какая космическая станция стала первым искусственным спутником меркурия

Знакомство и прощание с Меркурием

какая космическая станция стала первым искусственным спутником меркурия. Смотреть фото какая космическая станция стала первым искусственным спутником меркурия. Смотреть картинку какая космическая станция стала первым искусственным спутником меркурия. Картинка про какая космическая станция стала первым искусственным спутником меркурия. Фото какая космическая станция стала первым искусственным спутником меркурия

Кажется странным, что третья по близости планета к Земле, до недавнего времени, была хуже всего изучена. На Венеру и Марс слетало более десятка космических аппаратов. Даже у Юпитера земные посланники бывали чаще. У Сатурна второй десяток лет работает мощная исследовательская станция Cassini. Кажется, что против Меркурия сложился заговор.

К сожалению, никакого заговора тут нет. Точнее есть, но это заговор сил природы. Меркурий очень близок к Солнцу, поэтому не все телескопы могут его наблюдать. Например космический телескоп Hubble не может снимать из-за опасности засветки. Космическим аппаратам добраться до Меркурия сложнее чем до Юпитера или даже Плутона. Летать во внешнюю Солнечную систему относительно просто — достаточно набрать третью космическую скорость: 16,65 км/с. Лететь к Меркурию тоже просто — стартовав с Земли надо сбрасывать скорость.

Сложности начинаются, когда спутник попытается задержаться у Меркурия и выйти на его орбиту. Первая планета Солнечной системы — еще и самая маленькая — ее масса незначительна по сравнению с колоссальной силой притяжения близкого Солнца. Т.е. стартовав с Земли в сторону Меркурия, мы фактически будем падать на Солнце. Чтобы задержать падение и выйти на орбиту Меркурия, потребуется много топлива.

Из-за таких сложностей, первый меркурианский искусственный спутник NASA вращался на околосолнечной орбите, только пролетая мимо планеты. “Маринер-10” всего трижды в 1974 и 1975-м гг просвистел мимо Меркурия, успев снять менее половины видимой поверхности.

какая космическая станция стала первым искусственным спутником меркурия. Смотреть фото какая космическая станция стала первым искусственным спутником меркурия. Смотреть картинку какая космическая станция стала первым искусственным спутником меркурия. Картинка про какая космическая станция стала первым искусственным спутником меркурия. Фото какая космическая станция стала первым искусственным спутником меркурия

Этот снимок — практически единственное, что было у ученых для изучения поверхности планеты. Были еще некоторые результаты наземных наблюдений, например с радиотелескопов, но их явно не хватало для детального представления о планете.

Поэтому в 80-е задумали новую экспедицию. Для этого потребовалось просчитать новую траекторию, в которой космический аппарат активно использовал гравитацию ближайших планет. Новый космический аппарат NASA Messenger, запущенный уже в 2004 г. использовал совершенно безумную траекторию, которая включала два пролета у Земли, два пролета у Венеры, и три пролета Меркурия, и только на четвертой встрече проходил выход на орбиту планеты. Такой маршрут требовал много времени, но экономил топливо, а значит, массу и стоимость всей экспедиции.

Пролетев почти 8 млрд км (расстояние как до Плутона в его максимальном удалении), Messenger в очередной раз приблизился к Меркурию и вышел на эллиптическую орбиту. Он приближался к поверхности на 200 км, а потом удалялся на 15 тыс. км. Такая орбита требовалась по нескольким причинам. Прежде всего были технические ограничения: аппарат мог перегреться от солнечного излучения, отраженного от поверхности Меркурия. От прямых солнечных лучей Messenger прикрывался композитным щитом, но поверхность планеты отражает примерно 8% солнечного излучения, что в тех местах тоже весьма немало. Кроме этого эллиптическая орбита позволяла производить съемку и изучение Меркурия с разной широтой захвата изображения, от узких кадров высокого разрешения вблизи поверхности, до широких — издалека.

