1 Пролёт в сфере действия Меркурия
До сих пор земная техника не освоила прямой перелёт на Меркурий - уж слишком много скорости надо потерять, чтобы совершить хотя бы пролёт Меркурия. Поэтому все аппараты вынуждены совершать целый ряд гравиманевров. BepiColombo собирается выйти на орбиту вокруг Меркурия аж через 7 с лишним лет. "Маринер-10" поэтому отправился к Венере, совершил гравиманевр и 29.03.1974 совершил пролёт Меркурия на расстоянии 703 км. При этом надо отметить, что энергетически выгодные траектории к Меркурию бывают раз в 13 лет. В 70-х годах они были в 1970 и 1973 году. В 1970-м - не успели (деньги потратили на "Аполлон"). Полёт в 1973-м пришлось санкционировать. Также энергетически выгодно сближаться с Меркурием в афелии. "Маринер-10" подлетел в момент, когда до Солнца было 69 млн.км. В этот момент его сфера действия - 133 941 км. В СД он вошёл со скоростью 11 км/с, т.е за 3 часа 36 мин до пролёта на минимальном расстоянии.
Было 2 попытки достичь СД Меркурия. Обе - американские и обе удачные.
В памяти остались отменённые проекты, например, "Месо" - аппарат ФРГ, запускаемый американской РН "Атлас-Центавр" в 1975 г. Были планы и у России (запуск в 2015, который сдвинулся на 2031 г)
Очередное посещение СД Меркурия ожидается в октябре 2021 (два КА миссии BepiColombo) |
2 Достижение поверхности Меркурия
Попадание на планету баллистически более простая задача, чем ИС Меркурия, однако менее информативная (время флаговтыков прошло). Поэтому уже нет желания застолбить планету простым попаданием, а посадка сложнее ИС любого небесного безатмосферного тела, каким и является Меркурий.
17 марта 2015 г. официально была завершена работа с АМС "Мессенджер". Она исчерпала запасы топлива для маневра и ориентации. 30.04.2015 19:26.01,166 упала на Меркурий, образовав, вероятно, 16-метровый кратер. Примерные координаты места падения - 54,4398° с.ш., 210,1205° в.д. Скорость падения - 3912 м/с. В момент удара это место находилось на невидимой с Земли стороне Меркурия.
Следующее событие можно ожидать в 2026 году, когда оба аппарата BepiColombo выполнят свою задачу.
Пока лишь 1 аппарат достиг Меркурия, вполне по программе. |
3 ИС Меркурия
Первый и единственный ИС Меркурия появился у планеты 18.03.2011 в 01:10 - американский "Мессенджер". В 2015 упал на Меркурий. Следующих ИС будет сразу два: европейский и японский в 2025 году.
Но вспомним планы. В 1980-х годах НАСА искало новое, более доступное направление для 1990-х и последующих лет. Два проекта были задуманы Комитетом по исследованию солнечной системы НАСА в 1983 году. Planetary Observer - для внутренних планет и Mariner Mark II - для внешних.
