Messenger (AMS)

A "Messenger" ( eng.  Mercury Surface, Space Environment, GEochemistry and Ranging – MESSENGER ) egy amerikai automatikus bolygóközi állomás (AMS) a Merkúr tanulmányozására . Felbocsátva 2004. augusztus 3- án a Cape Canaveral légierő állomásáról egy Delta 7925H-9.5 hordozórakétával . 2011. március 18-án 01:10 UTC-kor az állomás sikeresen belépett a Merkúr pályájára [1] . A repülés 2015. április 30-án ért véget, amikor az állomás a Merkúrra esett [2] .

Repülési küldetések

A Merkúr az egyik legkevésbé feltárt objektum a Naprendszerben. A Messenger előtt csak egy űrszonda  , a Mariner-10 repült háromszor a bolygó körül 1974-1975 között . A Merkúr felszínének kevesebb mint felét fényképezték le, nem voltak adatok a bolygó kémiai összetételéről, szerkezetéről és még sok másról. E hiányosságok pótlására a NASA megszervezte a Messenger küldetést. Miután megszületett a döntés a készülék élettartamának egy évvel meghosszabbításáról (a munkának kezdetben 2012. március 17-én kellett volna befejeződnie), a küldetés része volt a megnövekedett naptevékenység Merkúrra gyakorolt ​​hatásának tanulmányozása is az egy év elején. új napciklus [3] .

A készülék kialakítása

Az AMS "Messenger" kiindulási tömege körülbelül 1100 kg, és csaknem 600 kg (a teljes tömeg több mint fele) üzemanyag. A készülék teste szénszálból készült , méretei 1,42 × 1,85 × 1,27 m. A Merkúr-pályához közeli napsugárzás jelentős ereje (11-szer nagyobb, mint a Földé) miatt különleges intézkedéseket tettek annak biztosítására, hogy elfogadható KA mód. A készülék Nap felőli oldalát 2,5 × 2 m-es napellenző borította, magát a testet többrétegű hőszigetelésbe burkolták, radiátorokat és hőcsöveket biztosítottak a hő eltávolítására az űrhajó testéből. Az állomás áramforrása két egyoldalas , 1,5 × 1,65 m méretű napelemes (SB) forgó panel volt , gallium - arzenid fotocellákkal . Több mint 2 kW -ot tudtak generálni, de repülési szakaszban csak 385-485 W volt elegendő a készülékhez , pályán pedig 640 W, így az SB különböző szögekben állt. Ráadásul a panelek 67%-a kis tükör, amely visszaveri a napsugarak nagy részét, és megakadályozza a panelek túlmelegedését.

Az állomás meghajtórendszere egy kétkomponensű , 68 kgf tolóerővel rendelkező hajtóművet tartalmaz nagy manőverekhez és 16 kis egykomponensű rakétahajtóművet . Az üzemanyagot ( hidrazint ) és az oxidálószert ( diatrogén-tetroxidot ) három 56 cm átmérőjű és 104 cm hosszú titántartályban tárolták; hélium , nagy nyomás alatt biztosította a hajtóművek ellátását. A készülék kommunikációs rendszere két nagy erősítésű HGA fázisú antennát , valamint két közepes erősítésű MGA ventilátorantennát és négy alacsony erősítésű LGA antennát tartalmazott. Az összes antennát rögzítették, ami növelte a megbízhatóságukat; ebben az esetben a fázisos tömbjeleket (először a "mélyűrben" használták) magához az antennához képest akár 45°-os szögben is lehetett irányítani. A 11 wattos adó 9,9 bit/s és 104 kbit/s közötti adatátvitelt biztosított a kártyáról a Földre az X-sávban . A Földről érkező parancsok 7,8 és 500 bps közötti sebességgel érkeztek . A tájolást két csillagkövetővel , valamint négy giroszkóppal és négy gyorsulásmérővel végezték el , amelyek az IMU (Inertial Measurement Unit) tehetetlenségi mérőegység részét képezik. A készülék „agya” 2 db IEM-be integrált elektronikai modul volt (fő és tartalék), mindegyik RAD6000 -es főprocesszorral (25 MHz ) és a meghibásodások elleni védelemhez hasonló processzorral (10 MHz). Mindegyik IEM tartalmaz szilárdtestalapú tárolót akár 1 GB memóriával .

