Explorarea mercurului

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare

1leftarrow blue.svg Articol principal: Mercur (astronomie) .

Mercur
Mercur-real color.jpg
Această casetă: v. D. · M.

Explorarea Mercurului a avut loc prin intermediul sondelor spațiale semiautomatice. Până în prezent, doar două sonde, ambele de la NASA , au făcut observații strânse despre Mercur, Mariner 10 , în 1974 - 1975 și MESSENGER , care au intrat pe orbită în jurul planetei la 18 martie 2011, după ce au zburat peste ea de trei ori în 2008. - 2009 .

ESA și JAXA plănuiseră să lanseze o misiune comună în august 2015 , numită BepiColombo [1] , dar în urma diferitelor mișcări, lansarea a avut loc la 20 octombrie 2018. [2]

Comparativ cu celelalte planete ale sistemului solar interior , Mercur este dificil de explorat: atât pentru că este greu de atins, cât și din cauza dificultăților tehnice care apar în controlul termic al sondei la distanța de Soare la care planeta orbite.

Interesul pentru Mercur

Mercur, 28 martie 1974, capturat de Mariner 10 cu șase ore înainte de cea mai apropiată apropiere.

Înainte de a ajunge la Mercur de către Mariner 10, existau diverse ipoteze cu privire la aspectul și caracteristicile sale, dar cea mai acreditată era că era un corp ceresc foarte asemănător cu Luna . [3] Deși imaginile luate în timpul primei abordări păreau să confirme această ipoteză, descoperirea unui câmp magnetic planetar și a magnetosferei sale în momentul celei mai apropiate abordări i-a surprins pe cercetători, dezvăluind o planetă mult mai complexă decât se credea anterior.

La încheierea misiunii, Consiliul de Științe Spațiale al Academiei Naționale de Științe s-a exprimat în favoarea unor noi misiuni exploratorii, dar plasându-le întotdeauna în fundal în comparație cu explorarea Marte sau Venus . [4] Deși au fost făcute diverse propuneri de misiune, au trecut aproape treizeci de ani până când agențiile spațiale au aprobat altele noi.

Interesul redus pentru Mercur poate fi explicat și prin faptul că planeta pare inadecvată pentru existența formelor de viață indigene și nici nu pare ușor să-și exploateze resursele. Deoarece este atât de aproape de Soare (în medie, distanța dintre Mercur și Soare este de 0,387 UA ) și deoarece se rotește în jurul axei sale foarte lent (58,6 zile ), temperatura suprafeței variază între 100 K și 700 K.

Celălalt motiv important care a contribuit la reducerea numărului de misiuni la Mercur este costul intrinsec ridicat al fiecăreia dintre ele dictat de apropierea Soarelui , [5] [6] [7] care determină:

  • necesitatea ca fiecare sondă să fie echipată cu un scut termic greu
  • un consum ridicat de combustibil pentru a contracara creșterea forței de atracție, în timpul coborârii în puțul gravitațional solar
  • un consum ridicat de combustibil pentru a plasa și menține sonda pe orbita în jurul planetei, [8] nefiind, printre altele, posibile manevre precum aerofrenarea dezvoltată pentru planete cu atmosferă sau utilizarea unei parașute pentru a ajuta la aterizarea unui lander .

Ajungând la Mercur

Prima jumătate a traiectoriei parcurse de sonda US Mariner 10 .

A ajunge la Mercur prin transfer direct de pe Pământ ar necesita o cantitate prohibitivă de propulsor. Cu toate acestea, este posibil să se reducă cantitatea necesară utilizând traiectorii adecvate care prevăd mai multe zboruri de pe planeta Venus, din care exploatează efectul de slingshot pentru a decelera sonda.