какая космическая станция стала первым искусственным спутником меркурия. Смотреть фото какая космическая станция стала первым искусственным спутником меркурия. Смотреть картинку какая космическая станция стала первым искусственным спутником меркурия. Картинка про какая космическая станция стала первым искусственным спутником меркурия. Фото какая космическая станция стала первым искусственным спутником меркурия

Научные приборы космического аппарата позволяли провести широкий спектр планетологических исследований: камеры видимого и ближнего инфракрасного диапазона позволили рассмотреть и картографировать планету, наборы мультиспектральных фильтров — оценить цветовые вариации грунта; нейтронный, гамма и рентгеновский спектрометры помогли определить элементный состав поверхности и содержание воды в приповерхностном слое; лазерный высотомер создал карту высот Меркурия, и помог “заглянуть” в вечно темные кратеры у полюсов планеты. Несколько приборов помогли изучить внешние условия, в которых приходилось работать спутнику и постоянно пребывать планете: магнетометр смог определить магнитное поле Меркурия; ультрафиолетовый спектрометр — изучить разреженную атмосферу и экзосферу, а датчик заряженных частиц оценить воздействие солнечного ветра и заряженных частиц на планету.

какая космическая станция стала первым искусственным спутником меркурия. Смотреть фото какая космическая станция стала первым искусственным спутником меркурия. Смотреть картинку какая космическая станция стала первым искусственным спутником меркурия. Картинка про какая космическая станция стала первым искусственным спутником меркурия. Фото какая космическая станция стала первым искусственным спутником меркурия

Это фактически “джентльменский набор” приборов, которые требуются для первичного исследования твердых космических тел в Солнечной системе. Он подходит и для планет, и для комет, и для астероидов.

И что же удалось сделать за четыре года?

Сначала никто и не предполагал, что аппарат столько протянет. Первоначально предполагалась работа на год. Потом продлили на год. Потом еще… В результате аппарат держали на орбите до последнего — пока позволял запас топлива.

Первым делом планету картографировали. Сбылась мечта многих астрономов и планетологов — они смогли заглянуть во тьму.

какая космическая станция стала первым искусственным спутником меркурия. Смотреть фото какая космическая станция стала первым искусственным спутником меркурия. Смотреть картинку какая космическая станция стала первым искусственным спутником меркурия. Картинка про какая космическая станция стала первым искусственным спутником меркурия. Фото какая космическая станция стала первым искусственным спутником меркурия

Впрочем, тьма еще оставалась в кратерах вечной ночи у полюсов планеты. Ось вращения Меркурия практически не отклонена и перпендикулярна плоскости орбиты, поэтому в глубокие кратеры на полюсах Меркурия Солнце не заглядывает никогда.

С этими теневыми участками связана первая интрига. Радиоастрономические наблюдения планеты еще в 90-е годы выявили интересные подробности — у полюсов нашли участки, которые отражали радиоволны практически точно так же, как это должен был делать водяной лед. Лед? На планете где температура на экваторе днем достигает +350 градусов Цельсия? Серьезно?

какая космическая станция стала первым искусственным спутником меркурия. Смотреть фото какая космическая станция стала первым искусственным спутником меркурия. Смотреть картинку какая космическая станция стала первым искусственным спутником меркурия. Картинка про какая космическая станция стала первым искусственным спутником меркурия. Фото какая космическая станция стала первым искусственным спутником меркурия

Вот и радиоастрономам не верили, пока не прилетел Messenger. Первое открытие, которое он сделал — это определил, что участки “блестящие” в радиодиапазоне точно соответствуют участкам вечной тени в приполярных кратерах. Для исследования их содержимого использовали лазерный дальномер. Разумеется его интенсивности не хватило бы для подсветки и прямой съемке фотокамерами. Но дальномер позволяет определять интенсивность отражаемого лазерного луча. И первые попытки посветить лазером в ледники дали обескураживающий результат — предполагаемый лед оказался примерно в два раза темнее чем грунт, окружающий кратеры.

какая космическая станция стала первым искусственным спутником меркурия. Смотреть фото какая космическая станция стала первым искусственным спутником меркурия. Смотреть картинку какая космическая станция стала первым искусственным спутником меркурия. Картинка про какая космическая станция стала первым искусственным спутником меркурия. Фото какая космическая станция стала первым искусственным спутником меркурия

Тут помог нейтронный спектрометр — он сумел определить, что в приполярных регионах все-таки есть вода, т.е. данные этого прибора тоже оказались в пользу льда. Хотя его разрешающая способность не позволяла точно привязать затененные кратеры к повышенной концентрации воды в грунте.