Tudományos felszerelés

Az AMS tudományos felszerelése a következőket tartalmazza:

1. Az MDIS (Mercury Dual Imaging System) kettős üzemmódú kamerát a Mercury-táj topográfiai felmérésére és részletes tanulmányozására tervezték; nagy látószögű és keskeny látószögű multispektrális kamerákból állt. A nagylátószögű kamera 10,5°-os látómezővel és 12 különböző szűrővel rendelkezett a 400 és 1100 nm közötti spektrális tartományban történő megfigyeléshez . Keskeny látószögű kamera 1,5°-os látómezővel, hogy részletes fekete-fehér képeket készítsen a bolygó felszínéről.
2. Röntgen-spektrométer XRS (X-Ray Spectrometer), amelyet a higany felületének vékony (1 mm) felső rétegének elemi összetételének meghatározására terveztek 200-1000 km felbontással . 1-10 keV energiájú röntgensugarakat regisztrált , ahol a magnézium, az alumínium, a szilícium, a kén, a kalcium, a titán és a vas spektrumvonalai , valamint a napröntgen és a gamma-sugárzás spektrumai helyezkedtek el .
3. Gamma - spektrométer és neutronspektrométer GRNS (Gamma-Ray and Neutron Spectrometer), amely a kozmikus sugárzás, valamint a radioaktív elemek természetes sugárzásának hatására kibocsátott neutronok és gamma-sugarak kimutatására szolgál a higany felszínén lévő elemekből . A készüléket a bolygó felszínének feltérképezésére használták, hogy meghatározzák kéregének elemi összetételét, és különösen a sarki jég észlelését.
4. Energetikai részecske és plazma spektrométer EPPS (Energetic Particle and Plasma Spectrometer) a higany magnetoszférájában lévő töltött részecskék összetételének, eloszlásának és energiájának tanulmányozására készült . Egy EPS töltött részecskespektrométerből és egy FIPS nagy sebességű plazmaspektrométerből állt.
5. A Mercury Atmospheric and Surface Composition Spectrometer MASCS (Mercury Atmospheric and Surface Composition Spectrometer), amelyet a higany felső légkörének és felszínének összetételének meghatározására terveztek. Két spektrométert tartalmazott: látható és UV , valamint látható és IR spektrométert .
6. Lézeres magasságmérő MLA (Mercury Laser Altimeter), amelyet a Merkúr felszínének nagy pontosságú topográfiai felmérésére terveztek.
7. Háromkomponensű MAG magnetométer , amelyet a Merkúr felszínén fellépő mágneses anomáliák tanulmányozására , valamint a mágneses mező szerkezetének és dinamikájának tanulmányozására tervezték .

Repülés Merkúrba

A Merkúr az egyik legmegfoghatatlanabb objektum a Naprendszerben: ahhoz, hogy a Föld-közeli pályáról a Merkúr-közeli pályára kerüljön , ki kell oltani a Föld keringési sebességének jelentős részét, ami körülbelül 30 km/s. Jelenleg egyetlen űrhajó sem képes közvetlenül a Merkúr felé repülni, és általában számos gravitációs manőverből álló összetett stratégiát alkalmaznak .

A „Messenger” pályája 6 ilyen manővert biztosított: 2005. augusztus 2- án a készülék 2347 km-es magasságban haladt el a Föld felszínétől, 2006. október 24- én a Vénusz közelében elrepülés történt minimális magassággal. 2992 km-re, 2007. június 5- én a Messenger ismét a Vénusz közelében repült a felhők felső határa mentén, 338 km-es magasságban a bolygó felszínétől.

A Vénusz első elrepülése során nem terveztek tudományos programot, mert a Vénusz és a Nap kiváló együttállásban voltak . A Messenger a Vénusz második átrepülése során 50 képből álló sorozatot készített a távolodó bolygóról: az elsőt a bolygótól 60,6 ezer km -re, az utolsót 89,3 ezer km -re . A Vénusz második elrepülése során a Messenger közös munkát végzett a Vénusz felszínének tanulmányozására a Venera Express európai űrhajóval . Amellett, hogy lehetőség nyílik két, különböző pályán haladó és különböző kutatási műszerekkel rendelkező űrszonda által nyert adatok összehasonlítására, ez a munka a Messenger számára a tudományos berendezései működésének próbája lett.

