Примеркуримся?

15 лет назад была запущена автоматическая межпланетная станция для исследования Меркурия «Мессенджер». Старт состоялся 3 августа 2004 года на мысе Канаверал в США. «Мессенджер» достиг цели в январе 2008 года и трижды пролетел около Меркурия, а затем вышел на его орбиту в марте 2011 года и оставался первым и единственным искусственным спутником этой планеты вплоть до 30 апреля 2015 года, пока не упал на поверхность Меркурия, выработав запас топлива. В связи с юбилейной датой мы решили собрать интересные факты о самой маленькой из планет и ее исследовании.  

Меркурий в цифрах и фактах

Меркурий может претендовать на звание «самая-самая» планета во множестве категорий: как ближайшая к Солнцу и как самая быстрая планета Солнечной системы, так как движется по небесной сфере быстрее своих «собратьев».  Также Меркурий — самая маленькая планета Солнечной системы: раньше в этой «номинации» фигурировал Плутон, но с 2006 года Международный союз астрономов лишил его статуса «планета» и перевел в  категорию «карликовые».    

Меркурий обращается вокруг Солнца за 88 земных суток, в то же время он вращается вокруг собственной оси с периодом около 59 суток. Близость к Солнцу и довольно медленное вращение, а также крайне разреженная атмосфера приводят к тому, что на Меркурии наблюдаются самые резкие перепады температур в Солнечной системе: поверхность может остывать до -190 °C и нагреваться до +430 °C.  

Радиус Меркурия составляет около 2440 км, при этом около 83% от всего объема планеты составляет ядро. Для сравнения: ядро Земли занимает только около половины ее радиуса. Меркурий меньше Земли в 2,6 раза и легче примерно в 20 раз.

Загадки Меркурия

Меркурий является одним из самых малоизученных объектов Солнечной системы. До недавнего времени ученые могли лишь строить предположения о его внутреннем строении, геологических особенностях, наличии магнитного поля и других характеристиках. Большинство ценных научных данных удалось получить благодаря двум космическим аппаратам: «Маринер-10» и «Мессенджер».

Первая меркурианская станция «Маринер-10» была запущена в ноябре 1973 года и трижды пролетела вблизи целевой планеты, передав последние данные в марте 1975 года. В результате была составлена карта 40-45% поверхности Меркурия и стало известно, что своим рельефом Меркурий напоминает Луну, однако есть и отличия в виде необычайно высоких и протяженных обрывов. Такой рельеф свидетельствовует об активном вулканическом прошлом планеты. Ученые также предполагают, что Меркурий подвергался бомбардировке астероидами и кометами — последние атаки случились 3,8 млрд лет назад. Один из крупнейших кратеров — Кертес — имеет диаметр 32 км.

«Маринер-10» выполнил еще ряд важных исследований: замерил температуру днем и ночью, выяснил, что Меркурий почти лишен атмосферы и имеет разреженную газовую оболочку из гелия, но главной научной сенсацией стало измерение магнитного поля. Оно оказалось в 100 раз слабее, чем на Земле. При этом оно достаточно сильное, чтобы влиять на движение солнечного ветра, создавая магнитосферу.

Полученные данные заставили планетологов ломать голову над тем, как устроено ядро Меркурия. Сначала они предполагали, что оно твердое. Однако, в таком случае возникало несоответствие между внутренним строением ядра, параметрами магнитного поля и характером вращения планеты. В 2007 году группа ученых под руководством Жана-Люка Марго, основываясь на пятилетними радарными наблюдениями за Меркурием, доказала, что ядро планеты все-таки жидкое.

Забавно, что для популяризации своей теории профессор университета Корнелла Марго показывал опыт с яйцами, демонстрируя как крутится сырое и вареное яйца. Яйцо-Меркурий в его опыте крутилось совсем не так, как яйцо с твердым желтком — этот опыт могут проделать все желающие в домашних условиях.

Магнитное поле Меркурия представляет особый интерес для ученых, так как имеет сходство с земным. Геофизики провели серию экспериментов и продемонстрировали, что в условиях высоких давлений в сторону центра планеты может падать железный снег, а навстречу ему, от внутреннего ядра, подниматься жидкая смесь из железа и серы. Этот процесс способен создавать динамо-эффект в недрах Меркурия, в результате которого образуется магнитное поле — так же, как это происходит на Земле. Эту гипотезу подвтердили исследования следующего спутника — «Мессенджера».

«Ученые не ожидали, что у Меркурия будет такое магнитное поле, — говорил об открытии Жан-Люк Марго. – Считалось, что магнитные поля планет связаны с их жидкими ядрами, и феномен Меркурия объясняли тем, что планета слишком мала, чтобы иметь расплавленное ядро».

Открытия «Мессенджера»

«Мессенджер» продолжил исследования. Он, как и «Маринер-10» отправился к Меркурию не напрямую, а с многочисленными маневрами, так как во время путешествия к этому труднодостижимому объекту Солнечной системы требуется погасить часть орбитальной скорости Земли, которая составляет примерно 30 км/с. Поэтому «Мессенджер» летел по особой траектории, ловко маневрируя между Землей и Венерой, Венерой и Меркурием.

Сама станция весила больше тонны (1100 кг), при этом более половины составляло топливо (600 кг). Конструкция аппарата учитывала активное солнечное излучение у орбиты Меркурия, которое в 11 раз больше земного. Корпус был изготовлен из углепластика,  прикрыт солнцезащитным экраном размером 2,5×2 м, превышающем размеры размеры самой станции: 1,42×1,85×1,27 м. Аппарат был укутан в многослойную теплоизоляцию, а для отвода тепла от корпуса были предусмотрены радиаторы и тепловые трубы.

Разработчики позволили «Мессенджеру» самому подзаряжаться от Солнца:  за счет двух поворотных панелей солнечных батарей с фотоэлементами аппарат мог получать более 2 кВТ, но ему было достаточно всего 385—485 Вт на стадии перелета и 640 Вт при работе на орбите. Панели имели также опцию отражения солнечных лучей за счет зеркальной поверхности и таким образом были защищены от перегрева.

«Мессенджеру», оснащенному камерами и научным оборудованием, удалось собрать массу ценных данных о Меркурии: он изучал планету с 14 января 2008 года до 30 апреля 2015 года. За это время он сделал подробные снимки поверхности — более 277 тысяч фотографий. На их основании 10 лет назад была впервые составлена подробнейшая карта Меркурия и теперь любой желающий может «погулять» по далекой планете, изучая ее кратеры и обрывы. Также на основе фотографий смоделирована подробная 3-D топографическая модель планеты. Международный союз астрономов уже начал давать имена обнаруженным рельефным объектам на Меркурии, называя их в честь известных литераторов, художников, музыкантов.

http://messenger.jhuapl.edu/Resources/Articles.html

«Мессенджер» помог сделать химический анализ состава поверхности Меркурия. Благодаря ему, ученые впервые проследили за изменениями в атмосфере этой планеты в зависимости от ее расстояния от Солнца.

Чтобы выйти на орбиту Меркурия, «Мессенджеру» потребовалось шесть с половиной лет. На основе полученных им снимков NASA составила множество впечатляющих анимаций об атмосферных явлениях, магнитном поле, солнечном ветре и особом оранжевом свечении на Меркурии — они выложены на сайте проекта в разделе «10 научных результатов».  

Меркурий по-прежнему таит в себе много загадок для ученых, и с каждым годом их становится меньше. В октябре 2018 года к Меркурию отправилась новая международная миссия «БепиКоломбо», организованная Европейским космическим агентством и Японским агентством аэрокосмических исследований. Ожидается, что она долетит до своей цели в декабре 2025 года. Также о намерении изучать Меркурий заявлял Роскосмос: российская станция «Меркурий-П» может стать первым аппаратом, который «примеркурится» на этой далекой планете. Но это случится не раньше 2030-х годов.