Primul care a calculat o traiectorie similară a fost un student care a lucrat vara la Laboratorul de propulsie cu jet al NASA , Michael Minovitch , în 1963 . [9] Minovitch a calculat condițiile de zbor de la Venus care ar redirecționa sonda către Mercur, permițând un zbor de aproape . Traiectoria sa a fost adoptată pentru misiunea Mariner 10. [10]

O îmbunătățire importantă a fost recomandată în 1970, la trei ani de la lansare, de către Giuseppe Colombo , profesor titular de mecanică aplicată la Facultatea de Inginerie din Padova în vizită la JPL. Columb a menționat că perioada de orbită a navei spațiale după zborul lui Mercur ar coincide cu dublul perioadei de revoluție a planetei și a sugerat exploatarea acestei rezonanțe pentru a programa mai multe zboruri ale lui Mercur. [11] [12] Modificarea sa a fost implementată cu promptitudine în planul de misiune și a permis trei zboruri de mercur, înainte ca sonda să rămână fără propulsor.

Traiectoria interplanetară a sondei americane MESSENGER .

În 1985, un alt cercetător JPL, Chen-Wan Yen, a calculat strategii de zbor care, prin intermediul mai multor zboruri ale lui Venus și Mercur, ar permite inserarea pe orbită în jurul celui de-al doilea cu o valoare scăzută a delta-v necesar. Yen a propus, după lansarea de pe Pământ (E), două zboruri superioare ale lui Venus (V), două zboruri superioare ale lui Mercur (M) și apoi inserarea pe orbită în jurul planetei la a treia întâlnire, o secvență care este schematizată ca E-VVMM - M. [13] Ulterior, el a prezentat o altă propunere, schematizată ca E-VVMMM-M, cu o perioadă de zbor clar mai lungă, dar care ar fi permis transportarea unei sarcini utile mai mari pe planetă. [4] [14]

Prima navă spațială care a folosit o reelaborare a propunerilor lui Yen a fost MESSENGER, care a urmat un plan de zbor E-EVVMMM-M, în care a fost planificat și un zbor terestru pentru a reduce în continuare combustibilul necesar pentru introducerea pe orbita în jurul lui Mercur (ca în imagine ). [14] Misiunea, lansată în 2004 și a ajuns pe Mercur în 2011, a durat aproape șapte ani pentru a-și finaliza drumul.

În cele din urmă, o opțiune alternativă indicată și de Space Science Board este utilizarea unui motor cu tracțiune redusă și în mod specific, un motor electric . [4] [14] Aceasta este soluția adoptată de ESA pentru misiunea BepiColombo.

Mariner 10

Mariner 10

Prima, și doar treizeci și trei de ani, sondă spațială care a vizitat Mercur a fost American Mariner 10 în anii 1974 - 1975 .

A fost lansat pe 3 noiembrie 1973 , a zburat peste Venus pe 5 februarie 1974 și a ajuns la Mercur pentru prima dată pe 16 martie 1974. A zburat apoi peste planetă din nou pe 21 septembrie 1974 și 16 martie 1975. Al treilea întâlnirea a fost cea mai apropiată și cea mai mică distanță de la suprafața 327 km .

Sonda a fost echipată cu instrumente pentru colectarea imaginilor, detectoare cu infraroșu și ultraviolete , un magnetometru și instrumente pentru detectarea particulelor încărcate. 45% din suprafață a fost cartografiată cu o rezoluție de aproximativ 20 km. Imaginile au dezvăluit asemănări remarcabile cu Luna ; ambele corpuri sunt de fapt acoperite de nenumărate cratere . Observațiile la ultraviolete au indicat că suprafața a fost acoperită cu praf foarte fin și că nu s-au găsit fluxuri recente de lavă bazaltică . S-a descoperit existența unui câmp magnetic planetar, a cărui intensitate era de 1% din cea a Pământului și a unei atmosfere fragile compuse în principal din heliu . Estimările privind masa și dimensiunea planetei au fost îmbunătățite, ceea ce, comparativ cu datele orbitei sale, a făcut posibilă efectuarea verificărilor relativității generale a lui Einstein .

MESAGER

Imagine artistică a MESAJULUI care orbitează Mercur

Misiunea NASA MESSENGER a fost lansată pe 3 august 2004 și a fost concepută pentru a studia caracteristicile și mediul planetei Mercur . Obiectivele științifice ale misiunii sunt studierea compoziției chimice a suprafeței, a istoriei sale geologice, a naturii câmpului său magnetic , a dimensiunii și caracteristicilor nucleului , a naturii exosferei și a magnetosferei . Misiunea va avea o durată de aproximativ un an terestru și va realiza pentru prima dată o imagine completă a suprafeței planetei cu camere cu o rezoluție de 18 metri, în timp ce Mariner 10 a putut observa doar o emisferă cu o rezoluție de 1 km.

În cei șapte ani de navigație, este așteptat un zbor al Pământului , 2 din Venus și 3 din Mercur. Efectuarea manevrelor de prindere prin gravitație în astfel de ocazii va reduce consumul de combustibil, făcându-l în general mai mic decât cel necesar pentru o rută directă mai rapidă, dar mai costisitoare, de la Pământ la Mercur. Primul zbor al lui Mercury a avut loc la 14 ianuarie 2008 , al doilea la 6 octombrie 2008 și al treilea la 29 septembrie 2009 ; inserția pe orbită a avut loc la 18 martie 2011 .

BepiColombo

La 20 octombrie 2018, după numeroase amânări, a avut loc lansarea misiunii BepiColombo , rezultatul colaborării dintreAgenția Spațială Europeană și Agenția Spațială Japoneză . [1] Călătoria va dura 6 ani și va ajunge la destinație în 2025 .

Misiunea constă din două sonde , una de fabricare europeană, iar cealaltă de fabricare japoneză. Navigarea va fi încredințată modulului european care va elibera orbitatorul japonez numai după introducerea pe orbită în jurul lui Mercur.

Misiunea va fi dedicată explorării complete a planetei și a mediului înconjurător, va avea ca scop înțelegerea modului în care un corp ceresc se dezvoltă în cea mai fierbinte parte a nebuloasei solare ; va fi studiată și magnetosfera și se vor face comparații relative cu cea terestră.

Alte misiuni propuse

Imagine radar a polului nord al lui Mercur.

În 1983, o misiune a fost propusă către ESA pentru un flyby al lui Mercur, denumit Messenger , care va relua, de asemenea, explorarea sistemului solar interior după succesul misiunilor comune NASA-Germania de Vest ale sondelor Helios . Doi ani mai târziu, o nouă propunere, de data aceasta pentru un orbitator , nu a fost acceptată deoarece presupunea utilizarea propulsoarelor electrice pe care, la acea vreme, Agenția Europeană nu le avea. [4]

Pentru a caracteriza magnetosfera mercuriană, sunt necesare cel puțin două sonde care efectuează măsurători simultan și în puncte distincte. O propunere în acest sens a fost făcută NASA în 1988-90, care nu a fost acceptată. În mod similar, alte două misiuni nu au fost binevenite de agenția spațială americană: orbitatorul Hermes , care ar fi fost echipat cu doar trei instrumente și care ar fi parcurs una dintre traiectoriile calculate de Yen, conceput ca parte a programului Discovery ; și Mercur Polar Fly-by , care - așa cum sugerează și numele - ar fi făcut trei zboruri ale planetei, primul la polul nord, al doilea la ecuator și al treilea la polul sud, permițând în acest fel să cartografieze depozite de gheață identificate în craterele polare prin observații radar în 1992. [4] [15] [16]

Acest lucru a dus în 1998 și 2000, când au fost selectați de NASA și respectiv de ESA MESSENGER și BepiColombo. [4]

Notă

  1. ^ a b ( EN ) Lansarea BepiColombo reprogramată pentru octombrie 2018 , pe sci.esa.int , ESA Portal, 28 februarie 2012. Accesat la 24 februarie 2017 (arhivat dinoriginal la 19 martie 2017) .
  2. ^ A fost lansată prima misiune europeană la Mercur , ANSA , 20 octombrie 2018.
  3. ^ Nelson, RM , pp. 38-39 , 1998.
  4. ^ a b c d e f Balogh, A. și colab. , pp. 435-438 , 2008.
  5. ^ (EN) R. Grard, Novara, M.; Scoon, G., BepiColombo - A Multidisciplinary Mission to a Hot Planet ( PDF ), în buletinul ESA , nr. 103, august 2000. Adus la 17 iulie 2010 .
  6. ^ (RO) De ce au fost atât de puține misiuni în Mercur? , pe MESSENGER , JHU / APL. Adus la 17 iulie 2010 (arhivat din original la 15 mai 2008) .
  7. ^(EN) SJ Peale, The orbiter MESSENGER mission to Mercury (PDF), Minority University - Space Interdisciplinary Network (MU-SPIN) A noua conferință anuală a utilizatorilor, Miami, FL, 21-24 septembrie 1999, p. 10. Accesat la 17 iulie 2010 (arhivat din original la 8 septembrie 2015) .
  8. ^ (RO) De ce să luăm o rută atât de lungă și complexă până la Mercur? , pe MESSENGER , JHU / APL. Adus la 17 iulie 2010 (arhivat din original la 15 mai 2008) .
  9. ^ Raport tehnic JPL nr . 32-464 . Octombrie 1963.
  10. ^ (EN) Mariner 10 Enroute to Mercury-Continues Query of Venus. Buletinul nr. 18 ( PDF ), de la ser.sese.asu.edu , Mariner Venus / Mercury 1973 Project Office, JPL, NASA, 6 februarie 1974. Accesat pe 5 martie 2011 .
  11. ^ James A. Dunne , capitolul 2 , 1978.
  12. ^ (EN) Perozzi E. și colab. , Mecanica celestă și astronomie dinamică , vol. 83, nr. 1-4, 2002, pp. 49-62, DOI : 10.1023 / A: 1020122511548 .
  13. ^ (EN) Liu Wan-Chen Yen, misiune de orbitare balistică Mercur prin Venus și gravitația Mercur asistă în Jurnalul de Științe Astronautice, vol. 37, 1989, pp. 417-432. Adus la 17 martie 2011 .
  14. ^ a b c JV McAdams, Horsewood, JL; Yen, CL, proiectarea traiectoriei orbiterelor Mercury de clasa Discovery pentru oportunitatea de lansare din 2005 ( PDF ), Conferința de specialitate în astrodinamică, 10-12 august 1998, Boston, MA: Institutul American de Aeronautică și Astronautică / American Astronautical Society , 1998, pp. 109-115. Adus la 17 martie 2011 (arhivat din original la 13 mai 2013) .
  15. ^ (EN) JK Harmon, Slade, MA, Radar mapping of Mercury - Full-disk images and polar anomalies , în Science, vol. 258, nr. 5082, 1992, pp. 640-643, DOI : 10.1126 / science.258.5082.640 . Adus la 17 martie 2011 .
  16. ^ (EN) MA Slade, Butler, BJ; Muhleman, DO, Mercury Radar Imaging: Evidence for Polar Ice , în Știință , vol. 258, nr. 5082, 1992, pp. 635-640, DOI : 10.1126 / science.258.5082.635 .

Bibliografie

  • (EN) James A. Dunne, Eric Burgess, The Voyage of Mariner 10 Mission to Venus and Mercury , Washington, DC, National Aeronautics and Space Administration. Biroul de informații științifice și tehnice, 2004 [1978] , SP-424. Adus pe 4 martie 2011 .
  • ( EN ) CR Chapman, Planetary exploration ( PDF ), în Science Books and Films, American Association for the Advancement of Science , vol. 38, nr. 3, 2002, pp. 391-394. Adus la 17 iulie 2010 (arhivat din original la 8 septembrie 2015) .
  • ( EN ) A. Balogh și colab. , Misiuni către Mercur , în Space Science Reviews , vol. 132, nr. 2-4, 2007, pp. 611-645, DOI : 10.1007 / s11214-007-9212-4 .
    De asemenea, să fie consultați ca: (EN) A. Balogh și colab. , Misiuni către Mercur , în Balogh, André; Ksanfomality, Leonid; von Steiger, Rudolf (eds), Mercury , Springer, 2008, pp. 429-463, ISBN 978-0-387-77538-8 . Adus pe 4 martie 2011 .
  • Nelson, Robert M. Mercury: planeta uitată . Știința n. 353 - ianuarie 1998, pp. 32-39.

Elemente conexe

Alte proiecte

linkuri externe

Controlul autorității LCCN ( EN ) sh2008000919
Adus de la „ https://it.wikipedia.org/w/index.php?title=Explorare_de_Mercurio&oldid=121851377 ”