MESSENGER: 3 dni do orbitacji!

0

W najbliższy piątek, 18 marca 2011 roku, 155 milionów kilometrów od Ziemi niecałe dwie godziny po północy czasu CET nastąpi historyczne wydarzenie, nie mające precedensu w historii bezzałogowej astronautyki. Oto po blisko siedmiu latach amerykańska sonda kosmiczna MESSENGER dotrze ostatecznie do celu swojej podróży – Merkurego. O ile manewr wejścia na orbitę się powiedzie, próbnik stanie się pierwszym sztucznym satelitą pierwszej planety naszego Układu Słonecznego.

Sonda MESSENGER (MErcury Surface, Space ENvironment, GEochemistry and Ranging) została wystrzelona w kosmos z wyrzutni SLC-17B za pomocą rakiety Delta II (7925H-9.5) przez amerykańską agencję kosmiczną NASA 3 sierpnia 2004 roku.

Misja „Posłańca” jest siódmą wysłaną w ramach Programu Discovery, zakładającego relatywnie częste wysyłanie automatycznych próbników w różne rejony Układu Słonecznego przy kosztach niższych od misji klasy Flagship, których dobrym przykładem jest orbiter Saturna, Cassini. Jest również drugą w historii misją dedykowaną planecie Merkury. Tą pierwszą było w latach 70. ubiegłego wieku wysłanie amerykańskiej sondy Mariner 10, która krążąc po orbicie heliocentrycznej, trzykrotnie zbliżyła się do najmniejszej z planet okrążających Słońce (29 marca i 21 września 1974 roku oraz 16 marca 1975 roku), ponadto wcześniej odwiedziła Wenus (5 lutego 1974).

Po przeszło trzydziestu latach MESSENGER poszedł w ślady „Żeglarza” z tą jednak różnicą, że nie była to misja typu fly-by (stricte przelotowa), choć przecież zawierająca jej kluczowe elementy, jakimi są zbliżenia do ciał niebieskich. Aby inżynierowie i naukowcy z NASA mogli myśleć o przeprowadzeniu udanego manewru satelizacji na orbicie Merkurego, należy wcześniej nadać sondzie odpowiednią prędkość – i w tym celu stosuje się asystę grawitacyjną innych planet. W przeciwieństwie jednak do próbników wysyłanych w kierunku planet takich jak Jowisz czy Saturn, położonych poza głównym Pasem Planetoid, manewry te mają na celu nie przyspieszenie ale spowolnienie urządzenia.

MESSENGER wykonał aż sześć przelotów. Pierwszy z nich miał miejsce rok po starcie, 2 sierpnia 2004, gdy sonda minęła Ziemię w odległości 2336 km. Następnie dwukrotnie odwiedziła „Siostrę Ziemi”. Asysty grawitacyjne w pobliżu Wenus przeprowadzono 24 października 2006 (odległość 2990 km od powierzchni planety) i 5 czerwca 2007 roku (dystans 337 km od powierzchni planety). Pierwsze zbliżenie do Merkurego (dystans 203 km) miało miejsce 14 stycznia 2008, drugie (odległość 199 km) 6 października 2008, a ostatnie – 29 września 2009 roku (dystans od powierzchni wyniósł 228 km). Kolejne spotkanie, 18 marca br. (w Stanach Zjednoczonych będzie to jeszcze 17 marca), ma zakończyć się satelizacją próbnika.

Wcześniejsze spotkania z planetami były znakomitą okazją do przetestowania sprzętu naukowego i przeprowadzenia pierwszych badań, przesłania pierwszych obrazów. W przypadku Merkurego oczom naukowców ukazały się nowe obszary wcześniej nie oglądane przez ludzi (Marinerowi 10 nie udało się sfotografować całej powierzchni planety). Jeżeli chodzi o Wenus, w trakcie przelotów planetę tę badały jednocześnie dwie sondy – tą drugą był europejski Wenus Express, okrążający najbliższą Ziemi planetę od kwietnia 2006 roku.