Január 14-én 19:04 UTC-kor, 2008. október 6- án és 2009. szeptember 30- án a Messenger elrepülést hajtott végre a Merkúr közelében, majd 2011. március 18- án egy erősen elliptikus poláris pályára állt a Naphoz legközelebb eső bolygó körül. A periapszis legalacsonyabb magassága 200 km volt. Az eszköznek két Merkúr-napig kellett volna működnie a Merkúr pályáján, vagyis valamivel kevesebb, mint egy földi éven keresztül.

2008. január 14-én a Messenger először elrepült a Merkúr mellett (minimális távolság 200 km), és részletes képeket továbbított a felszínről.

2008. október 6-án a Messenger szonda második alkalommal repült el a Merkúr közvetlen közelében. Az elrepülés során képeket készítettek a Merkúrról, amelyek a sötét anyag felfoghatatlan területeit tárták fel, bőségesen szétszórva a felszínén. Sokkal sötétebbek, mint a háttér, és meteoritbecsapódások által hagyott "kátyúknak" tűnnek. Nem minden, még azonos mélységű kráterben sem látható azonban az alján azonos szerkezetű anyag – ez arra utal, hogy a bolygó felszíne alatti anyageloszlás nem egyenletes. A legkisebb bolygóról kiderült, hogy geológiailag nem olyan egyszerű, és szerkezete sem egy elemi „ szendvics ” .

Ennek a sötét kőzetnek az összetétele ismeretlen. Talán tartalmaz egy sötét ásványt, mint az ilmenit , amely vasból és titánból áll, és nem csak a Földön, hanem a Holdon is nagyon elterjedt. Lehet szilícium is vaszárványokkal. A tudósok azt remélik, hogy a Messengerrel kapcsolatos további kutatások több fényt derítenek ezekre a sötét területekre. .

Ezenkívül a második átrepülés során a szonda gondosan felmérte a Merkúr tájat , és kimutatta, hogy magassága meglepően állandó marad a feltárt területen. Ez a terület (nyugati félteke, egyenlítői környék) 30%-kal laposabb, mint a szemközti terület. A Merkúr kérgében akár 600 méteres meredek esést is találtak, ami a gyors lehűlés időszakában bekövetkezett összehúzódása következtében a bolygón maradt " heg ".

2009. szeptember 29-én a Messenger harmadik alkalommal repült el a Merkúr mellett. UTC 21:55-kor az eszköz 228 km-re haladt el a bolygó felszínétől [4] .

2011. március 17-én a Messenger lassító manővert hajtott végre, és elkezdett a Merkúr körüli pályára állni [5] .

Március 18-án moszkvai idő szerint hajnali 4 órakor a Messenger befejezte a lassítást, és a Merkúr körüli pályára állt. A kutatási program része volt a víz keresése a bolygón, valamint annak kiderítése, hogy a bolygó magja miért foglalja el térfogatának több mint 70%-át [6] .

A szonda március 29-én továbbította az első képeket a bolygó felszínéről állandó pályájáról. Hat óra alatt 363 képet továbbítottak. Összesen mintegy 75 000 fénykép elkészítését tervezték [7] .

Leállítás

A Nap vonzásának hatására a Merkúr bármely műholdjának pályája meglehetősen gyorsan változik. 2014 végén a Messengerből kifogyott az üzemanyag, ami lehetetlenné tette a pálya korrigálását. A periapszis fokozatosan egyre lejjebb tolódott a Merkúr felszíne felé. 2015. április 30-án a Messenger a bolygó felszínére zuhanva fejezte be küldetését [8] . Feltételezzük, hogy a becsapódási hely az é. sz. 54,4° 149,9° ny.h. pontján található, a Janacek-kráter közelében [9] . A zuhanás pillanatát nem figyelték meg a Földről, mivel az eszköz a Merkúr másik oldalára esett, ami akkor még nem volt látható a Földről.

Eredmények

A készülék működése során több mint 277 ezer kép készült [10] , köztük olyan területekről is, amelyeket korábban nem fényképeztek le. Hosszú párkányokat , szokatlan barázdákat és sok más jellemzőt találtak .

A szonda neutrondetektorából származó napkitörések elemzése nagy energiájú neutronok jelenlétét mutatta ki, amelyek rövid élettartamuk miatt nem figyelhetők meg a Föld pályáján.

A Merkúr magnetoszférájának elemzése a januári és októberi átrepülés során arra a következtetésre vezetett, hogy erős kölcsönhatás van a bolygó mágneses tere és a napszél között [11] .

Érdekes tények

A Messengernek hat és fél évbe telt, mire bolygó körüli pályára állt. Összehasonlításképpen : a New Horizons küldetéstől jóval távolabbi Plútóhoz való repülés mindössze három évig tartott (a New Horizons készülék azonban nem lépett a Plútó pályájára, hanem a törpebolygó és műholdai mellett végzett megfigyeléseket).

"Családi portré"

2011. február 18-án a naprendszer bolygóiról készült "családi portré" jelent meg a misszió honlapján , amely 34 fényképből álló kollázs, amelyet a Messenger 2010 novemberében kapott. A távolság miatt csak a Neptunusz és az Uránusz nem látható. A kollázs egyfajta kiegészítése a Voyager által 1990. február 14-én készített családi portrénak [12] .

Jegyzetek

1. ↑ 1 2 A MESSENGER történelmi keringést kezd a Merkúr körül  (eng.)  (nem elérhető link) (2011. március 17.). Hozzáférés dátuma: 2011. március 18. Az eredetiből archiválva : 2013. március 27.
2. ↑ Corum, Jonathan . Messenger ütközési tanfolyama Mercuryval , New York Times  (2015. április 30.). Az eredetiből archiválva : 2019. március 31. Letöltve: 2015. április 30.
3. ↑ A NASA meghosszabbítja a MESSENGER szonda élettartamát . Space magazin (2011. november 17.). Letöltve: 2011. november 17. Az eredetiből archiválva : 2013. december 2.. (határozatlan)
4. ↑ A Messenger szonda megközelítette a Merkúrt . Lenta.ru (2009. szeptember 30.). Letöltve: 2020. június 26. Az eredetiből archiválva : 2020. augusztus 14. (határozatlan)
5. ↑ A Messenger szonda sikeresen a Merkúr körüli pályára állt . RIA Novosti (2011. március 18.). Hozzáférés dátuma: 2013. november 27. Az eredetiből archiválva : 2013. december 2. (Orosz)
6. ↑ A földi berendezés először lépett a Merkúr pályájára (hozzáférhetetlen kapcsolat) . Membrán (2011. március 18.). Letöltve: 2011. március 18. Az eredetiből archiválva : 2011. március 20.. (határozatlan) 
7. ↑ A "Messenger" továbbította az első képeket a Merkúrról a pályáról . Lenta.ru (2011. március 30.). Letöltve: 2020. június 26. Az eredetiből archiválva : 2021. június 13. (határozatlan)
8. ↑ A Messenger bolygóközi állomás lezuhant a Merkúr felszínén . interfax (2015. április 30.). Letöltve: 2015. május 1. Az eredetiből archiválva : 2016. december 24.. (határozatlan)
9. ↑ A Mercury Messenger küldetése hatalmas döntővel ér véget, archiválva 2015. május 2-án a Wayback Machine -nél , Universe Today
10. ↑ Temess el a kráter mögé. A Merkúr első mesterséges műholdja hamarosan a felszínére csapódik
11. ↑ A MESSENGER csapata új Mercury-tudományi eredményeket mutat be az AGU őszi találkozón  (angolul)  (a hivatkozás nem elérhető) (2008. december 12.). Archiválva az eredetiből 2012. február 17-én.
12. ↑ Naprendszeri családi portré, belülről kifelé  (angolul)  (a link nem érhető el) (2011. február 18.). Letöltve: 2011. február 18. Az eredetiből archiválva : 2013. május 12..

Linkek

• messenger.jhuapl.edu – A Messenger hivatalos webhelye
• "Messenger"  - cikk a Lentapediában . 2012-es év.
• MESSENGER küldetés a  Merkúrhoz . NASA.
• MESSENGER űrszonda: mi van benne? (nem elérhető link) . Az eredetiből archiválva: 2008. február 20.  (határozatlan) aCompulent
• Iván Szobolev. Hírnök: jég és tűz felett  // Trinity variáns . - 2015.12.8. - No. 24 (193) .
• A MESSENGER szonda a Merkúr felé közeledik (elérhetetlen link) . Az eredetiből archiválva : 2012. január 26.  (határozatlan) aCompulent
• Farok a Merkúr mögött . Gazeta.Ru (2008. január 31.). (határozatlan)
• A Messenger közeledik a Merkúrhoz . Polit.ru (2008. január 11.). (határozatlan)

Szótárak és enciklopédiák	Nagy katalán Lentapedia Britannica (online)