В долгий путь к Меркурию

Через неделю, 19 октября, назначен запуск космического аппарата BepiColombo, который отправится к Меркурию.

Астрономы часто называют Меркурий наименее изученной планетой Солнечной системы. Его наблюдениям земными и космическими телескопами мешают малый размер планеты и близость ее к Солнцу. Полет космического аппарата к Меркурию тоже оказывается сложной задачей. Аппарат после старта должен погасить значительную часть орбитальной скорости Земли. Затем, приблизившись к Меркурию, следует перейти на его орбиту, но гравитационное поле Солнца настолько сильнее, чем Меркурия, что для его преодоления потребуется большой расход топлива. При нынешнем развитии космической техники прямой перелет к Меркурию невозможен. Добираться до него приходится при помощи сложных гравитационных маневров около Земли и Венеры.

Поэтому не стоит удивляться, что в окрестностях Меркурия побывало всего два космических аппарата. Межпланетная станция «Маринер-10» три раза пролетела мимо Меркурия в 1974 и 1975 годах. Максимальное аппарата с Меркурием сближение составило 48,069 километра. «Маринер-10» успел сфотографировать примерно 45 % поверхности Меркурия, определить, что у планеты есть разреженная газовая оболочка из гелия, и сделать первые измерения магнитного поля Меркурия.

Первым искусственным спутником Меркурия стал аппарата «Мессенджер» (MErcury Surface, Space ENvironment, GEochemistry and Ranging). Он был запущен в 2004 году, совершил два пролета мимо Земли, два мимо Венеры, еще три мимо самого Меркурия и в 2011 году сумел выйти на орбиту вокруг планеты. Примечательно, что длина этого маршрута составила почти восемь миллиардов километров. Это больше, чем расстояние от Земли до Плутона при максимальном удалении (примерно 7,5 млрд. км.). «Мессенджер» работал на орбите Меркурия четыре года. За это время он собрал немало сведений, но еще много загадок Меркурия остались нераскрытыми.

Еще когда «Мессенджер» находился на пути к Меркурию, Европейское космическое агентство и Японское агентство аэрокосмических исследований объявили о разработке нового аппарата для исследования Меркурия. Первые планы этого полета возникли еще в 1990-х, почти одновременно с «Мессенджером», но подготовка заняла значительно больше времени. В 2003 году к проекту присоединилась Япония.

В 1970-х специалисты НАСА при подготовке маршрута «Маринера-10» основывались на расчетах гравитационных маневров, проделанных математиком из Падуанского университета Джузеппе Коломбо (1920 – 1984). Также Коломбо в 1965 году установил, что период вращения Меркурия вокруг оси относится к периоду его обращения вокруг Солнца как 2 к 3 (58,65 и 87,97 земных суток соответственно). До этого астрономы, начиная со Скиапарелли ошибочно полагали, что эти периоды у Меркурия равны, и он всегда обращен к Солнцу одной стороной. Чтобы отметить заслуги Джузеппе, или Бепи, как его обычно называли, Коломбо в изучении Меркурия Европейское космическое агентство предложило назвать новый проект в его честь – BepiColombo.

Запуск космического аппарата произойдет на космодроме Куру во Французской Гвиане при помощи ракеты-носителя Ариан-5. Весь путь к Меркурию должен проделать перелетный модуль (Mercury Transfer Module). Сначала он будет находиться на орбите, близкой к орбите Земли. Через полтора года он совершит сближение с Землей, выполнит гравитационный маневр и направится к Венере. Два прохождения мимо Венеры в 2020 и 2021 году позволят ему приблизить перигелий своей орбиты почти до Меркурия. Первое сближение с Меркурием произойдет 2 октября 2021 года. За ним последуют еще пять сближений в 2022 – 2025 годах, пока, наконец, BepiColombo не выйдет на орбиту вокруг Меркурия. Это должно случиться 5 декабря 2025 года.

В этот момент перелетный модуль разделится на два самостоятельных аппарата: Mercury Planetary Orbiter (MPO), разработанный Европейским космическим агентством, и Mercury Magnetospheric Orbiter (Mio), созданный в Институте космонавтики и аэронавтики Японии. Они будут исследовать Меркурий, вращаясь вокруг него по разным орбитам. MPO c периодом в 2,3 часа, минимальным расстоянием от Меркурия в 480 километров и максимальным в 1500 километров, Mio – с периодом в 9,3 часа, минимальным расстоянием в 590 километров и максимальным в 11640 километров. Как видно их названий, японский аппарат сосредоточен на изучении магнитосферы Меркурия, а европейский – на самой планете.


Источник