какая космическая станция стала первым искусственным спутником меркурия. Смотреть фото какая космическая станция стала первым искусственным спутником меркурия. Смотреть картинку какая космическая станция стала первым искусственным спутником меркурия. Картинка про какая космическая станция стала первым искусственным спутником меркурия. Фото какая космическая станция стала первым искусственным спутником меркурия
На схеме красный — это высокая степень замедления нейтронов, т.е. признак содержащегося в грунте водорода.

Наконец, лазерный дальномер поймал блеск — в самых приполярных и самых глубоких кратерах поверхность отразила света в четыре раза больше, чем это делал окружающий грунт — очередное доказательство наличия льда было получено. Но что с черными-черными кратерами? Для того чтобы понять, что творится во тьме, пришлось разработать новую термическую модель поверхности. Оказалось, что в кратерах, куда хоть немного заглядывает солнце, отражение света от стенок кратера все-таки попадает на дно. Благодаря этому удалось заглянуть во тьму на длинной выдержке.

какая космическая станция стала первым искусственным спутником меркурия. Смотреть фото какая космическая станция стала первым искусственным спутником меркурия. Смотреть картинку какая космическая станция стала первым искусственным спутником меркурия. Картинка про какая космическая станция стала первым искусственным спутником меркурия. Фото какая космическая станция стала первым искусственным спутником меркурия

И именно это объяснило, почему мы не увидели льда на дне — даже слабенький свет, отражаемый стенками кратера, все равно способен растапливать лед, лежащий на дне. А чтобы понять, что же мы тогда видим, надо вспомнить, откуда лед вообще может быть на Меркурии.

Главным источником льда и воды во внутренней Солнечной системе считаются кометы. Хотя исследование Rosetta поставило под сомнение кометное происхождение земных океанов, а исследование LRO, в том числе российского прибора LEND поставило под сомнение кометное происхождение воды на Луне, но с Меркурием можно говорить увереннее. В его окрестностях кометы появляются гораздо чаще, т.к. Солнце тянет их своей гравитацией, как мух к меду.

Поэтому кометы намного чаще падают на Меркурий, чем на какое-либо другое тело в Солнечной системе, за исключением, конечно, Солнца.

Как многие помнят, комета — это “грязный снежок” — кусок льда с пылью и углеродными соединениями, по текстуре напоминающими уголь. Вот тут ученые и подобрались к ответу на загадку темных кратеров — органика. Лед, принесенный кометами, покоится на дне выбитых кратеров, прикрытый тонким темным слоем органических соединений… Вода и органические соединения — казалось бы лучшие ингредиенты для зарождения жизни, но не хватает еще атмосферы для поддержания воды в жидком состоянии, поэтому, как и на кометах, на Меркурии обитатели не ожидаются.

Зато меркурианские загадки на этом не заканчиваются. Messenger рассмотрел еще одну особенность поверхности планеты, которую так и не смогли окончательно объяснить.

какая космическая станция стала первым искусственным спутником меркурия. Смотреть фото какая космическая станция стала первым искусственным спутником меркурия. Смотреть картинку какая космическая станция стала первым искусственным спутником меркурия. Картинка про какая космическая станция стала первым искусственным спутником меркурия. Фото какая космическая станция стала первым искусственным спутником меркурия

Странные участки выщербленного грунта, которые назвали “впадины” (hollows), встречаются практически по всей территории Меркурия. Пока ученые могут только сказать, что впадины имеют недавнее происхождение, настолько, что возможно процесс их формирования продолжается до сих пор. Это удалось определить по наличию метеоритных кратеров. Точнее по их отсутствию, что говорит о сравнительной молодости образований.

Впадины обнажают нижележащий грунт голубоватого или синеватого цвета.

