Місії на Меркурій: від Марінера до Месенджера

Ви знали, що у NASA був шанс запустити місію до Меркурія ще в далекому 1978 році? Ба більше, потрібно було лише модифікувати вже наявний космічний апарат. Що ж пішло не так? Читайте в цій статті!

880
Космічний апарат Месенджер знаходився на орбіті Меркурія з 2011 по 2015 рік. Відправити апарат на орбіту Меркурія пропонували ще в 1970-х роках, і минули десятиліття, перш ніж місію погодили. Джерело: NASA

Місії на Меркурій: від Марінера до Месенджера

Якщо все піде за планом, космічний апарат BepiColombo Європейського космічного агентства прибуде до Меркурія в грудні 2025 року. BepiColombo складається з двох космічних апаратів, які облетять планету: один зосередиться на поверхні Меркурія, а інший, наданий Японією, вивчатиме його магнітосферу. Космічний апарат названо на честь Джузеппе «Бепі» Коломбо, італійського вченого, математика та інженера з Падуанського університету в Італії, який розрахував, як вивести космічний апарат на резонансну орбіту з Меркурієм, що уможливить кілька прольотів повз нього. Його методику використали для місії NASA «Марінер 10», апарат якої успішно пролетів повз Меркурій у 1975 році.

У середині 1970-х NASA розглядало пропозицію розмістити космічний апарат на орбіті навколо Меркурія, але відхилило її. У 1990 році NASA знову розглянуло можливість польоту на орбіту Меркурія. Тоді пропонували відправити на орбіту Меркурія два відносно великі космічні апарати, подібні до BepiColombo. Ця місія була б дуже дорогою і марно було сподіватися, що NASA її профінансує.

Але в середині 1980-х років фахівець з траєкторії Лабораторії реактивного руху знайшов спосіб вивести на орбіту Меркурія космічний апарат з достатнім науковим навантаженням. У 2011 році NASA нарешті це зробило. З середини 1970-х до кінця 1990-х років з’явилося багато концепцій апаратів, які можна було б запустити на орбіту Меркурія, оскільки різні вчені та інженери намагалися знайти найкращий спосіб доставити космічний апарат до маленької швидкої планети, яка знаходиться надто близько до однієї дуже гарячої газової кулі.

Космічний апарат «Марінер 10», який пролетів повз Меркурій у 1974 та 1975 роках.
Джерело: NASA

Спекотне літо

Влітку 1974 року Рада з космічної науки Національної дослідницької ради провела низку засідань своїх дорадчих груп, зокрема Комітету з дослідження планет і Місяця (Committee on Planetary and Lunar Exploration, COMPLEX), перед яким поставили завдання проаналізувати можливі планетарні місії на наступне десятиліття.

Готуючись до цієї діяльності, Лабораторія реактивного руху (Jet Propulsion Laboratory, JPL) провела майже десяток окремих досліджень нових планетарних місій, деякі з них базувалися на наявних конструкціях космічних апаратів, адаптованих для нових місій, а інші передбачали створення абсолютно нових апаратів. Два дослідження стосувалися запланованого прибуття комети Енке в 1980 році, в іншій планували створити орбітальний радар для дослідження Венери, а в третій – сонячний електричний зонд поза межами екліптичної орбіти. Інші місії були зосереджені на Марсі, зокрема полярний орбітальний апарат, повернення зразків і марсохід. Ще в одному дослідженні пропонували проліт до Юпітера/Урана з атмосферним зондом для дослідження Урана, а в іншому проєкті оцінювали місію орбітального апарата до Юпітера. Багато космічних апаратів, які NASA згодом побудувало, наприклад, «Магеллан», «Галілео» і навіть «К’юріосіті», були або вперше запропоновані, або суттєво вдосконалені на початку чи в середині 1970-х років.

Однією з таких пропозицій 1974 року була місія «Mariner Mercury Orbiter 1978» – космічний апарат, який можна було б запустити в липні 1978 року і вивести на орбіту навколо Меркурія в травні 1980 року з тривалістю перебування на орбіті чотири місяці. Космічний апарат мав би масу 3120 кілограмів і кінцеву масу (на час фази активних досліджень) 775 кілограмів, адже йому було потрібно дуже багато палива для переходу на орбіту навколо Меркурія. Маса інструментів становила б лише 68,4 кілограма.

