких пертурбационных маневров (1 раз в поле тяготения Земли, 2 раза — Вене­ры и 3 раза — самого Меркурия). Для такого перелета требуется значитель­но меньшее количество топлива. Исследования на­мечено провести в две фазы: сначала оз­накомительные — с пролетной траекто­рии при трех встречах с планетой (в 2008-2009 г.г.), а затем (с 2011 г.) де­тальные — с орбиты искусственного спутника Меркурия.

При пролете Меркурия в январе, октябре 2008 г. и в сентябре 2009 г. будет проведено фотографирование его поверхности. Таким образом, впервые будет получена глобальная карта планеты. Во время трех запла­нированных пролетов гравитацион­ное поле будет "притормаживать" станцию, чтобы при следующей, чет­вертой, встрече она смогла перейти на орбиту искусственного спутника Мер­курия с минимальным удалением от планеты на 200 км и максимальным — на 15 200 км. Орбита будет проходить под углом 80° к экватору планеты. Низкий участок разместится над ее северным полушарием, что позволит подробно изучить как крупнейший на планете бассейн Калорис, так и пред­полагаемые "холодные ловушки" в кратерах близ Северного полюса, где предполагается наличие водяного льда. На орбите Меркурия Messenger проработает, по крайней мере, 1 зем­ной год, что составляет примерно 2 меркурианских солнечных дня или 4 меркурианских года. Сначала будет проведена подробная съемка всей по­верхности планеты в различных диа­пазонах спектра (включая цветные изображения местности), определен химический и минералогический состав пород поверхности, измерено содержание летучих элементов в по­верхностном слое и осуществлен по­иск мест концентрации льда. Затем будут выполняться очень детальные исследования тех объектов местнос­ти, которые наиболее важны для по­нимания истории геологического раз­вития планеты. Такие объекты ученые отберут по результатам глобальной съемки, выполненной на пер­вом этапе. Лазерным высотомером бу­дут проводиться измерения высот де­талей поверхности для получения об­зорных топографических карт. Маг­нитометр, вынесенный за пределы станции на шесте длиной 3,6 м (чтобы избежать помех от приборов), произ­ведет определение характеристик магнитного поля планеты и возмож­ных магнитных аномалий на самом Меркурии.

Для изучения планеты КА Messen­ger несет следующие научные инстру­менты:

1.                 Сдвоена камера (MDIS — Mer­cury Dual Imaging System) состоит из уз­коугольной и широкоугольной мультиспектральных камер. Наводка обес­печивается сканирующим зеркалом.

2.                 Гамма-лучевой и нейтронный спектрометр (GRNS — Gamma-Ray and Neutron Spectrometer) будет использо­ваться для картографирования распре­деления элементов в породах коры, а в нейтронном режиме — для обнаруже­ния водорода в полярном льду.

3.                 Магнитометр (MAG — Magnetome­ter) — для изучения структуры и дина­мики магнитного поля Меркурия, а также для поиска магнитных аномалий на поверхности планеты.

4.                 Лазерный альтиметр (MLA — Mer­cury Laser Altimeter) — для высокоточ­ной топографической съемки.

5.                 Спектрометр (ASCS — Atmosphe­ric and Surface Composition Spectrome­ter) в ультрафиолетовом диапазоне — для измерения количества атмосфер­ных газов: и в инфракрасном — для об­наружения минералов на поверхности планеты.

6.                 Спектрометр заряженных частиц и плазмы (EPPS — Energetic Particle and Plasma Spectrometer) — для измерения состава, прос­транственного распре­деления и энергии за­ряженных частиц в пределах и в окрес­тностях магнитосфе­ры Меркурия.

7.                 Рентгеновский спектрометр (XRS — X-ray Spectrometer) — для исследования рен­тгеновского излуче­ния низкой энергии, а также для составле­ния карты распределе­ния элементов в поро­дах, составляющих кору планеты.

8.                 Радиопередат­чик (RS — Radio Sci­ence) — для изуче­ния распределения массы   Меркурия   с использованием эффекта Доплера.

Большинство приборов размещено на научной палубе. Messenger имеет тепловой щит для экранирования сол­нечных лучей.

Исследованию Меркурия посвящен также совместный проект Европей­ского космического агентства (ESA) и Японского агентства аэрокосмичес­ких исследований (JAXA) — Bepi Colombo. Отправка элементов этого ком­плекса к Меркурию запланирована на сентябрь 2012 г. с Байконура двумя ракетами "Союз-Фрегат", каждая из которых поднимет по 1500 кг. Достав­ку аппаратов к Меркурию обеспечит европейская   перелетная   ступень   с электрореактивной двигательной ус­тановкой. Путешествие займет 3,5 го­да. Затем с использованием ЖРД магнитосферная станция ММО (Mercury Magnetospheric Orbiter) будет выведе­на на эллиптическую орбиту вокруг Меркурия высотой 400 х 11800 км, а планетарный аппарат МРО (Mercury Planetary Orbiter) — на круговую по­лярную орбиту высотой 1500 км, от­куда они в течение одного земного го­да будут изучать планету. Первона­чально в состав миссии также плани­ровалось включить посадочный аппа­рат MSE (Mercury Surface Element). Однако в связи с финансовыми зат­руднениями от него было решено от­казаться.

30 лет, прошедшие между полетом Mariner-10 и запуском Messenger — это большой срок. Конечно, все это время ученые наблюдали Меркурий наземными средствами, но такая ин­формация несравнима с данными, которые способна доставить косми­ческая станция. К моменту старта Bepi Colombo, Messenger уже закон­чит выполнение основной програм­мы, но, возможно, еще будет фун­кционировать на меркурианской ор­бите.

Космические миссии могут запол­нить многие "белые пятна" в знаниях об этой далекой планете, а заодно и пролить свет на загадки, таящиеся в истории Земли. Ведь Меркурий оста­ется пока единственным известным небесным телом, внутреннее строение которого близко к строению нашей планеты.

Дмитрий Рогозин