Mercury Observer (MO) также был предложен для запуска в 1997 году. Конгресс потребовал сокращения финансирования в 1992-1993 финансовом году и НАСА прекратило программу, отправив "Обозреватель" только к Марсу (миссия была провальной). А в начале XXI века началась разработка BepiColombo (летит), "Мессенджера" (отработал) и "Меркурия-П" (отменён, см. ниже)
Вот так выглядел "Меркурий-П". Выглядел бы. |
|
посадка на Меркурий. Г.Тищенко. ТМ 1977 г
СА "Меркурия-П"
|
4 посадка на Меркурий
Посадку на Меркурий горячо обсуждали, планировали и даже работали над ней ещё лет 30 назад. Причём реально - в трёх главных космических организациях (Китай только намекал на наличие интереса). BepiColombo начали создавать европейцы ещё в 2000 году. Япония вступила в проект позже. Были планы даже на Россию. Проект был великолепный. Имел место быть и орбитер Меркурия, очень продвинутый. Но ещё был посадочный аппарат MSE массой 44 кг для работы в течение около недели на поверхности Меркурия. Имел форму диска диаметром 0,9 м, его намеревались посадить туда, где не самое пекло - 85° широты на терминаторе. Принцип посадки - российский, на высоте 120 м скорость снижения обнуляется, двигатель отбрасывается, амортизаторные подушки надуваются и посадочный аппарат падает в надутых подушках со скоростью 30 м/с (108 км/ч). Научные данные будут храниться на борту и передаваться через дипольную УВЧ- антенну на орбитер. MSE имел бы полезную нагрузку 7 кг, состоящую из системы фотокамер (камера на снижение и наземная камера), датчика тепловых потоков и физических свойств, рентгеновского спектрометра альфа-частиц, магнитометра, сейсмометра, пенетратора. А ещё там был микро-ровер. Эх, такое развлечение народу сорвали, когда посчитали финансы и прослезились и отменили проект. Даже богатые японцы и российские спецы не одолели трудностей (время и деньги). Посадочный аппарат был отменён в 2003 году, BepiColombo улетел без него и обошёлся не менее чем в 2 млрд. долл. (или евро - не помню). Причём проект с "очень твёрдой даты" в 2013 г многократно отползал вправо и улетел в конце 2018 с датой прибытия к Меркурию в 2025-м.
Но
Российские разработчики, оставшиеся не у дел, но с какими-то начальными работами по посадочному аппарату, в том же 2003 году объявили о разработке чисто российского проекта "Меркурий-П" (П - это посадка). И срок старта был намечен - 2015 год. НАСА уже вовсю готовило к полёту свой "Мессенджер", всплеск интереса к Меркурию был налицо и ИКИ РАН вышло на тропу конкуренции. Предварительное исследование создало документ, который содержал предварительный список научных приборов, которые должны быть установлены на борту. Платформа и оборудование были взяты от КА «Фобос-Грунт», а также от Марс-96 и проекта солнечного паруса. Аппаратное обеспечение предлагалось обновить.
Предлагаемый сценарий полета включал запуск аппарата массой 8 120 кг РН "Союз-2", потом облет Венеры, вывод КА на орбиту вокруг Меркурия и доставку на его поверхность спускаемого аппарата. Масса посадочного аппарата - 710 кг, масса ПН на грунте - 40 кг, масса ПН на орбите - 50 кг. Посадку проектировала фирма Лавочкина. На рисунке справа видно, что схема посадки не сильно отличается от европейской и даже от "Луны-9" от 1966 года.
Меркурий-П должен был изучить геологию и состав планеты, а также плазменную среду вокруг неё. Картография, химический анализ поверхности планеты, а также сейсмические исследования. Предлагалось задействовать траекторный РБ "Двина" с ЭРД.
В 2009 году реализацию проекта сдвинули сразу на 2024 год (2008 год финансово был очень нехорош). В СМИ по-прежнему обещали старты то 2016, то в 2019. Но в 2011 потерпел крушение "Фобос-Грунт", концепцию которого брали за основу и проект ещё раз подвинули - в конец 2020-х годов. Сообственно, в августе 2012 года в новом предложенном расписании российских планетарных миссий, рассчитанном до 2026 года, не было полета на Меркурий. Затем проект ушёл на 2031 и стал не более реальным, чем построение коммунизма в эпоху Хрущева.
А что же НАСА? Ещё "Мессенджер" не добрался до Меркурия, а там вовсю проработывали концепцию посадки на Меркурий. И в 2010 году появился мощный документ предложений со всеми расчётами, кроме финансовых. "Мессенджер" завершил миссию в 2015-м. Предполагалось, что сейчас должна уже работать европейско-японская миссия (однако - нет). НАСА в меру своих возможностей одобряет ту или иную миссию из списка и у планетологов наступает праздник. Но это событие редкое и меркуриоведы пока праздника не дождались. А концепция посадочного модуля была вот такая:
|
5 взлёт с поверхности Меркурия
И - даже в планах нет. Когда всех возможностей человечества хватает лишь на то, чтобы раз в четверть века отправлять к Меркурию аппарат, даже без возможности посадки, то о взлёте и речи нет
Делаются последние приготовления к отлету. Опустошенные нами в пути баки для плотного водорода, которые служили нам жильем на Меркурии, мы оставляем здесь для будущих посетителей планеты.
