Цивилизация
Меркурий — ближайшая к Солнцу и самая маленькая планета в Солнечной системе, если конечно, не считать Плутон, утративший статус планеты по воле Международного астрономического союза в 2006 году. По своим размерам Меркурий уступает даже крупнейшим спутникам планет-гигантов — юпитерианскому Ганимеду (на 8%) и сатурнианскому Титану, хотя и превосходит при этом Ганимед по массе более чем в два раза.
Вблизи Меркурий уже изучали две успешные американские миссии — Mariner 10 в 1974–1975 годах и MESSENGER в 2008–2015 годах, второй аппарат со временем вышел на околомеркурианскую орбиту, совершил свыше четырех тысяч витков, составив подробную карту, и 30 апреля 2015 года врезался в поверхность планеты после выработки горючего.
Теперь на встречу с Меркурием направляется еще и европейско-японская миссия BepiColombo, в ходе которой на орбиту в 2025 году будут выведены два аппарата — Mercury Planetary Orbiter (MPO) ESA и Mercury Magnetospheric Orbiter (ММО) JAXA. Их первый пролет мимо Меркурия после гравитационных маневров в окрестностях Венеры назначен на 2 октября 2021 года. Вместе они изучат происхождение и эволюцию Меркурия, его внутреннюю структуру, геологию, состав, кратеры, экзосферу и магнитосферу, постараются выяснить происхождение магнитного поля Меркурия и разберутся в отложениях на его полюсах, возможно даже в виде ледяных шапок, таящихся в затененных кратерах. Аппарат назван в честь профессора Джузеппе (Бепи) Коломбо (1920–1984), итальянского математика и инженера, который рассчитал резонанс между орбитальным и собственным вращением Меркурия: планета завершает три вращения вокруг своей собственной оси каждые два оборота вокруг Солнца.
Тем не менее мягких посадок на поверхность Меркурия до сих пор не бывало и не планировалось, хотя благодаря относительно низкой гравитации небольшой планеты это сделать проще, чем в случае двух других, более близких к нам планет земной группы, посещенных уже многократно.
Чтобы устранить эту несправедливость, в рамках программы NASA New Frontiers («Новые рубежи») — запусков к наименее изученным областям Солнечной системы — предложено отправить на Меркурий миссию Mercury Lander стоимостью $1,2 млрд. Подробности предложения Кэролайн Эрнст из Лаборатории прикладной физики Университета Джонса Хопкинса и соавторов можно найти на сайте препринтов. Это предложение для NASA уже на следующее десятилетие, на 2023–2032 годы, и оно будет серьезно конкурировать с другими интересными потенциальными миссиями — к карликовой планете Церера (тот же MAC в том же году повысил статус этого астероида, приравняв тем самым к Плутону), спутнику Сатурна Энцеладу, у которого может быть подледный океан, Марсу и Плутону. Но все равно планы посетить ближайшие к Солнцу планеты, безусловно, звучат весьма многообещающе. Причем две миссии на Венеру на 2028–2030 годы уже выбраны.
Ученые надеются отыскать на Меркурии сведения об изначальном распределении элементов на самых ранних стадиях развития Солнечной системы, о том, как планеты и экзопланеты формируются и эволюционируют в непосредственной близости от своих родительских звезд. Mercury Lander позволит проводить исследования на поверхности планеты, которые могут решить сразу несколько проблем фундаментальной науки, поднятых во время полета межпланетной станции MESSENGER и важных для понимания уникальной минералогии, геохимии и геофизики Меркурия, структуры его относительно крупного ядра, изучения магнитного поля планеты непосредственно с поверхности, а также процессов, вносящих постоянные изменения в удивительно темный ландшафт Меркурия, меняющих слой реголита и являющихся источником пополнения его экзосферы (чрезвычайно разреженной газовой оболочки).
Планируется также сделать разнообразные фотографии места посадки в интересах геологов. Одна из загадок связана с внешним ядром Меркурия. Считается, что оно состоит из жидкого металла, как и земное ядро, но были некоторые намеки на то, что внутреннее ядро Меркурия все же твердое.
Новая концепция подразумевает пребывание аппарата на поверхности Меркурия в течение одного меркурианского года. Меркурий обращается по своей орбите вокруг Солнца с периодом около 88 земных суток. Питание в ночное время аппарат получает благодаря радиоизотопному термоэлектрическому генератору и сглаживающим нагрузки литий-ионным батареям.
Запуск планируется осуществить на тяжелой ракете Илона Маска Falcon Heavy в марте 2035 года и достигнуть конечного пункта назначения спустя десятилетие. Выглядит это достаточно амбициозно и интересно с научной точки зрения, чтобы встать в один ряд с другими интересными миссиями New Frontiers. Полезная научная нагрузка включает 11 приборов. Орбитальная ступень выводит космический корабль на безопасную орбиту, а затем выполняет орбитальные маневры и спуск. Во время орбитальной фазы узкоугольная камера передает изображения для выбора наиболее безопасного места посадки в пределах интересующего участка. Прямая связь с Землей возможна в течение первых трех недель операций по спуску, затем прекращается в течение шести недель и возобновляется в последний месяц.
Исследовать Меркурий посадочный модуль будет в основном ночью — на затененной стороне планеты, где температура составит –180ºC, хотя саму посадку он совершит примерно за 30 часов до захода Солнца для первоначальных наблюдений. Через 88 дней Солнце окончательно взойдет и жизненный цикл спускаемого аппарата Mercury Lander на палящей жаре в 430ºC неизбежно закончится. На Землю планируется отослать около 11 ГБ данных.