какая космическая станция стала первым искусственным спутником меркурия. Смотреть фото какая космическая станция стала первым искусственным спутником меркурия. Смотреть картинку какая космическая станция стала первым искусственным спутником меркурия. Картинка про какая космическая станция стала первым искусственным спутником меркурия. Фото какая космическая станция стала первым искусственным спутником меркурия

Какую-то привязку впадины имеют к выходам вулканической лавы, но эти вулканы успокоились задолго до того, как начали формироваться впадины.

какая космическая станция стала первым искусственным спутником меркурия. Смотреть фото какая космическая станция стала первым искусственным спутником меркурия. Смотреть картинку какая космическая станция стала первым искусственным спутником меркурия. Картинка про какая космическая станция стала первым искусственным спутником меркурия. Фото какая космическая станция стала первым искусственным спутником меркурия

Считается, что это некий летучий минерал, который медленно испаряется под воздействием солнечных лучей или даже заряженных частиц, но приборы Messenger не позволили точно определить состав и характеристики изменяющегося грунта.

Другими, не такими интригующими, но любопытными открытиями на Меркурии стали магнитное поле и признаки недавнего вулканизма.

Магнитное поле в сто раз слабее земного, но даже такая интенсивность указывает на жидкое ядро планеты и продолжающиеся токи в нем.

какая космическая станция стала первым искусственным спутником меркурия. Смотреть фото какая космическая станция стала первым искусственным спутником меркурия. Смотреть картинку какая космическая станция стала первым искусственным спутником меркурия. Картинка про какая космическая станция стала первым искусственным спутником меркурия. Фото какая космическая станция стала первым искусственным спутником меркурия

Относительно недавно успокоившиеся вулканы тоже стали сюрпризом. Возможно, еще динозавры могли бы наблюдать извержения на Меркурии, если б обладали соответствующей техникой.

какая космическая станция стала первым искусственным спутником меркурия. Смотреть фото какая космическая станция стала первым искусственным спутником меркурия. Смотреть картинку какая космическая станция стала первым искусственным спутником меркурия. Картинка про какая космическая станция стала первым искусственным спутником меркурия. Фото какая космическая станция стала первым искусственным спутником меркурия

Уникальное в истории космонавтики наблюдение Messenger сделал, взглянув на систему Земля/Луна. Он смог увидеть и показать нам лунное затмение.

какая космическая станция стала первым искусственным спутником меркурия. Смотреть фото какая космическая станция стала первым искусственным спутником меркурия. Смотреть картинку какая космическая станция стала первым искусственным спутником меркурия. Картинка про какая космическая станция стала первым искусственным спутником меркурия. Фото какая космическая станция стала первым искусственным спутником меркурия

Это не транзит, когда одно космическое тело перекрывает линию обзора другого тела, а затмение, когда одно тело скрывается в тени другого тела.

Космический аппарат работал на орбите Меркурия более четырех лет. Изначально столько не планировалось, но техника и приборы работали хорошо, поэтому инженеры старались дольше удержать Messenger на орбите, а руководители проекта — выбить финансирование на следующий год. С каждым годом орбита спутника снижалась, но ученые использовали это для получения снимков с повышенным разрешением, и более тщательного осмотра местности.

К концу 2014 года аппарат полностью исчерпал запасы топлива, но продлить время работы на несколько месяцев удалось обеспечив реактивный импульс сжатым гелием, который использовался для создания давления в топливных баках.

Наконец, пришло время прощаться с космическим аппаратом. 30 апреля “последним вздохом” двигательной установки спутник был направлен к месту своего вечного успокоения.

какая космическая станция стала первым искусственным спутником меркурия. Смотреть фото какая космическая станция стала первым искусственным спутником меркурия. Смотреть картинку какая космическая станция стала первым искусственным спутником меркурия. Картинка про какая космическая станция стала первым искусственным спутником меркурия. Фото какая космическая станция стала первым искусственным спутником меркурия

За несколько часов до удара о поверхность Messenger успел снять Меркурий с высоты около 50 км.