Jeżeli mający nastąpić za trzy doby blisko piętnastominutowy manewr MOI (Mercury Orbit Insertion) powiedzie się, MESSENGER stanie się pierwszym w historii sztucznym satelitą Merkurego i zainicjuje orbitalną część misji trwającą przynajmniej jeden rok (oczywiście praktyka każe sądzić, że zostanie ona przedłużona, jeżeli instrumenty pokładowe będą funkcjonować poprawnie). Główny silnik sondy ma zostać odpalony o godzinie 01:45 CET w celu spowolnienia próbnika o 862 m/s. W tym celu użyte zostanie 31% paliwa, jakie MESSENGER miał na pokładzie w momencie startu. Pozostałe zapasy będą przeznaczone do korygowania orbity o początkowych parametrach: 200 km (hp), 15193 km (ha), 82,5º (inklinacja). Czas obiegu wokół planety ma wynosić około 12 godzin. Od 7 marca za pośrednictwem trzech anten sieci DSN (Deep Space Network) inżynierowie kontroli lotu z John Hopkins University stale monitorują swoją sondę kosmiczną na ostatnim etapie jej podróży. W sierpniu 2010 roku przez dwa tygodnie przeprowadzali oni testy gotowości próbnika do pracy na orbicie Merkurego, co było prawdziwą próbą generalną przed mającym nastąpić pół roku później manewrem MOI.

Do podstawowych celów projektu, poza kartografowaniem samej planety, należą także zbadanie jej geologicznej historii, rozpoznanie chemicznych właściwości jej powierzchni, wielkości i stanu jądra Merkurego, zbadanie, czy istnieje zewnętrzne, płynne jądro, a także zbadanie natury egzosfery, magnetosfery i pola magnetycznego.

Sonda kosmiczna MESSENGER ma na swoim pokładzie następujące instrumenty naukowe:

  • MDIS (Mercury Dual Imaging System), czyli system podwójnego obrazowania składający
    się z dwóch kamer: wąskokątnej (o polu widzenia 1,5 °)  i szerokokątnej (pole widzenia 10,5°). Umieszczony na ruchomej platformie instrument posłuży do zmapowania powierzchni planety.
  • GRNS (Gamma-Ray and Neutron Spectrometer) – spektrometr neutronowy i promieni gamma –przyrząd do zbadania rozmieszczenia niektórych pierwiastków na powierzchni Merkurego, będzie pomocny przy poszukiwaniu ewentualnych zasobów lodu wodnego w zacienionych miejscach – obszarach biegunowych.
  • XRS (X-Ray Spectrometer) – spektrometr rentgenowski, dzięki któremu powstanie mapa rozmieszczenia pierwiastków, będzie także potrzebny do badań promieniowania słonecznego.
  • MASCS (Mercury Atmospheric and Surface Composition Spectrometer) –szerokozakresowyspektrometr składu atmosfery i powierzchni, pracujący w paśmie podczerwieni i ultrafioletu. Umożliwi określeniu składu otoczki gazowej planety.

 

  • EPPS (Energetic Particle and Plasma Spectrometer) –spektrometr plazmy i cząstek energetycznych ma posłużyć do badań składu, dystrybucji oraz energii cząstek naładowanych (czyli elektronów i jonów) w magnetosferze planety.
  • MAG (Magnetometr) – umieszczony na ponad trzymetrowym wysięgniku instrument ma posłużyć do badań pola magnetycznego Merkurego.

 

  • MLA (Mercury Laser Altimeter),czyli laserowy wysokościomierz – przyrząd niezbędny do sporządzenia map topograficznych planety, jak również pomiaru odległości, jaka dzieli próbnik od powierzchni planety.

 

  • RS (Radio Science) – przy pomocy Efektu Dopplera ma zostać zbadana prędkość orbitalna sondy, co będzie pomocne przy ustalaniu rozkładu masy pod powierzchnią Merkurego.

Merkury jest pierwszą i najmniejszą z planet Układu Słonecznego. Jest to bardzo niegościnne miejsce, a zryta kraterami powierzchnia przypomina na pierwszy rzut oka nasz Księżyc. Temperatura waha się od −183 °C po nieoświetlonej stronie do 427 °C w rejonach, na które padają promienie słoneczne. Rok na Merkurym trwa 88 dni ziemskich, zaś dzień – 58 dni ziemskich. Na dzień dzisiejszy jest też jedyną spośród planet wewnętrznych, która nigdy nie była badana z orbity. Miejmy nadzieję, że stan ten zmieni się już w najbliższy piątek.

(NASA)

Share.

Comments are closed.