Ikona szukaj

Wspominamy misję MESSENGERA na Merkurego, 10 lat temu

MESSENGER (Mercury Surface, Space Environment, Geochemistry and Ranging) był sondą kosmiczną NASA programu Discovery, która badała planetę Merkury. Skrót można przetłumaczyć na słowo "posłaniec", a zatem odnosi się do rzymskiego boga Merkurego, posłańca bogów. Sonda została wystrzelona 3 sierpnia 2004 r. Messenger był drugim statkiem kosmicznym, który odwiedził Merkurego po Marinerze 10 i pierwszym, który okrążył go jako orbiter. Misja zakończyła się 30 kwietnia 2015 roku, kiedy sonda uderzyła w Merkurego po wyczerpaniu paliwa. Misją kierowało Laboratorium Fizyki Stosowanej (APL) na Uniwersytecie Johna Hopkinsa, które również zbudowało sondę. Instrumenty zostały dostarczone przez APL i Centrum Lotów Kosmicznych Goddarda, Uniwersytet Michigan i Uniwersytet Colorado. Koszt misji, łącznie ze statkiem kosmicznym, jego instrumentami, wyrzutnią oraz wykonaniem misji i analizą danych do końca misji podstawowej w marcu 2012 r., wyniósł około 427 mln USD.

Merkury jest jedną z najmniej zbadanych planet w Układzie Słonecznym. Wynika to głównie z bardzo niegościnnych warunków dla sond kosmicznych, takich jak wysoka temperatura i intensywne promieniowanie, a także z licznych trudności technicznych, które trzeba przezwyciężyć podczas lotu w tamte rejony. Przed Messengerem Merkurego odwiedził tylko jeden statek kosmiczny - Mariner 10, który minął planetę trzy razy w latach 1974-1975. Jednak tylko 45 procent powierzchni planety zostało wówczas zmapowane. W przeciwieństwie do sondy Mariner 10, która wykonywała jedynie przeloty w pobliżu Merkurego, Messenger był w stanie znacznie dokładniej zbadać planetę z orbity za pomocą licznych instrumentów. Messenger był w stanie po raz pierwszy całkowicie zmapować powierzchnię planety, badał również historię geologiczną Merkurego.

Messenger składał się z korpusu o wymiarach 1,27 m × 1,42 m × 1,85 m i był chroniony przed promieniowaniem słonecznym przez pół-cylindryczną tarczę ochronną o wysokości około 2,5 m i szerokości 2 m. Tylko dwa panele słoneczne po przeciwnych stronach korpusu i wysięgnik magnetometru o długości 3,6 m zostały przymocowane na zewnątrz osłony ochronnej. Całkowita masa startowa statku kosmicznego wynosiła 1093 kg; sama sonda ważyła 485,2 kg, pozostałe 607,8 kg stanowiły paliwo oraz sprężony gazowy hel. Messenger posiadał siedem instrumentów naukowych. Pięć przyrządów zostało zamontowanych w dolnej części sondy, jeden (EPPS) w górnej i bocznej, a MAG na wysięgniku.

MDIS składał się z kamery szerokokątnej o polu widzenia 10,5 ° oraz kamery wąskokątnej o polu widzenia 1,5 °. Światło wpadało do instrumentu przez okienko o wymiarach 12 cm × 12 cm, które przepuszczało światło widzialne i bliskie podczerwieni. Głównymi zadaniami MDIS było stworzenie kolorowych obrazów Merkurego podczas przelotu, wysokiej rozdzielczości zdjęć wybranych obszarów oraz stereo-obrazów topografii o wysokiej rozdzielczości. MDIS ważył 7,9 kg i wymagał średnio 10 watów mocy. Do końca głównej misji oczekiwano łącznie 12 GB danych z MDIS. Przyrząd został opracowany przez Laboratorium Fizyki Stosowanej na Uniwersytecie Johna Hopkinsa.
Badano skład Merkurego za pomocą GRNS (spektrometr promieniowania gamma i neutronów), w szczególności występowanie takich pierwiastków jak tlen, krzem, siarka, żelazo, wodór, potas, tor i uran. Głównym zadaniem GRNS było zbadanie historii geologicznej planety oraz poszukiwanie lodu na jej czapach polarnych. GRNS ważył 13,1 kg i wymagał średnio 4,5 wata mocy. Do końca głównej misji oczekiwano łącznie 3,9 GB danych z GRNS. Przyrząd został opracowany przez Laboratorium Fizyki Stosowanej na Uniwersytecie Johna Hopkinsa.
Magnetometr (MAG) mierzył pole magnetyczne Merkurego. Na podstawie dostarczonych danych stworzono trójwymiarowy model magnetosfery planety. Aby uniknąć zakłóceń z pokładowego pola magnetycznego, instrument został zamontowany na wysięgniku o długości 3,6 m. MAG ważył 4,4 kg razem z wysięgnikiem i wymagał średnio 2 watów mocy. Do końca głównej misji spodziewano się w sumie ok. 440 MB danych z magnetometru. Instrument został opracowany przez Centrum Lotów Kosmicznych Goddarda.
Wysokościomierz laserowy (MLA) wykorzystując impulsy laserowe, był w stanie zdobyć wiedzę topograficzną o Merkurym. Pomiary można było wykonać, gdy sonda znajdowała się w odległości mniejszej niż 1000 km od powierzchnią planety. Ponieważ Messenger poruszał się po wysoce eliptycznej orbicie, MLA mogła zbadać jedynie północną półkulę planety. Impulsy odbite od planety były odbierane przez odbiornik składający się z czterech szafirowych soczewek. MLA ważył 7,4 kg i wymagał średnio 20 watów mocy. Do końca głównej misji oczekiwano z MLA około 1,5 Gb danych. Instrument został opracowany przez Centrum Lotów Kosmicznych Goddarda.

Spektrometr składu atmosfery i powierzchni (MASCS) ważył 3,1 kg i wymagał średnio 3 watów mocy. Instrument został opracowany przez Uniwersytet Colorado.Spektrometr cząstek energetycznych i plazmy (EPPS) mierzył charakter i rozkład naładowanych cząstek, takich jak elektrony i różne jony, w polu magnetycznym Merkurego. EPPS ważył 3,1 kg i wymagał średnio 2 watów mocy. Przyrząd został opracowany przez Uniwersytet Michigan i Laboratorium Fizyki Stosowanej na Uniwersytecie Johna Hopkinsa.

Promienie gamma i rentgenowskie ze Słońca mogą powodować, że pierwiastki na powierzchni Merkurego będą emitować niskoenergetyczne promieniowanie rentgenowskie. Spektrometr promieniowania rentgenowskiego (XRS) był w stanie je wyśledzić, a tym samym umożliwić wyciągnięcie wniosków na temat składu Merkurego. XRS wykrył: magnez, glin, siarkę, wapń, tytan i żelazo. XRS zawierał trzy cylindryczne liczniki wypełnione gazem, które zamontowano za oknem berylowym. XRS ważył 3,4 kg i wymagał średnio 8 watów mocy. Do końca głównej misji spodziewano się w sumie około 1,5 GB danych z XRS. Przyrząd został opracowany przez Laboratorium Fizyki Stosowanej na Uniwersytecie Johna Hopkinsa.

W ramach RS pokładowy system komunikacji mierzył niewielkie odchylenia prędkości sondy z wykorzystaniem efektu Dopplera. Z tych danych można wywnioskować rozkład masy Merkurego. Eksperyment radiowy mierzył również dokładne wymiary planety. RS był kierowany przez Centrum Lotów Kosmicznych Goddarda.

Sonda przeleciała około osiem miliardów kilometrów przez Układ Słoneczny, kiedy jako pierwsza weszła na orbitę wokół Merkurego w marcu 2011 roku.Sonda okrążała Merkurego na wysokości od 200 do 15 000 km. Sonda okrążała planetę raz na 12 godzin przez okres jednego ziemskiego roku. 5 października 2011 roku naukowcy opublikowali swoje wyniki z pierwszego półrocza misji na Europejskim Kongresie Nauk Planetarnych w Nantes. Dane wykazały nieoczekiwanie wysoki poziom magnezu i wapnia po nocnej stronie Merkurego. Ponadto pole magnetyczne planety nie znajduje się w centrum, ale jest przesunięte daleko na północ. W listopadzie 2012 r. NASA poinformowała, że ​​statek kosmiczny na biegunie północnym znalazł zarówno zamarzniętą wodę, jak i materiały organiczne w kraterach na powierzchni planety, które nigdy nie były wystawione na działanie światła słonecznego. W lutym 2013 r. NASA opublikowała aktualną i najbardziej szczegółową mapę 3D powierzchni Merkurego jak do tej pory. Składa się z tysięcy zdjęć, które Messenger wykonał podczas misji. 30 kwietnia 2015 roku Messenger uderzył w Merkurego z prędkością około 3,91 kilometra na sekundę (14 081 km/h), pozostawiając za sobą krater, którego średnicę szacuje się na około 16 metrów.

Źródło:
https://solarsystem.nasa.gov/missions/messenger/in-depth/

10.09.2021

Mateusz

©Planeta Mars 2021