Loading Posts...

Космическая миссия «BepiColombo» раскроет загадки Меркурия

О Меркурии, ближайшей к Солнцу планете, пока известно немного. Впрочем, есть надежда, что два научно-исследовательских зонда международной космической миссии «BepiColombo», запущенные год назад, помогут нам лучше узнать одну из самых загадочных планет Солнечной системы.

Пекло днем и лютый холод ночью

Безжалостное Солнце (а с поверхности Меркурия оно выглядит в три раза более крупным по сравнению с тем, что мы видим с Земли) обдает жаром унылую пустынную поверхность, испещренную кратерами. Днем температура подскакивает до 430 °С, а ночью падает до -180 °С. Словом, добро пожаловать на Меркурий, ближайшую к Солнцу планету! Такое соседство – серьезная помеха для знакомства. Лишь двум земным посланцам, «Mariner 10» в 1974-1975 гг. и «Messenger» в 2011-2015 гг., удалось приблизиться к Меркурию, поэтому немудрено, что он остается одной из наименее изученных планет Солнечной системы. Вот почему так обрадовались астрофизики, когда 19 октября 2018 года на свидание с Меркурием полетели сразу два научно-исследовательских зонда: «Mercury Planetary Orbiter» Европейского космического и «Mercury Magnetospheric Orbiter» Японского космического агентства.

Оба аппарата находятся на борту одного транспортного модуля, который в 2025 году и доставит их на околопланетную орбиту. Проект задумали еще в начале 2000-х годов, но тогда он воспринимался скорее как фантастический, нежели научно-инженерный, ведь около 70% всех предложенных для его реализации технологий еще только предстояло разработать! А виной всему Солнце, ведь аппаратуре зондов предстояло выдержать перепады температур в более чем 500 °С. Следовательно, электронику нужно было оградить как от жары, так и от холода с помощью теплозащитных средств и систем отопления. Нельзя сбрасывать со счетов и угрозу солнечного ветра, потока высокоэнергетических частиц, выводящих из строя любой электронный прибор если тот не закрыт специальным бронированным экраном. Не всё просто и с электричеством для работы аппаратуры, хотя, казалось бы, какие могут быть проблемы, есть снабдить зонды солнечными панелями? Однако энергия Солнца столь велика, что фотоэлементы просто-напросто сгорят, если их не держать под наклоном к солнечным лучам. Но при таком положении энергии поступает недостаточно, поэтому панели фотоэлементов пришлось сделать очень большими. Так, у транспортного модуля, доставляющего зонды к Меркурию, их площадь равна 42 м², как у средней двухкомнатной квартиры.

МЕРКУРИИ В ЦИФРАХ

4879 км – Диаметр Меркурия (Земля: 12 742 км).
88 земных дней – Продолжительность года.
58 земных дней – Время оборота вокруг своей оси.

Долгое путешествие

За семь лет, с 2018-го по 2025 год. космический модуль с двумя научно-исследовательскими зондами на борту пролетит 9 миллиардов километров (маршрут показан синим цветом), хотя теоретически – если кратчайшим путем по прямой – до Меркурия всего лишь 90-миллионов километров. Столь длительное путешествие необходимо для того, чтобы притормозить движение аппарата и не допустить его падения на Солнце…

Читать:  Как нам обустроить Солнечную систему

Торможение сроком 7 лет!

Впрочем, перед создателями «BepiColombo» стояла техническая задача и посложнее: как попасть в гравитационное поле Меркурия, ускользнув от гораздо более мощной силы притяжения Солнца? Иными словами, нужно очень аккуратно и точно приблизиться к окрестностям планеты. Однако, чтобы преодолеть притяжение Земли и взять курс на Меркурий, необходимо набрать огромную скорость – 216 тысяч км/ч! Вот и получается, что после резвого старта сразу начнется долгое торможение, растянутое на семь лет. Для этого сопла двигателя будут создавать тягу, направленную в сторону, противоположную движению модуля. И маршрут ракеты выбран соответствующий: после облета Земли ей нужно дважды обогнуть Венеру, затем направиться к Меркурию и совершить шесть витков по его орбите. В результате гравитационные силы планет снизят количество энергии, накопленной ракетой во время стартового разгона. В общей сложности зондам предстоит пролететь 9 миллиардов километров, и это при том, что кратчайшее расстояние между Землей и Меркурием в 100 раз меньше – всего лишь 90 миллионов километров. Если всё пройдет в штатном режиме, зонды смогут приступить к работе 5 декабря 2025 года. Для этого у них на борту заготовлено 16 научных приборов и уже составлена насыщенная программа – будет не до скуки! Похоже, Меркурию всё-таки придется поделиться с нами своими секретами.

Загадка № 1

Что Меркурий может рассказать о Солнечной системе?