Топлива у нас осталось немного. Но на обратный путь нам понадобится его меньше, чем в пути на Меркурий. Взлетать с него хорошо: не мешает тормозящее сопротивление воздуха и можно набрать скорость, разгоняя корабль горизонтально, что также дает экономию топлива. Мы оторвемся от сферы притяжения Меркурия, когда разовьем скорость в 11,3 километра в секунду.
А. Штернфельд. "Рейс на Меркурий". 1955 г |
6 первые фото Меркурия с пролёта
Важно понимать: 1) любой снимок, лучше, чем с Земли - великое достижение и 2) фото с пролёта в сотню раз менее информативны, чем с орбиты ИС. Но тем не менее...
Операторы, управлявшие "Маринером-10", сгорали от нетерпения в предвкушении вида нового мира, поэтому аппарат начал съёмку задолго до сближения с планетой, а точнее - 23 марта, с расстояния 5,3 миллионов километров, изображения были ЛУЧШЕ, но немного лучше, чем те, которые можно было наблюдать через телескоп на Земле. Но они улучшались. На расстоянии 3,5 миллионов километров от Меркурия уже можно было понять, что это близнец Луны, густо усыпанный кратерами всех размеров.
28 марта начался аврал, снимки производились каждые 42 секунды, а 29 марта аппарат приблизился к планете, пролетев в пределах 704 километров от поверхности. И, разумеется, никаких фоток с минимального расстояния нет, потому что пролет происходил над ночной стороной планеты. Зато и до и после этого события фотографии были прекрасны. Аппарат продолжал снимать и отправлять фотографии до 3 апреля, когда находился на расстоянии уже более 3,5 миллионов километров от Меркурия.
Всего было сделано и передало более 2 000 фотографий, которые были получены на станциях слежения в Deep Space Network в Голдстоуне, штат Калифорния, Тидбинбилла, Австралия, и Мадриде, Испания.
Снимки Меркурия показали планету, очень похожую на Луну - на самом деле планета всего в 1,4 раза больше по диаметру чем Луна, но в 4,6 раза массивнее.
Вот один из первых снимков при 1-м сближении с планетой. Хорошо виден один ихз характерных особенностей Меркурия - скарп. Это такой уступ высотой в 2-4 км и длиной в сотни км. В левом верхнем углу он разрезает многокилометровый кратер.
Когда едешь по Казахстану на поезде Самарканд - Астрахань, дорога идёт мимо похожего обрыва плато Устюрт - сотни километров.
|
7 научные данные о Меркурии
Забавно, аппарат, от которого ждали, в основном, фоток c Меркурия, начал сыпать интересными данными буквально с отлёта, причём совершенно незапланированными. Сначала он прислал первые фото Земли из сферы действия Солнца (впервые), отснял неизвестные полярные районы Луны, а тут подвернулась комета. В январе 1974 года Mariner 10 успешно прислал данные (без фотографий) по комете C/1973 E1 Когоутек, впервые, когда космический аппарат прислал данные о долгопериодической комете (наблюдал её в ультрафиолетовом диапазоне). Потом он работал по Венере и, наконец, 29 марта 1974 г. в 20 час 46 мин прошёл на минимальном расстоянии от Меркурия (703 км). Впервые узнали, что Меркурий плотный, имеет магнитное поле, которое примерно в сто раз слабее земного и практически нет атмосферы, масса планеты определена с точностью, в 100 раз точнее прежних вычислений. Ну и т.д. Главное - связь была превосходной. |
 8 ровер на Меркурии
не планируется. Хотя их полно в фантастике
За несколько переходов я уже хорошо освоил машину. Мы углублялись в пустыню, по сравнению с которой Долина смерти на Земле выглядит японским розарием. Дно расщелины пересекали огромные трещины, по сторонам высились черные иззубренные утесы, атмосфера имела желтоватый оттенок от паров серы и сернистого газа.