За мету місії ставили створення карти поверхні Меркурія з роздільною здатністю 500 метрів, проведення масштабних вимірювань магнітосферного середовища, перевірку теорії гравітації за допомогою трьох різних експериментів, визначення розподілу маси Меркурія, а також визначення вмісту радіоактивних нуклідів на поверхні для вивчення її складу. Для цього космічний апарат був би оснащений двома камерами спостереження, двома магнітометрами, 14-канальним ультрафіолетовим датчиком світіння атмосфери, телескопом заряджених частинок, приладами для вивчення плазми, інфрачервоним радіометром і гамма-спектрометром.

Космічний апарат мав стати так званим «запасним апаратом місії Меркурій-Венера 73», також відомим як резервний апарат для «Марінер 10», оснащений новою руховою підсистемою. «Марінер 10» був місією для польотів до Венери і Меркурія і останньою з місій серії «Марінер», хоча обидва «Вояджери» спочатку отримали назву «Марінер».

Місії «Марінер» включали запасні варіанти на випадок невдалого запуску або несправностей космічних апаратів. Але для «Марінер 10» не планували мати повністю придатний до польоту запасний апарат. Як пишуть Брюс Мюррей та Ерік Берджесс у своїй книзі «Політ на Меркурій» 1977 року, JPL спочатку планувала створити інженерний запасний модуль, який не мав би всіх компонентів, необхідних для польоту. Однак, заощадивши достатньо коштів на основному космічному кораблі, вони придбали повний комплект авіаційного обладнання для дублюючого корабля, що дало б змогу запустити дублера, якщо основний корабель вийде з ладу. Коли місія пройшла за планом, запасний апарат відправили на зберігання в чисте приміщення.

Для польоту на орбіту Меркурія космічному апарату був потрібен новий тепловий захист, щоб втримати ближче розташування до Сонця, система керування орієнтацією, розроблена для орбітального апарату «Вікінг», а також реактивні двигуни для контролю висоти над поверхнею з використанням гарячого газу. Набір приладів мав дещо відрізнятися від «Марінера 10». Планували використовувати телевізійну систему із широким кутом огляду, подібну до тієї, що розробили для «Марінера 9», який був запущений на Марс у 1971 році, а ультрафіолетовий окулярний спектрометр вирішили прибрати, адже він би там не знадобився. Паливний бак Viking Orbiter необхідно було б збільшити приблизно на 0,6 метра. Космічний апарат мав би змінити двигун Viking потужністю 136 кг тяги, якого було недостатньо для уповільнення космічного апарату так глибоко в гравітаційному колодязі Сонця, і замість нього отримати реактивний двигун керування реакцією, розроблений для космічного шаттла з тягою в 408 кг.

Для польоту до Меркурія космічний апарат мали запустити найпотужнішою на той час американською ракетою Titan IIIE з розгінним блоком Centaur. Він здійснив би два обльоти Венери з інтервалом у рік, а потім мав вийти на 24-годинну еліптичну орбіту з нахилом 70 градусів, з перицентром у північній півкулі на висоті 500 кілометрів, а апоцентром – набагато далі. Така орбіта дала б змогу космічному апарату скласти карту поверхні, гравітаційного поля і магнітосфери Меркурія за час його короткого перебування на орбіті. Остаточний нахил орбіти мала б обрати наукова координаційна група, але, ймовірно, він становив би від 110 до 135 градусів. Вибір орбіти, що проходить над полюсами Меркурія, був важливий з кількох причин, зокрема тому, що це давало можливість оглянути більшу частину поверхні Меркурія.

Запропонована траєкторія означала повільний час прольоту до Меркурія, але це призвело до найнижчої ретро-швидкості, яку могли реалізувати фахівці з траєкторії в JPL. Така траєкторія була найбільшим викликом для будь-якого орбітального апарата: запуск із Землі в напрямку Сонця по суті можна порівняти зі спуском із гори, тобто потрібно витратити багато пального, щоб сповільнитись і вийти на орбіту Меркурія, а не пролетіти повз нього і згоріти.

У 1975 році Рада з космічних досліджень Національної дослідницької ради США представила результати свого огляду можливої майбутньої діяльності в галузі космічних наук. Висновки COMPLEX щодо дослідження Сонячної системи були включені до звіту ради «Можливості та вибір у космічній науці». Основною рекомендацією для NASA в галузі планетарних наук було здійснення місії з повернення зразка з поверхні Марса – те, що залишається й досі недосягнутим основним пріоритетом для спільноти планетарних наук уже понад 40 років. Інші найважливіші рекомендації стосувалися досліджень зовнішніх планет. У звіті згадувалися внутрішні планети і Місяць, але вони мали явно нижчі пріоритети. Звіт містив таблицю, яка вказувала на те, що запуск супутника на орбіту Меркурія є частиною «рекомендованої програми», але в тексті звіту не було прямої згадки про орбітальну місію на Меркурій.

Запасний космічний корабель для місії «Марінер 10» на виставці в Національному музеї авіації і космонавтики Смітсонівського інституту. Цей корабель можна було модифікувати для орбітальної місії на Меркурій у 1970-х роках, але це влетіло б у копієчку.
Джерело: Dwayne Day

Сповільнення

Навесні 1976 року штаб-квартира NASA замовила компанії Science Applications Incorporated «Дослідження транспортування орбітального супутника до Меркурія», яке представили NASA в січні 1977 року. Дослідження мало на меті «допомогти фахівцям NASA оцінити вимоги до траєкторії та корисного навантаження для різних проєктів космічних кораблів та можливі режими роботи, спрямованих на досягнення орбіти Меркурія.

У дослідженні розглядалися три різні режими польоту, 15- і 21-кіловатні сонячні електричні двигуни і сонячне вітрило, а також визначався діапазон часу польоту і маси корисного вантажу для місій на Меркурій. Основний висновок авторів звіту полягав у тому, що всі три варіанти є кращими, ніж пряма «балістична траєкторія» польоту до Меркурія, як це було запропоновано в попередньому дослідженні JPL.

Через три роки після того, як у звіті COMPLEX для NASA зменшилася увага до Меркурія, у 1978 році комітет COMPLEX опублікував звіт «Стратегія дослідження внутрішніх планет». У доповіді були окреслені наукові цілі дослідження Меркурія, включаючи картографування з роздільною здатністю 100 метрів або вище тієї половини поверхні планети, яку ще не вдалося сфотографувати.

У доповіді розглядалися поточні обмеження технологій, що дозволяють досягти орбіти Меркурія. «Наразі можливості США обмежуються запусками балістичного типу (мова йде про запуски, які надають апарату лише початкову швидкість, після чого він рухається за інерцією і не має власних двигунів), і можливості таких запусків для виведення на кругову орбіту Меркурія належним чином оснащеного корисного вантажу виключаються одним або кількома факторами», – йдеться в доповіді. Серед них – мала маса корисного вантажу, що виводиться на орбіту, мало вікон для запуску, тривалий час польоту і можливість досягнення лише високо еліптичних орбіт, «що серйозно погіршить роздільну здатність і зону вивчення поверхневої хімії, знімків поверхні і експериментів з тепловими потоками». У звіті рекомендувалося зачекати, поки не з’явиться «малопотужна» рушійна система – тобто, іонний двигун або електрична силова установка. Але якщо така система стане доступною, комітет рекомендував ухвалити місію на Меркурій наприкінці 1977-1987 років, якщо це не «зашкодить» дослідженню Землі, Марса і Венери.

Хоча немає прямих документів, які б вказували на це, але, вочевидь, COMPLEX не був вражений запропонованою орбітальною місією з використанням апарату-дублера «Марінер 10». Без наукової підтримки на найвищому рівні місія запуску орбітального апарата до Меркурія не отримала схвалення NASA. Наприкінці 1970-х років NASA мало більш пріоритетні наукові місії, а планетарні місії вже конкурували за фінансування з астрофізикою. З усіх можливих цілей у Сонячній системі Меркурій не був на першому місці в списку пріоритетів для подальшого дослідження, навіть якщо його можна було б дослідити за допомогою запасного космічного апарату. Невдовзі американська планетарна наука увійшла в період стагнації у 1980-х роках, який дехто називає «втраченим десятиліттям», коли не було запущено жодної нової планетарної місії. Резервну копію «Марінера 10» вилучили зі сховища в чистому приміщенні і передали до Смітсонівського інституту. У 2013 році її нарешті виставили в галереї «Час і навігація» Національного музею авіації і космонавтики у Вашингтоні, округ Колумбія.
У 1988 році Лабораторія реактивного руху та Центр космічних польотів імені Годдарда NASA розпочали серію досліджень місії «Меркурій Орбітер». Запропонована місія складалася б із двох космічних апаратів і мала б загальну масу в 5 000 кілограмів для виведення на орбіту Меркурія. Така маса корисного навантаження була б надто великою і вимагала б використання ракети-носія Titan IV-Centaur. Цю дорогу місію так і не схвалили.
Джерело: JPL

Орбітальні маневри у світлі

Протягом наступного десятиліття NASA не планувало польоту на Меркурій. Планетарна наукова програма фокусувалася на інших цілях. На той час NASA не мала жодного прогресу в розробці сонячних вітрил і не бажала брати на себе зобов’язання щодо використання «сонячної тяги». Без цих нових технологій здавалося малоймовірним, що NASA зважиться на створення орбітального апарату Меркурія.

У 1985 році експерт з орбітальної динаміки JPL Чен-Ван Єн зацікавилася Меркурієм. Вона прорахувала ряд вікон запуску і траєкторій і довела, що можна запустити космічний апарат до Меркурія і, зробивши кілька прольотів повз планету в поєднанні з невеликими маневрами, вивести на орбіту відносно невеликий космічний корабель. Хоча час польоту був досить тривалим – від трьох до п’яти років – перевага цього підходу полягала в тому, що на орбіту Меркурія можна було вивести більше корисного вантажу, ніж за використання попередніх варіантів траєкторії польоту. Ще краще, що на нових траєкторіях можна було застосовувати недорогу і перевірену часом ракету-носій Delta II.

Робота Єн надихнула людей, зацікавлених у подальшому дослідженні Меркурія, і незабаром різні групи почали проводити нові дослідження місій на Меркурій. У 1985 році Європейське космічне агентство провело попереднє дослідження орбіти Меркурія. З 1990 по 1992 рік Відділення космічних наук російської академії наук проводило неформальні дослідження концепції орбітального апарату для дослідження супутника Меркурія. Також, починаючи з 1992 року, японське наукове агентство ISAS розглядало створення орбітального супутника Меркурія як кандидата для своєї місії «Planet С».

У 1988 році Єн очолила дослідження JPL щодо проєкту місії орбітального супутника Меркурія, і того ж року Відділ космічної фізики та Відділ дослідження планет NASA підтримали спільні зусилля під керівництвом Центру космічних польотів ім. Годдарда (GSFC), які включали кілька семінарів та досліджень протягом наступних кількох років. До 1990 року спільна команда JPL/GSFC підготувала свій звіт щодо орбітального апарату для дослідження Меркурія, за яким незабаром з’явився звіт Наукової робочої групи орбітального апарату для дослідження Меркурія.

Наукові завдання орбітального апарата охоплювали як планетологію, так і фізику магнітосфери. Планетарні цілі полягали у вивченні теплової та геологічної еволюції надр і поверхні Меркурія, походження Сонячної системи і процесів її формування, а також нових обмежень на планетарні динамо магнітного поля (механізм утворення магнітного поля небесних тіл). Фізичні завдання включали вивчення поведінки частинок Сонця на денній і нічній сторонах Меркурія. Інші цілі передбачали дослідження процесів сонячних спалахів, що спричиняють нейтронне і гамма-випромінювання, прискорення сонячних енергетичних частинок, походження сонячного вітру і міжпланетного магнітного поля, а також корональних викидів маси і структури потоків у внутрішній частині Сонячної системи. Метою астрофізичних досліджень ставили значне покращення параметрів теорії відносності та гравітаційного поля Сонця. Для досягнення цих наукових цілей місія потребувала двох майже ідентичних космічних апаратів, запущених однією ракетою.

Група JPL/Годдарда склала список наукових приладів, серед яких детектор енергетичних частинок, аналізатор швидких електронів, аналізатор швидких іонів, гамма/рентгенівський спектрометр, аналізатор іонного складу плазми, лінійне сканування зображень, магнітометр, а також оптимізований аналізатор сонячного вітру, аналізатор радіохвиль і плазмових хвиль і аналізатор сонячних нейтронів.