какая космическая станция стала первым искусственным спутником меркурия. Смотреть фото какая космическая станция стала первым искусственным спутником меркурия. Смотреть картинку какая космическая станция стала первым искусственным спутником меркурия. Картинка про какая космическая станция стала первым искусственным спутником меркурия. Фото какая космическая станция стала первым искусственным спутником меркурия

На этом его история закончилась. Но не закончилась наука. Ученым еще предстоит обработать немало данных, и результатом будут еще открытия. Тем более, что теперь Меркурий снова останется наедине с собой и кометами почти на 10 лет. Следующий европейско-японский аппарат BepiColombo собираются запустить в 2017 году, а прибудет он только в 2024-м. Россия тоже принимает участие в проекте — Роскосмос дает ракету “Союз” и разгонный блок “Фрегат”.

какая космическая станция стала первым искусственным спутником меркурия. Смотреть фото какая космическая станция стала первым искусственным спутником меркурия. Смотреть картинку какая космическая станция стала первым искусственным спутником меркурия. Картинка про какая космическая станция стала первым искусственным спутником меркурия. Фото какая космическая станция стала первым искусственным спутником меркурия

Ожидается, что BepiColombo сможет разгадать загадки, оставленные Messenger.

Источник

Первым к первой от Солнца

какая космическая станция стала первым искусственным спутником меркурия. Смотреть фото какая космическая станция стала первым искусственным спутником меркурия. Смотреть картинку какая космическая станция стала первым искусственным спутником меркурия. Картинка про какая космическая станция стала первым искусственным спутником меркурия. Фото какая космическая станция стала первым искусственным спутником меркурия какая космическая станция стала первым искусственным спутником меркурия. Смотреть фото какая космическая станция стала первым искусственным спутником меркурия. Смотреть картинку какая космическая станция стала первым искусственным спутником меркурия. Картинка про какая космическая станция стала первым искусственным спутником меркурия. Фото какая космическая станция стала первым искусственным спутником меркурия

Меркурий, первоначальные сведения о котором приведены еще на шумерских клинописных табличках III тысячелетия до н.э., оказался одной из наиболее сложных для изучения планет. И неудивительно — с орбитой со средним диаметром всего 0,387 а.е. в моменты максимальных угловых удалений (максимальных элонгаций) он отстоит от центра Солнца только на 28°. Поэтому невооруженным глазом заметить его можно лишь на восходе и закате недалеко от линии горизонта или же во время полных солнечных затмений.

Древние греки, наблюдавшие Меркурий, вначале полагали, что видят две разные планеты — утреннюю, именуемую Аполлоном, и вечернюю, называвшуюся Гермесом. Но примерно 2,5 тыс. лет назад стало ясно, что речь идет всё же об одном и том же небесном теле, за которым в итоге закрепилось имя Гермес в честь греческого бога — покровителя торговли и (что менее известно) воров. Имя же «Меркурий» пришло уже из римского пантеона.

Появление телескопов позволило проводить наблюдения Меркурия и в светлое время, но лишь в периоды, близкие к датам элонгаций, т. е. не более сорока дней в году. Остальное время увидеть планету, находящуюся почти у самого солнечного диска, не дает рассеяние солнечного света в атмосфере, да такие попытки и просто опасны для глаз.

При диаметре 4880 км угловой размер меркурианского диска при наблюдении с Земли не превышает десяти угловых секунд, что в сочетании с влиянием земной атмосферы тоже не благоприятствует изучению планеты, тем более особенностей ее поверхности. Исторический факт: Галилео Галилей, впервые наблюдавший Меркурий в телескоп в начале XVII века, не сумел обнаружить меркурианских фаз, которые увидел только в 1639 году итальянец Джованни Батиста Зупи. Орбитальные космические телескопы не сильно улучшают ситуацию. Так, легендарный «Хаббл» решено никогда не направлять на Меркурий, поскольку ошибка в наводке может стоить жизни аппаратуре этого уникального аппарата — вспоминаем про опасное соседство с Солнцем.

Таким образом, для того чтобы увидеть поверхность Меркурия во всех подробностях, остается только один путь — приблизиться к ней с использованием межпланетных космических станций. Но и здесь природа поставила перед человеческим любопытством барьер: перелеты к Меркурию чрезвычайно сложны с точки зрения реализации.