Да, это была раскаленная, бесплодная пустыня, где человеку не место, но стремление победить её было таким могучим, что мы ощущали его почти физически. Ни один человек до нас не пересек эту сторону и не вернулся отсюда живым. Те, кто дерзнул, были жестоко наказаны. Но огненная пустыня оставалась непобежденной, и ее надо было пройти. И не легчайшим путем, а самым трудным - по её поверхности, преодолев все западни, которые могут оказаться на нашем пути, притом в самое трудное и опасное время.
Алан Нурс. "Через Солнечную сторону". 1956 год |
9 летательный аппарат на Меркурии
не планируется. Их мало даже в фантастике. Разумеется, он ракетный. А значит - незачем делать специальный аппарат. В фантастике корабль перелетает целиком куда захочет.
У-90 мчался над ночной стороной планеты, над мрачными скалами и пропастями, никогда не видевшими Солнца, а потом горизонт впереди вспыхнул яростным светом, и они очутились на Дневной стороне.
В старину Меркурий называли «луной Солнца»; планетка действительно напоминает Луну: те же безжизненные каменистые равнины, те же гребни и трещины, острые как клыки вершины - здесь никогда не было ни дождя, ни ветра, чтобы сгладить их. Но на Луне холодно и тихо, а Дневная сторона Меркурия словно кипит от скрытого в недрах огня. Вулканы изрыгают пепел и лаву, а с неба низвергаются потоки излучения, от которых все вокруг трепещет в мерцающей дымке...
Эдмонд Гамильтон "Дети Солнца" 1950 г. |
10 возврат образцов с Меркурия
не планируется. Только в фантастике.
…Собраны образцы меркурианских пород. Обследованы многие уголки планеты. Заснято множество видов, в том числе — действующий вулкан, виновник появления пылевых облаков. Теперь — снова в путь — домой, на Землю.
Стартовать отсюда трудно, еще труднее, чем с Венеры, еще не оборудована на Меркурии взлетная площадка, как на Луне, ставшей доступной человеку. Со временем, возможно, и здесь устроят такую; быть может, оборудуют постоянную солнечную обсерваторию. Пока же астронавты с трудом выбираются с негостеприимного Меркурия.
Б.Ляпунов. "Ближайшие к Солнцу" 1956 г.
 |
11 коррекция орбиты
"Мессенджер" довольно долго оставался на начальной орбите, а затем много раз её менял, сначала приближаясь к поверхности, затем отдаляясь до полного израсходования топлива. Не знаю, была ли коррекция первая, но 2-й этап работы КА начал с трёх коррекций (ионовый ДУ, часы и сутки работы) к 20 апреля 2012 года, сократив период обращения с 12 до 8 часов. |
12 фотографирование с орбиты
 Через 11 дней после выхода на орбиту вокруг Меркурия, 29 марта 2011 года КА "Мессенджер" приступил к фотографированию. Слева - первый снимок. За 4 года RF сделал и прислал на Землю более 277 000 изображений с орбиты в разных диапазонах. Перед падением 30 апреля 2015 года сделал последний снимок (справа)
"Маринер-10" отснял лишь 25% поверхности планеты при первом пролёте и ещё 25% при последующих двух. "Мессенджер" при своих сближениях с Меркурием фотографировал ещё более интенсивно, подробно и в цвете. А уж когда вышел на орбиту, то были составлены карты цветные, псевдоцветные, химического состава, тектонические и многие иные. Был создан глобус Меркурия, на сайте НАСА вертится в формате 3d, а загадки всё ещё остались. Например, на этом фото уфологи разглядели инопланетный корабль или какое-то сооружение в виде пирамиды.
Вот, почти в центре:
|
