MESSENGER - це

мис Канаверал SLC17B

Зміст

Завдання польоту

Конструкція апарату

Стартова маса АМС MESSENGER - близько 1100 кг, причому майже 600 кг (більше половини всієї маси) - паливо. Корпус апарату виготовлений з композиційного графітового матеріалу і має розміри 1,42×1,85×1,27 м. Через значну потужність сонячного випромінювання біля орбіти Меркурія (в 11 разів вище, ніж у Землі) вжито спеціальних заходів для забезпечення прийнятного теплового режиму КА. Обернена до Сонця сторона апарату прикрита сонцезахисним екраном розміром 2,5×2 м, сам корпус укутав багатошарову теплоізоляцію, а для відведення тепла від корпусу КА передбачені радіатори і теплові труби. Джерелом енергії для станції є дві односторонні поворотні панелі сонячних батарей (СБ) розміром 1,5×1,65 м з фотоелементами на арсеніді галію. Вони здатні виробляти більше 2 кВт, але апарату достатньо всього 385-485 Вт на стадії перельоту і 640 Вт при роботі на орбіті, тому СБ орієнтуватимуть під різними кутами. Більше того, 67% площі панелей - це невеликі дзеркала, які відображають велику частину сонячних променів і не дають перегрітися панелі.

Двигуна установка станції включає двокомпонентний маршевий двигун з тягою 68 кгс для великих маневрів і 16 малих однокомпонентів ЖРД. Пальне (гідразин) та окислювач (тетраоксид азоту) зберігаються у трьох титанових баках діаметром 56 см та довжиною 104 см; гелій, що знаходиться під високим тиском, забезпечує їх подачу у двигуни. У систему зв'язку апарата входять дві антени високого посилення HGA типу «фазовані грати», а також дві віялові антени середнього посилення MGA та чотири антени низького посилення LGA. Усі антени закріплені нерухомо, що підвищує їхню надійність; при цьому сигналифазованих грат (вперше використовується в «далекому космосі») можуть бути спрямовані під кутом до 45 ° до осі самої антени. 11-ватний передавач забезпечує передачу даних з борту Землю в діапазоні X зі швидкістю від 9,9 біт/с до 104 кбіт/с. Команди із Землі на борт йдуть зі швидкістю від 7,8 до 500 біт/с. Орієнтація здійснюється за допомогою двох зоряних датчиків, а також чотирьох гіроскопів та чотирьох акселерометрів, що входять до складу інерційного вимірювального блоку IMU (Inertial Measurment Unit). «Мозком» апарату є 2 модулі інтегрованої електроніки IEM (основний та резервний), кожен з них має головний процесор RAD6000 (25 МГц) та аналогічний процесор для захисту від збоїв (10 МГц). До складу кожного IEM також входить твердотільне пристрій з пам'яттю до 1 Гбайт.

Наукова апаратура

До складу наукової апаратури АМС входять:

Дворежимна камера MDIS (Mercury Dual Imaging System) призначена для топографічної зйомки та детального дослідження ландшафту Меркурія; складається з ширококутної та вузькокутної мультиспектральних камер. Ширококутна камера має поле огляду 10,5° та 12 різних фільтрів для спостереження в діапазонах спектру від 400 до 1100 нм. Вузькокутна камера з полем огляду 1,5 ° отримуватиме детальні чорно-білі зображення поверхні планети.
Рентгенівський спектрометр XRS (X-Ray Spectrometer) призначений для визначення елементного складу тонкого (1 мм) верхнього шару поверхні Меркурія з роздільною здатністю від 200 до 1000 км. Він реєструє рентгенівське випромінювання з енергією в межах від 1 до 10 кеВ, де знаходяться спектральні лінії магнію, алюмінію, кремнію, сірки, кальцію, титану та заліза, а також сонячне рентгенівське та гамма-випромінювання.
Гамма-спектрометр та нейтронний спектрометрGRNS (Gamma-Ray and Neutron Spectrometer) призначений для реєстрації нейтронів та гамма-променів від елементів на поверхні Меркурія, що випускаються під впливом космічного випромінювання, а також природного випромінювання радіоактивних елементів. Прилад застосовуватиметься для картографування поверхні планети з метою визначення елементного складу її кори, зокрема виявлення полярних льодів.
Спектрометр енергійних частинок та плазми EPPS (Energetic Particle and Plasma Spectrometer) призначений для вивчення складу, розподілу та енергії заряджених частинок у магнітосфері Меркурія. Складається із спектрометра заряджених частинок EPS та високошвидкісного плазмового спектрометра FIPS.
Спектрометр для дослідження складу атмосфери та поверхні MASCS (Mercury Atmospheric and Surface Composition Spectrometer) призначений для визначення складу верхньої атмосфери та поверхні Меркурію. Він включає два спектрометри: видимого і УФ-діапазону і видимого і ІЧ-діапазону.
Лазерний висотомір MLA (Mercury Laser Altimeter) призначений для високоточної топографічної зйомки Меркурія.
Трикомпонентний магнітометр MAG призначений для дослідження магнітних аномалій на поверхні Меркурія, а також для вивчення структури та динаміки його магнітного поля.

Політ до Меркурія

Меркурій є одним із найважливіших об'єктів Сонячної системи: щоб перебратися з навколоземної на навколомеркуріанську орбіту, потрібно погасити значну частину орбітальної швидкості Землі, яка становить приблизно 30 км/с. В даний час жоден апарат не здатний на прямий переліт до Меркурія і зазвичай застосовується складна стратегія з численних гравітаційних маневрів.

Під час першогопрольоту повз Венеру не було передбачено жодної програми наукових досліджень, тому що Венера та Сонце перебували у верхньому з'єднанні. Під час свого другого прольоту повз Венеру Месенджер зробив серію з 50 знімків планети, що віддаляється: перший — перебуваючи на відстані 60,6 тис. км від планети, останній — 89,3 тис. км. Протягом другого прольоту Венери Месенджер також провів спільні роботи з вивчення поверхні Венери з європейським космічним апаратом Венера Експрес. Крім можливості порівняння даних отриманих двома КА, що знаходяться на різних траєкторіях і мають різні дослідницькі інструменти, ця робота стала для Месенджер перевіркою функціонування його наукового обладнання.

Склад цієї темної породи невідомий. Можливо, вона містить темний мінерал на кшталт ільменіту, що складається із заліза та титану і дуже поширеного не тільки на Землі, а й на Місяці. Може вона бути і кремнієвою, із включеннями заліза. Вчені сподіваються, що більше світла на ці темні ділянки проллють додаткові дослідження Месенджера.

Крім того, в ході другого прольоту зонд ретельно проміряв меркуріанський ландшафт і показав, що за висотою він у тій області, яка була досліджена, залишається напрочуд постійним. Ця область (західна півкуля, околиці екватора) на 30% більш рівна, ніж протилежна. У корі Меркурія виявлено різкий перепад висотою цілих 600 м, який може бути «шрамом», залишеним на планеті внаслідок її стискання під час швидкого остигання.

Результати

Цікаві факти

Щоб вийти на орбіту навколо планети, Месенджеру знадобилося шість із половиною років. Цікаво, що політ до Плутона, набагато віддаленішого, у місії New Horizons займе лише на три роки більше(але New Horizons не виходитиме на орбіту Плутона).