Для того чтобы перейти в окрестности Меркурия по наиболее энергетически выгодной траектории, представляющей собой эллипс, касательный к орбитам обеих планет (гомановской траектории), и используемой при полетах к Марсу или Венере, космическому аппарату на околоземной орбите высотой 200 км потребуется сообщить отлетный импульс скорости примерно 5,55 км/с. Еще 7,55 км/с потребуются для торможения у самого Меркурия и выхода на орбиту вокруг него. А если мы хотим совершить посадку, то вторая величина составит уже 10,4 км/с. Все числа приведены без учета гравитационных потерь, величина которых зависит от удельного импульса применяемого двигателя и времени его работы. В отличие от тех же Марса или Венеры атмосфера при торможении не поможет — она на Меркурии настолько разряженная, что в практических и инженерных задачах ее можно даже не рассматривать. Кстати, для сравнения: при перелете по гомановской траектории к Марсу величины отлетного и тормозного импульсов скорости составят соответственно 3,61 км/с и 2,10 км/с, в случае посадки вторая величина составит 5,66 км/с. Еще для сравнения: запас характеристической скорости ракеты-носителя, выводящей спутники на околоземную орбиту с учетом гравитационных и аэродинамических потерь, составляет около 9,5 км/с.

Как видим, если задаваться целью полета по гомановской траектории, то космический аппарат должен обладать суммарным запасом характеристической скорости не менее 13,1 км/с, а на самом деле бо́льшим. Что существенно превышает энергетические требования даже к ракетам-носителям.

Для того чтобы обойтись меньшими затратами, потребуется более сложная схема перелета с использованием гравитационных маневров, в ходе которых космический аппарат разгоняется в поле тяготения попадающихся на его пути планет «бесплатно», не затрачивая драгоценное топливо. Но, во-первых, для того, чтобы реализовать такую сложную баллистическую схему, требуется уметь очень точно управлять космическим аппаратом. Во-вторых, «кружной» путь существенно увеличивает продолжительность перелета, и если по оптимальной траектории аппарат вышел бы к Меркурию уже через 105,5 суток после отлета с околоземной орбиты, то полет единственного пока земного КА Messenger, побывавшего на околомеркурианской орбите, продлился 6,5 лет.

Из этого обстоятельства вытекают чрезвычайно высокие требования к бортовой аппаратуре и ее компонентам, которые должны выдержать столь долгую дорогу через космическое пространство и не потерять при этом работоспособности. Добавьте к этому в семь раз большую солнечную постоянную на орбите Меркурия и соответствующее возрастание тепловых нагрузок. Вспомните про радиацию, испускаемую близкой звездой. Близок локоть, да не укусишь!

Впрочем, в 1962 году астрономы установили, что через десять лет расположение трех планет — Земли, Венеры и Меркурия — позволит осуществить перелет в окрестности ближайшей к Солнцу планеты с использованием маневра в окрестностях Венеры, причем за время, не сильно превышающее продолжительность полета по гомановской траектории. Правда, речь шла только о пролете мимо Меркурия, но никак не о выходе на орбиту вокруг него. Однако использовать представившуюся возможность было весьма заманчиво, тем более, что следующая открывалась только в середине 1980-х. И в 1968 году идею такой миссии поддержал Комитет по научным проблемам освоения космического пространства, а спустя год разработка миссии была одобрена Конгрессом США.

Уже в 1969 году сообщалось о планах посылки к Меркурию в 1975 году космического аппарата MESO (Mercure Sonde), при этом аппарат должен был пролететь на расстоянии в 5000 км от планеты. Предполагалось, что спутник, изготовленный в ФРГ, будет выведен на орбиту носителем «Атлас-Центавр» с разгонным блоком «Бёрньер-2», а основным объектом исследования станет поверхность планеты и ее атмосфера. Разрешение снимков, полученных с пролетной траектории, должно было составить 200 м.

Но в реальности первым космическим аппаратом, побывавшим в окрестностях первой планеты от Солнца, стала станция Mariner 10 («Ма́ринер-10»), запущенная 3 ноября 1973 года с космодрома на мысе Канаверал ракетой-носителем «Атлас-Центавр» (Atlas SLV-3D/Centaur D-1A). Перед ней ставились задачи по фотографированию недоступных с Земли деталей поверхности, уточнению массы планеты, изучению состава возможной атмосферы, свойств околопланетной среды. В состав бортового оборудования входили камера ультрафиолетового диапазона, ультрафиолетовый спектрометр, инфракрасный радиометр, детектор солнечной плазмы, счетчики Гейгера—Мюллера для регистрации заряженных частиц и два магнитометра.