Изучение Меркурия позволяет вернуться к временам зарождения Солнечной системы и, следовательно, лучше понять, что происходило 4,6 миллиарда лет назад, поскольку, в отличие от Земли, состав поверхности планеты не изменился. Она хранит следы всех астероидов, комет и других космических тел, которые когда-либо на нее падали: неслучайно вся поверхность Меркурия испещрена кратерами. Изучая такие отметины, можно многое узнать об истории этой части Солнечной системы (кстати, не столь уж отдаленной от Земли, ведь по космическим меркам 90 миллионов километров – это сущие пустяки!). Земля тоже испытала на себе интенсивную бомбардировку из космоса, однако следы ее давно исчезли под действием ветров, дождей и тектоники плит, постоянно перемешивающей поверхностные породы. Эти процессы стерли первые страницы истории Земли, а на Меркурии всё сохранилось в первозданном виде, и ему есть что рассказать ученым.

Читать:  Какая энергия доставит человечество к другим звездным системам

ЗАДАЧА «BEPICOLOMBO»

Осуществить картографию планеты и провести геологический анализ ее поверхности, чтобы астрофизики смогли узнать не только как она выглядела в период образования Солнечной системы, но и какой была наша Земля в те далекие времена.

Загадка № 2

Откуда берется вода?

Облетая Меркурий, зонд «Messenger» обнаружил в глубине кратеров, расположенных в вечной тени на полюсах планеты, водяной лед. Откуда там взялась вода? Может быть, ее занесли астероиды и кометы, эти грязные снежки с окраин Солнечной системы? Или распыленная вода присутствовала в этом районе Вселенной еще до образования Меркурия?

ЗАДАЧА «BEPICOLOMBO»

Зондам даже не придется опускаться на поверхность планеты, чтобы проанализировать состав меркурианской воды. А вода, как известно, бывает разной: помимо всем хорошо знакомой Н2О, существует и более тяжелый вариант – D2O, где водород (Н) заменяется одним из его изотопов , а именно дейтерием (D). Пропорции содержания в Солнечной системе обеих разновидностей воды меняются по мере удаления от Солнца. Чем дальше, тем больше становится D2O. Проба воды Меркурия позволит узнать, откуда она взялась, причем не только на Меркурии, но и у нас на Земле.

Загадка № 3

Как появилось магнитное поле?

У Меркурия, как и у Земли, есть магнитное поле . Правда, не столь мощное, раз в 100-150 слабее, однако у Марса и Венеры нет и такого, у этих двух планет оно исчезло давным-давно! Почему же оно сохранилось у Меркурия? Механизм возникновения магнитного поля весьма сложен и пока еще плохо изучен, однако ясно, что для его образования требуется движение жидкого железа. Как это происходит во внешнем ядре Земли. Температура внешнего ядра высокая – около 4800 °С, что приводит к так называемому конвекционному движению: разогретое железо поднимается вверх, где остывает и опускается обратно. А если добавить к этому вращение планеты вокруг своей оси, которое постоянно «взбалтывает» жидкую часть между двумя плотными областями – центральным ядром и земной корой, то становится понятно, что наше магнитное поле возникло не с бухты-барахты! Подобным набором свойств Меркурий не обладает, поскольку размеры его небольшие и остыл он гораздо быстрее Земли. То есть его железное ядро уже давно должно было затвердеть. Кроме того, Меркурий очень неспешно вращается вокруг своей оси, совершая полный оборот за 58 земных суток. Такой медленный «миксер» ничего не взболтает!

Читать:  Телескоп GALEX

ЗАДАЧА «BEPICOLOMBO»

Оба зонда займутся точными измерениями магнитного поля Меркурия. Анализируя колебания магнитного поля в течение минимум одного года и сравнив их с аналогичными земными данными, исследователи получат представление о том, как оно возникает. ..

Загадка № 4

Меркурий уменьшился?

Меркурий – небольшая планета (более того – самая маленькая в Солнечной системе), а вдобавок с момента рождения его радиус сократился на 7 км. Трещины на его поверхности, обнаруженные зондом «Messenger» (2011-2015 гг.), свидетельствуют о том, что планета сморщилась, как старое подсохшее яблоко. Объяснение тому наверняка простое – железное ядро, составляющее 60% от общей массы (против 33% у Земли), сжалось при остывании. Вот поверхность Меркурия и пошла вмятинами.

ЗАДАЧА «BEPICOLOMBO»

Зонды измерят точную длину и глубину трещин, а также рассмотрят, как они распределяются по поверхности Меркурия. И затем сравнят их с компьютерными моделями, показывающими то, как охлаждение ядра той или иной величины скажется на изменении поверхности планеты. В результате ученые не только получат информацию о ядре Меркурия, но и смогут объяснить наличие связанного с ним магнитного поля (см. загадку № 3). Так что интерес тут двойной…

Подписывайтесь на наши каналы в Яндекс Дзен и Телеграмм
Подписаться
Уведомление о
guest
0 комментариев
Inline Feedbacks
View all comments
Loading Posts...