Космічний апарат жартома назвали «опудалом», адже його восьмикутна форма нагадувала солом’яний бриль, яким фермери зазвичай прикрашали встановлених на полях страхопудів. Він являв собою восьмикутник із двома невеликими сонячними панелями на кожній з чотирьох сторін, здатними виробляти 415 Вт на орбіті Меркурія. Ці панелі могли складатися, щоб частково накрити космічний корабель і контролювати нагрівання. Космічний корабель також мав би захищатися сорока шарами теплової плівки і обертатися зі швидкістю 10 об/хв, з віссю обертання, перпендикулярною до напрямку на Сонце, щоб жоден бік не був звернений до Сонця протягом тривалого часу. Суха маса космічного корабля становила б 800 кілограмів, а паливо – 1600 кілограмів. Тобто загальна маса становила б 5 000 кілограмів: два космічні апарати плюс 200-кілограмовий адаптер ракети-носія. Тобто апарат вийшов занадто важким. Для порівняння, кожна пара орбітального корабля «Вікінг» і спускового апарата важила 3 527 кілограмів.

Для великого космічного корабля знадобилася б ракета-носій Titan IV-Centaur із численними гравітаційними прискореннями під час маневрів біля Венери і Меркурія. Тривалість польоту могла б становити мінімум три роки і до шести, залежно від того, скільки прольотів повз Меркурій буде потрібно перед виведенням на орбіту. Місія буде переважно присвячувалася дослідженню магнітосфери протягом перших двох років перебування на Меркурії і дослідження планети протягом наступних двох років. Два космічні апарати мали вийти на різні орбіти: один – на 200-кілометрову 12-годинну полярну орбіту, а другий – на дуже низьку екваторіальну орбіту, яку згодом мали змінити на полярну орбіту, подібну до іншої. Місія передбачала варіанти запуску в 1997, 1999, 2002, 2004, 2005 і 2007 роках.

Дослідження концепції орбітального апарату для вивчення Меркурія проводилося, коли NASA все ще розглядало планетарні місії як великі і всеосяжні, а місія з двома космічними апаратами з масою, набагато більшою, ніж у «Вікінга», була масштабною навіть для тих часів. Titan IV-Centaurs були дорогими ракетами, і є інформація, що команда проектувальників навіть розглядала можливість використання шатла для запуску. Загальна вартість місії «Меркурій Орбітер» оцінювалася приблизно в 650 мільйонів доларів, що вимагало від NASA значних фінансових вкладень. Але на початку 1990-х років просто не було достатньої наукової чи політичної підтримки для дорогої місії на Меркурій. На щастя, з’явився інший варіант.

Конфігурація апарату зі складеними консолями. На нижніх зображеннях видно бічні панелі та стріли з науковими приладами. Обидва космічні апарати мали б мати стабілізоване обертання.
Джерело: JPL

Програма Discovery

На початку 1990-х років NASA започаткувало нову програму зі створення малих космічних апаратів для планетарних досліджень під назвою Discovery (з англ. «Відкриття»). Щоб почати цю роботу, NASA оголосило збір пропозицій щодо місій на зустрічі, яка відбулася у вересні 1992 року в Сан-Хуан-Капістрано, Каліфорнія. Кілька команд запропонували місії на Меркурій:

  • Роберт Реді з Ліверморського університету запропонував концепцію місії «Дослідження внутрішніх, поверхневих і екологічних ресурсів Меркурія» (Mercury Interior, Surface and Environmental Mission Concept).
  • Дуейн Мулеман з Каліфорнійського технологічного інституту запропонував MIRROR – космічний апарат для орбітальної розвідки Меркурія з метою отримання зображень і радіолокаційної розвідки (Mercury Imaging and Radar Ranging Orbital Reconnaissance).
  • Альберт Мецгер з JPL запропонував місію орбітального апарату для картографування Меркурія (Mercury Mapping Orbiter).
  • Роберт Нельсон з JPL запропонував місію Hermes Global Orbiter.
  • Брюс Біллс з Центру космічних польотів ім. Годдарда NASA представив проєкт Mallcu.
  • Джейкоб Тромбка з Центру космічних польотів ім. Годдарда NASA висунув пропозицію місії з вивчення поля і динаміки поверхні Меркурія (Mercury Field and Surface Dynamics).
  • Стен Піл з Каліфорнійського університету в Санта-Барбарі запропонував місію з геофізики Меркурія (Mercury Geophysics Mission).
  • К.Т. Рассел з Каліфорнійського університету в Лос-Анджелесі наполягав на місії з вивчення магнітного поля, гравітації та атмосфери Меркурія (Mercury Magnetic, Gravity and Atmospheres).
  • Пол Спудіс з Місячного і планетарного інституту запропонував місію полярного прольоту Меркурія (Lunar and Planetary Institute proposed the Mercury Polar Flyby).

З приблизно 70 запропонованих місій «Діскавері», представлених на семінарі в Сан-Хуан-Капістрано, дев’ять були спрямовані на дослідження Меркурія, що свідчить не лише про зацікавленість у проведенні такої місії, але й про широко поширену думку, що розрахунки Чен-Ван Єн довели можливість виведення на орбіту Меркурія космічного апарата ракетою класу Delta II.

Брюс Біллс, який працював у відділі геодинаміки Центру космічних польотів імені Годдарда NASA, запропонував місію на Меркурій під назвою Mallcu – так на аймарі називають андського кондора, міфічного супутника бога Сонця. Mallcu мав вийти на полярну орбіту навколо Меркурія з метою визначення форми і центру мас планети, оцінки амплітуди і фаз припливів і відливів, кількісної оцінки вулканізму, характеристики тектонічної історії, дослідження ударних кратерів, оцінки розподілу внутрішньої густини, з’ясування походження і природи магнітного поля, а також оцінки відбивної здатності поверхні Меркурія.

Mallcu мав взяти на борт лише кілька приладів. Основним міг бути прилад, подібний до лазерного висотоміра на Mars Observer (або MOLA), апарату який трохи згодом втратить агенство, про що звісно ще ніхто тоді не знав. Версія для Меркурія була б меншою, щоб запобігти перегріву оптики з великою апертурою так близько до Сонця. Серед іншого мали б працювати магнітометр і фотоапарат. Спостереження за орбітою космічного апарату навколо Меркурія дозволили б вченим розробити гравітаційну модель планети. Mallcu мав би незвичну систему термозахисту, яка розгортає два великі тенти, схожі на парасольки, з обох боків космічного апарату. Один з них, планували виготовити з бета-тканини (вогнестійка тканина з кварцового волокна), захищатиме від Сонця, а інший – від сонячного світла, відбитого Меркурієм.

У місії Hermes Global Orbiter мали б використати ракету Delta II для запуску 300-кілограмового стабілізованого за трьома осями космічного апарату на базі супутника Eagle компанії TRW, який компанія надавала для кількох місій Військово повітряних сил на низькій навколоземній орбіті. Космічний апарат мав вийти на 12-годинну полярну орбіту навколо Меркурія з найнижчою точкою 200 кілометрів і найвищою точкою 15 000 кілометрів. Космічний апарат мав би використовувати тінь і пасивне випромінювання, щоб залишатися прохолодним. На борту Hermes хотіли встановити камеру видимого діапазону, лазер, блок лазерного детектора, ультрафіолетовий спектрометр і магнітометр. Його вартість оцінюється в 146 мільйонів доларів.

Дуейн Мулеман з Каліфорнійського технологічного інституту запропонував космічний апарат, який, як і Hermes, використовував супутниковий модуль Eagle компанії TRW. Його пропозиція отримала назву MIRROR – космічний апарат для орбітальної розвідки Меркурія з метою отримання зображень і радіолокаційної розвідки. Джейкоб Тромбка з Центру ім. Годдарда NASA запропонував зменшену версію великої місії своєї установи Mercury Orbiter. Місія з вивчення поля і динаміки поверхні Меркурія мала складатися лише з одного космічного апарату, запущеного ракетою Delta II, але інші подробиці поки що залишаються недоступними.

Пол Спудіс з Місячного і планетарного інституту запропонував місію полярного прольоту Меркурія, яка мала б пролітати повз планету два або три рази, приблизно кожні шість місяців, проводячи спостереження за її полюсами, які, як передбачалося, містили б водяний лід. Першочерговими науковими питаннями було визначити, чи полярні шапки складаються з водяного льоду, а також виміряти температуру, протяжність і чистоту полярного льоду. Космічний апарат також мав би вивчати геологію Меркурія. Мінімальна вимога полягала в одному полярному і одному екваторіальному прольоті. Космічний апарат мав би мати суху масу 375 кілограмів і повну у 880 кілограмів. Він також мав використовувати ракету-носій Delta.

Космічний апарат Спудіса планувався як стабілізований за трьома осями і включав би шарнірно з’єднані сонячні батареї, модульну конструкцію з вісьмома відсіками для авіоніки, стрілу гамма-спектрометра і жорстко встановлений попередньо розгорнутий тепловий щит. За словами Спудіса, ці конструктивні особливості були перевірені на «Марінер 10». З приладів пропонували встановити нейтронний/гамма-спектрометр, тепловізійний спектрометр, вузькокутову камеру і радіолокаційний ехолот-скаттерометр. Мета полягала у створенні місії за 140 мільйонів доларів.

Космічний апарат «Мессенжер» був частиною бюджетної програми NASA Discovery. Його запустили в серпні 2004 року, а в 2011 році він вийшов на орбіту і пропрацював чотири роки.
Джерело: NASA

Відкриття Меркурія

Попри відновлення інтересу до Меркурія, викликаного розрахунками траєкторії Чен-Ван Єн 1985 року, і численні дослідження концепцій місій на Меркурій наприкінці 1980-х – на початку 1990-х років, на пропозицію, вибір і запуск місії пішло ще багато років.

У 1996 році NASA провело конкурс місій Discovery.  Одним із конкурентів була місія «Дослідження поверхні, космічного середовища, геохімії та дальності польоту Меркурія», також відома як «Мессенжер». У жовтні 1997 року NASA обрало місії Genesis і CONTOUR, але не «Мессенжер». Пізніше CONTOUR зазнав аварії в польоті, але Genesis успішно повернув зразки пилу на Землю. У 1998 році агентство провело ще один конкурс Discovery, і «Мессенжер» знову брав участь. У липні 1999 року NASA обрало Deep Impact і «Мессенжер» наступними двома місіями в рамках Discovery. Обидві місії були обмежені кошторисом у 300 мільйонів доларів і заплановані на кінець 2004 року.

«Мессенжер» досягнув орбіти Меркурія у 2011 році, і протягом наступних кількох років він інтенсивно вивчав планету, надаючи дані, які досі аналізують. Лабораторія прикладної фізики побудувала «Мессенжер» і оснастила його тепловим екраном, який зберігав нормальну температуру протягом усієї роботи, а також це дало Лабораторії прикладної фізики Університету Джона Гопкінса (Applied Physics Laboratory (APL), the Johns Hopkins University) достатньо досвіду, щоб згодом побудувати сонячний зонд Parker, який працює в ще більш суворих умовах. У 2015 році, коли паливо вичерпалося, «Мессенжер» врізався в поверхню Меркурія.

Дизайн «Мессенжер» та його наукові дослідження допомогли розробити місію BepiColombo. Якщо все піде за планом, BepiColombo вийде на орбіту Меркурія у 2025 році з більш досконалим набором інструментів, ніж ті, що були на борту «Мессенжер». Коли він досягне Меркурія, сподіваємось, окрім Джузеппе Коломбо, дехто подякує Чен-Ван Єн, яка 40 років тому зробила розрахунки, що надихнули людей замислитись про польоти на орбіту Меркурія.

За авторством Дуейн Дей

Джерело

Від команди Alpha Centauri

Чен-Вань Єн закінчила Массачусетський технологічний інститут за спеціальністю «Ядерна фізика». З того часу, як вона приєдналася до JPL у 1973 році, вчена спеціалізувалась на оптимізації траєкторії та розробила багато місій, що передбачають складні гравітаційні маневри, електричну тягу або сонячні вітрила для космічних апаратів. Вона є укладачем траєкторії для Магеллана, Кассіні, Stardust і місій Messenger.

На її честь названо п’ятикілометровий астероїд «9249 Єн», що знаходиться в так званому «головному поясі» астероїдів, який розташований між Марсом і Юпітером. Саме завдяки вкладу цієї науковиці ми змогли так багато дізнатися про нашу Сонячну систему, тож завдання нашого й наступних поколінь – пам’ятати, кому ми завдячуємо нашими успіхами.

1 комментариев

Развернуть все

Пожалуйста, в свой профиль, чтобы комментировать сообщения, делать закладки и оценивать других пользователей. Для создания профиля или входа в систему требуется два клика.

Лис 09, 2024 17:26 (ред.)

Марінер не полетів, Мессенджер вже летить. Далі що?

Як щодо серійних АМС і запускати через день-два ніяк?
Вони стануть істотно дешевше, ставши серійними виробами.