В ходе полета впервые в межпланетных миссиях была применена уже упоминавшаяся схема перелета с гравитационным маневром (самый первый в практической космонавтике гравитационный маневр был осуществлен советской лунной станцией «Луна-3»).

5 февраля 1974 года Mariner 10 прошел мимо Венеры на расстоянии 5768 км. В ходе пролета аппарат передал на Землю более трех тысяч снимков планеты. Разогнавшись в поле венерианского тяготения, он вышел на траекторию перелета к Меркурию и 29 марта 1974 года совершил пролет на высоте 703 км над меркурианской поверхностью, успешно выполнив съемку и различные измерения. На этом миссия, согласно первоначальному плану, должна была завершиться. Но когда баллистики просчитали траекторию станции после встречи с Меркурием, то результаты их настолько поразили, что вначале были интерпретированы как ошибочные, — верить в такую удачу было немыслимо! Оказалось, что Mariner 10 выходит на гелиоцентрическую орбиту с периодом 176 суток. Так как период обращения самого Меркурия составляет 88 суток, то уже через два меркурианских года Mariner 10 должен был повторно сблизиться с планетой фактически в той же точке, вблизи афелия. В итоге, несмотря на ряд проблем, возникших в работе бортовых систем космического аппарата, удалось осуществить еще два дополнительных пролета — 21 сентября 1974 года на высоте 48 069 км и 16 марта 1975 года на высоте 327 км. Возможно, удалось бы и больше, но 24 марта закончились запасы рабочего тела двигателей ориентации, и миссия была завершена.

По итогам трех пролетов Mariner 10 передал на Землю около 3500 снимков, на которых были запечатлены примерно 45% площади планеты с разрешением до 1 км, при этом максимальное разрешение в некоторых районах доходило до 50 м.

какая космическая станция стала первым искусственным спутником меркурия. Смотреть фото какая космическая станция стала первым искусственным спутником меркурия. Смотреть картинку какая космическая станция стала первым искусственным спутником меркурия. Картинка про какая космическая станция стала первым искусственным спутником меркурия. Фото какая космическая станция стала первым искусственным спутником меркурия

Что ограничивало возможности станции по съемке поверхности? Как мы уже отметили, интервал между пролетами составлял 176 суток. За это время Меркурий делал не только два витка вокруг Солнца, но и три оборота вокруг оси, т. е. во время каждого из пролетов находился в одном и том же положении относительно Солнца и космического аппарата. В итоге перед камерами Mariner 10 каждый раз представало освещенное Солнцем западное полушарие планеты, из которого удалось отснять сектора между 120–190° з.д. и 0–50° з д. Восточная сторона все три раза оставалась неосвещенной, и взглянуть на нее удалось лишь спустя без малого сорок лет, уже в ходе полета миссии Messenger. Поверхность Меркурия на полученных снимках оказалась сходной с поверхностью Луны и покрыта многочисленными ударными кратерами, различавшимися по размерам. В то же время на ней были найдены и нехарактерные для лунного рельефа эскарпы (обрывы) высотой до 3 км и протяженностью до сотни километров. Самым интересным оказалось то, что аппарат обнаружил одну кольцевую структуру, похожую на лунные моря, но очень крупную. Она была названа Caloris Planitia, или Равнина Жары. Правда, в ходе пролета удалось отснять лишь меньшую ее половину; вторая в силу указанных выше обстоятельств оставалась затененной.

Выяснилось, что меркурианские кратеры по диаметру и глубине меньше, чем лунные. Ученые объяснили это более сильной гравитацией Меркурия (3,72 м/c 2 против 1,62 м/c 2 ) — при одной и той же энергии соударения реголит, выбивавшийся взрывом из меркурианской поверхности, падал ближе к центру кратера, чем на Луне, покрывая примерно в пять раз меньшую площадь.

