Первой АМС, которой удалось достичь Меркурия и получить важные научные данные об этой планете, была американская АМС «Маринер-10», запущенная 3 ноября 1973г. Надо отметить, что после этого запуска АМС «Мессенджер» является первой станцией за 30 лет, которая должна проверить данные АМС «Маринер-10» и получить новые. Недаром «Мессенджер» переводят как «Известинец».
3 августа 2004г. США произвели пуск РН Delta 2, которая вывела на межпланетную траекторию АМС «Мессенджер». Миссия этой АМС уникальна — она станет завершением первого этапа исследования внутренней части Солнечной системы. Меркурий является планетой земной группы и его изучение поможет ученым понять природу и характер образования планет подобного типа, включая Землю.
АМС «Мессенджер»
Стартовая масса АМС около 1100 кг, причем 600 кг приходится на топливо. Корпус изготовлен из композиционного материала и имеет размеры 1.42х85х1.27 м. Учитывая особенности условия будущей работы станции, главным образом, мощность солнечного излучения, пришлось принять специальные меры для снижения перегрева. Источником энергии для станции служат две односторонние поворотные панели солнечных батарей в виде «крыльев» размером 1.5х1.65 м с фотоэлементами на арсениде галлия. В тени источником энергии будет служить никель-водородная аккумуляторная батарея массой 24.5 кг. Двигательная установка включает в себя двухкомпонентный маршевый двигатель с тягой 68 кгс для больших маневров и 16 малых однокомпонентных ЖРД, 12 из которых с тягой по 0.45кгс (используются для коррекции траектории и контроля ориентации).
План полета «Мессенджера»
Мозгом станции являются модули интегрированной электроники, основной и резервный. Система связи обеспечивается 6-ю антеннами, неподвижно закрепленными на корпусе станции. 11-ваттный передатчик обеспечивает передачу сигналов на Землю. Система ориентации станции включает в себя два звездных датчика, инерциально-измерительный блок с 4 гироскопами. Стоимость АМС более $300 млн. АМС должна ответить на следующие вопросы:(рис. с сайта messenger.jhuapl.edu)
- свойства и особенности магнитного поля Меркурия;
- особенности происхождения белых пятен на полюсах планеты;
- возможность на планете вулканической деятельности и ряд других задач.
-
«Мессенджер» над Меркурием
- 5 июня 2007г. зонд «Мессенджер», летящий к Меркурию, совершил пролет близ поверхности Венеры. В момент наибольшего сближения аппарат и планету разделяли всего 338 км. В результате маневра в гравитационном поле Венеры «Мессенджер» уменьшил скорость своего движения с 36,52 км/с до 27,67 км/с. Обычно маневр в поле тяготения планеты используется для разгона космических аппаратов и очень редко для их замедления. 17 октября 2007г. была проведена очередная коррекция траектории полета американского межпланетного зонда «Мессенджер». Маневр был двухимпульсным. Первый раз бортовые двигатели проработали пять минут, в результате чего скорость зонда возросла на 226 м/с. При втором включении работа бортовых двигателей длилась 2 минуты, что позволило увеличить скорость корабля еще на 1.4 м/с. 9 января 2008г. американский межпланетный зонд «Мессенджер» приблизился к Меркурию. Камеры зонда начали съемку поверхности Меркурия. А 14 января аппарат прошел на расстоянии 202 км от поверхности планеты. И 3 раза облетел Меркурий на предельно малом расстоянии в 200 км от его поверхности, что позволило сделать невероятно детальные снимки планеты. Полет продолжается. 20 января 2008г. ученые НАСА распространили очередной снимок Меркурия, который был сделан «Мессенджером» во время сближения с планетой 14 января 2008г. Хорошо видны многочисленные кратеры и если, не знать, что на снимке, то очень легко спутать фотографию Меркурия со снимками поверхности Луны. 25 января 2008г. американские специалисты обрабатывали данные, полученные с зонда «Мессенджер полученные во время пролета Меркурия 14 января 2008г. Ученые составили карту Меркурия, идентифицировав все образования на его поверхности. Они уже выявили 763 кратера и 189 холмов. Все эти образования не имеют пока собственных названий. Но после обработки снимков ученые приступят и к этой процедуре. Позже названия должны будут утверждены Международным астрономическим союзом. После анализа снимков, сделанных зондом «Мессенджер» при прохождении Меркурия 14 января 2008г. специалисты НАСА выявили интересную закономерность. Она заключается в неодинаковой плотности кратеров у Северного и Южного полюсов. Северные районы имеют значительно меньше кратеров ударного происхождения, чем южные. Пока природа таких различий неясна. К этому надо добавить одну интересную деталь. 19 января 2008г. НАСА распространило сообщение, что неожиданное ЧП на автоматической исследовательской станции Ulysses сорвало плановые процедуры получения информации с зонда Messenger, совершившего 14 января нынешнего года пролет в 203 км от поверхности Меркурия со стороны еще неисследованного полушария. Связь с зондом Messenger осуществлялась с помощью станций дальней космической связи NASA. Каждая из этих станций оснащена одной полноповоротной антенной диаметром 70 м и двумя антеннами апертурой 34 м. Именно 70-метровая антенна была выделена для связи с зондом Messenger в ключевой момент – при пролете вблизи Меркурия. Однако неожиданное ЧП на другой станции, случившееся в самый неподходящий момент, сорвало планы NASA. Согласно американским средствам информации, при проведении тестовой процедуры на зонде Ulysses 15 января на Земле не удалось получить телеметрическое сообщение по каналу связи в наиболее «емком» X-диапазоне. Дело заключалось в том, что зонд Ulysses как раз в этот момент находился в наиболее удобном для исследования приполярных областей Солнца участке траектории – и как раз в это время на светиле были зафиксированы процессы, которые могут означать начало нового 11-летнего цикла его активности. Авария на зонде Ulysses потребовала выделения 70-метровой антенны для связи с ним. Messenger остался без расчетного канала связи. Связь с зондом Messenger в момент пролета вблизи Меркурия осуществлялась с помощью 34-метровых антенн, однако они неспособны обеспечить высокоскоростной прием научной информации и использовалась лишь для приема информации телеметрической. 7 января 2006г. американским специалистам удалось наладить лазерную связь между межпланетным зондом MESSENGER, находившимся в то время на расстоянии 24 млн. км от Земли, и наземными станциями слежения. Это самое большое расстояние, на котором когда-либо находились излучатель и приемник лазерного излучения, созданные человеком. Во время опыта MESSENGER обменивался с оптическим приемником и излучателем на Земле короткими сигналами. Несмотря на то, что в ходе эксперимента никакой важной информации не передавалось, была доказана принципиальная возможность лазерной связи с межпланетными космическими аппаратами, заявил Дэвид Смитр из Космического центра Годдарда в Мэриленде. В июле 2008г. появилось сообщение, что астрономы NASA установили, что Меркурий сжимается быстрее, чем считалось до сих пор. К такому выводу они пришли по результатам анализа снимков планеты, сделанных зондом «Мессенджер». Работа ученых, опубликованная в журнале Science, сможет помочь в разрешении тридцатилетнего спора о магнитном поле Меркурия. В 1974г. зонд «Маринер 10», пролетая мимо Меркурия, сделал несколько его фотографий. В общей сложности была получена информация о 45 процентах поверхности планеты. В 2008г. АМС «Мессенджер» сфотографировал еще 20 %. Кроме того, в 2011г. она должен вернуться к Меркурию и передать карту уже всей поверхности планеты.На первых фотографиях были обнаружены особые разломы, так называемые скарпы. Они пересекали самые разные геологические формации, что означало их нетектоническую природу. Ученые пришли к выводу, что скарпы образовались в результате сжимания планеты, вызванного остыванием ядра. Самые первые оценки скорости этого процесса были следующие: за четыре миллиарда лет своего существования диаметр Меркурия уменьшился где-то на один-два км (в настоящее время диаметр составляет около 2400 км). Анализ фотографий, сделанных зондом «Мессенджер», показывает, что скорость сжатия может быть на треть больше. Кроме того, этот процесс, возможно, продолжается до сих пор.
Основным вопросом, который интересовал ученых, является вопрос о происхождении магнитного поля Меркурия. В частности, создается ли оно динамически движением жидкого ядра, как у Земли, или же представляет собой статическое магнитное поле, как у Марса, создаваемое намагниченными минералами. Быстрые темпы сжатия показывают, что жидкое ядро только начало остывать. Вместе с другими фактами, собранными в последнее время, это является подтверждением динамической природы магнитного поля Меркурия.
В январе 2008г. университет Джонса Хопкинса распространил очередной снимок Меркурия, сделанный камерами межпланетного зонда MESSENGER во время сближения с планетой 14 января. На фотографии хорошо видны многочисленные кратеры, покрывающие поверхность небесного тела. Очень похоже на Луну. Если не знать, что на снимке, очень легко спутать с нашим естественным спутником. Специалисты Лаборатории реактивного движения и Университета Джонса Хопкинса продолжают обрабатывать данные, которые были получены от межпланетного зонда MESSENGER во время его сближения с Меркурием. Ведется обработка фотографий тех участков поверхности планеты, которые удалось заснять камерами космического аппарата. В частности, ученые составляют карту Меркурия, идентифицируя все образования на его поверхности. Уже удалось выявить 763 кратера (на снимке показаны зеленым цветом) и 189 холмов (на снимке — желтые). Пока эти образования не имеют собственных названий. Но как только специалисты завершат обработку снимков, они приступят к этой процедуре. Впоследствии названия должны быть утверждены Международным астрономическим союзом.
-
В июне 2007г NASA распространило первую серию снимков Венеры, которые были сделаны камерами
межпланетного зонда MESSENGER во время пролета близ «утренней звезды» в начале июня. 
- 4 мая 2009г. на ленте новостей Космонавтики появилось интересное сообщение.«Мессенджер» пролетел над поверхностью Меркурия 6 октября 2008 г. Во время сближения с планетой аппарат сделал около 1200 фотографий высокого разрешения. Зонд отснял 30 % площади Меркурия, о которых до сих пор у ученых не было никаких данных.
Одним из открытий, сделанным после анализа фотографий, стало обнаружение огромного кратера, получившего название кратера Рембрандта. Воронка диаметром чуть меньше 700 км, по мнению ученых, образовалась в результате метеоритной бомбардировки планеты около 3,9 млрд. лет назад (так называемая поздняя тяжелая бомбардировка — Late Heavy Bombardment). Поверхность жерла кратера осталось нетронутой — в отличие от других кратеров ее не заполнила лава, образовавшаяся при массовых извержениях вулканов. Изучение этой «девственной» территории позволило ученым многое узнать о тектонической активности Меркурия в прошлом и заключить, что она была намного более существенной, чем считалось.
Помимо обнаружения кратера, «Мессенджер» впервые выяснил, что в атмосфере Меркурия содержится много магния. При этом его распределение противоречило предсказанному учеными. Это наблюдение вкупе с другими данными позволило исследователям получить новую информацию о содержании магния в меркурианских породах.
Третий вывод, сделанный при помощи зонда, касается магнитного поля Меркурия. Параметры магнитосферы, зафиксированные «Мессенджером» во время первого и второго пролета над планетой, очень сильно разнятся. В прошлый раз ученые не отметили изменений в магнитосфере. Новые данные подтверждают гипотезу о том, что динамические изменения магнитного поля Меркурия тесно связаны с атмосферными изменениями планеты.
Следующее сближение произойдет 29 сентября 2009г. До миссии «Мессенджера» первая планета Солнечной системы оставалась практически неизученной. Планету «навещал» только зонд Маринер-10 в 1970-х годах.
- Первые снимки от «Мессенджера»