Отражающая способность поверхности Меркурия оказалась меньше, чем у Луны. В то же время наиболее яркие кратеры обоих небесных тел — меркурианский Койпер и лунный Аристарх — имели близкую яркость. Кроме того, на Меркурии не обнаружилось столь выраженных «морей» и его поверхность оказалась менее контрастна по сравнению с лунной. Схожесть же поляризационных свойств позволила предположить, что Меркурий так же, как и Луна, покрыт реголитом — базальтовыми породами типа анортозитов и KREEP-пород, но с бо́льшим, чем на Луне, содержанием железа и титана. С высоты пролетной орбиты удалось оценить и температуры поверхности. Согласно данным, полученным инфракрасным радиометром, в точке полудня поверхность планеты нагревалась до +186°C, ночью же температура опускалась до –183°C. Пересчет полученных результатов для точки перигелия орбиты Меркурия показал, что теоретически температура на полуденной стороне может достигать 610°C! Однако, по современным данным, дневная сторона Меркурия может нагреваться до +290°C в афелии и +420°С при прохождении перигелия — любопытно, что при этом Солнце стоит точно над Равниной Жары или над противоположной ей точкой. Так что самое жаркое место в Солнечной системе пока остается на Венере (+475°C), впрочем, Меркурий сохраняет первенство по величине дневных амплитуд температур.

Грустным для ученых известием стали результаты поиска меркурианской атмосферы. Фактически, ее не оказалось, хоть в окрестностях планеты и удалось найти следы гелия и водорода, а впоследствии еще аргона, неона, ксенона, натрия, кислорода, кальция и калия. Но давление этой газовой оболочки составляло где-то около 0,2 нПа. То есть правильнее было бы говорить даже не об атмосфере, а об экзосфере.

Еще одним крупным открытием, осуществленным в ходе первого пролета, было обнаружение вблизи Меркурия ударной волны плазмы, а также магнитного поля, хотя и чрезвычайно слабого. Но было ли оно собственным магнитным полем планеты либо наведенным в результате взаимодействия с солнечным ветром? Установить это удалось лишь во время третьего пролета, происходившего на минимальной высоте, в ходе которого было подтверждено, что обнаруженное магнитное поле действительно генерируется самим Меркурием. И это открытие в те годы стало настоящей научной сенсацией — дело в том, что, как гласила теория, для возбуждения поля необходимо наличие у планеты жидкого ядра, возможность существования которого представлялась сомнительной: столь небольшая планета, как Меркурий, должна была остыть еще в первую четверть своего возраста. В итоге существование магнетизма связали с наличием у планеты частично расплавленного металлического (железо-никелевого) ядра, поддерживаемого в жидком состоянии за счет действия приливного эффекта, обусловленного выраженным эксцентриситетом орбиты Меркурия. Исходя из весьма высокой средней плотности Меркурия (5,44 г/см 3 ) удалось оценить размеры этого ядра, которое должно занимать до 50% объема планеты и простираться до 0,75–0,80 ее радиуса.

Таким образом, основными итогами миссии Mariner 10 стали получение фотографий половины поверхности Меркурия (которые до полета Messenger в 2011–2015 годах были, по сути, единственной картой этой планеты), измерение температуры поверхности, обнаружение магнитного поля и сбор первых сведений о газовом окружении планеты.

Чем всё же обусловлена столь большая плотность Меркурия? Какова его геологическая история и природа магнитного поля? Каково строение ядра? Каков состав атмосферы? Что происходит на полюсах? Наконец, что находится на 55% поверхности планеты, которые так и не удалось увидеть с борта Mariner 10?

На эти и другие вопросы ответа не было все последующие сорок лет. И о том, как ученые старались найти ответы на них в ходе следующей миссии к Меркурию, мы поговорим в продолжении материала.

А пока вспомним, что первый земной разведчик околосолнечных окраин Mariner 10, по всей видимости, и до сих пор движется по своей траектории, раз в 176 земных суток осуществляя встречу с первой планетой от Солнца, строго после того, как та сделает два оборота вокруг своей оси. И под его безжизненными уже объективами в который раз возникает всё один и тот же участок поверхности — тот самый, который впервые предстал его взору в марте 1974-го.

Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *