Messenger (AMS)

"Messenger" ( eng.  MErcury Surface, Space Environment, GEochemistry and Ranging - MESSENGER ) er en amerikansk automatisk interplanetarisk station (AMS) til undersøgelse af Merkur . Lanceret den 3. august 2004 fra Cape Canaveral Air Force Station på en Delta 7925H-9.5 løfteraket . Den 18. marts 2011 kl. 01:10 UTC kom stationen med succes ind i Mercurys kredsløb [1] . Flyvningen sluttede den 30. april 2015, da stationen faldt på Merkur [2] .

Flymissioner

Merkur er et af de mindst udforskede objekter i solsystemet. Før Messenger fløj kun ét rumfartøj  , Mariner-10 , rundt om planeten 3 gange i 1974-1975 . Mindre end halvdelen af ​​Merkurs overflade blev fotograferet, der var ingen data om den kemiske sammensætning, planetens struktur og meget mere. For at udfylde disse huller organiserede NASA Messenger-missionen. Efter at beslutningen blev truffet om at forlænge apparatets levetid med et år (oprindeligt skulle det færdiggøre arbejdet den 17. marts 2012), omfattede missionen også at studere virkningen af ​​øget solaktivitet på Merkur i begyndelsen af ​​en ny solcyklus [3] .

Udformningen af ​​apparatet

Startmassen for AMS "Messenger" er omkring 1100 kg, og næsten 600 kg (mere end halvdelen af ​​den samlede masse) er brændstof. Apparatets krop var lavet af kulfiber og har dimensioner på 1,42 × 1,85 × 1,27 m. På grund af den betydelige kraft af solstråling nær Mercury-kredsløbet (11 gange højere end Jordens) blev der truffet særlige foranstaltninger for at sikre acceptabel KA-tilstand. Den side af apparatet, der vender mod Solen, var dækket af en 2,5 × 2 m solskærm, selve kroppen blev pakket ind i flerlags termisk isolering, og radiatorer og varmerør blev tilvejebragt for at fjerne varme fra rumfartøjets krop. Strømkilden til stationen var to ensidede roterende paneler af solbatterier (SB) 1,5 × 1,65 m i størrelse med galliumarsenid - fotoceller . De kunne generere mere end 2 kW , men kun 385-485 W var nok til enheden på flyvetrinnet og 640 W, når den opererede i kredsløb, så SB var orienteret i forskellige vinkler. Desuden er 67 % af panelerne små spejle, der reflekterer de fleste af solens stråler og forhindrer panelerne i at overophedes.

Stationens fremdrivningssystem inkluderer en to-komponent opretholdelsesmotor med en fremdrift på 68 kgf til store manøvrer og 16 små en-komponent raketmotorer . Brændstof ( hydrazin ) og oxidationsmiddel ( diatrogentetroxid ) blev opbevaret i tre titaniumtanke med en diameter på 56 cm og en længde på 104 cm; helium under højt tryk sørgede for deres forsyning til motorerne. Enhedens kommunikationssystem omfattede to high-gain HGA phased array-antenner samt to medium-gain fan-antenner MGA og fire low-gain LGA-antenner. Alle antenner var fast fikserede, hvilket øgede deres pålidelighed; i dette tilfælde kunne fasede array-signaler (først brugt i "dybt rum") rettes i en vinkel på op til 45° til selve antennens akse. 11-watt-senderen leverede datatransmission fra bord til Jord i X-båndet med en hastighed på 9,9 bit/s til 104 kbit/s . Kommandoer fra Jorden gik om bord med en hastighed på 7,8 til 500 bps . Orienteringen blev udført ved hjælp af to stjernesporere , samt fire gyroskoper og fire accelerometre , som er en del af IMU (Inertial Measurement Unit) inertimåleenheden. Enhedens "hjerne" var 2 integrerede IEM-elektronikmoduler (hoved- og backup), hver af dem havde en RAD6000- hovedprocessor (25 MHz ) og en lignende processor til beskyttelse mod fejl (10 MHz). Hver IEM inkluderede også solid state-lagring med op til 1 GB hukommelse .

Videnskabeligt udstyr

AMS videnskabelige udstyr omfattede:

1. MDIS (Mercury Dual Imaging System) dual-mode-kameraet er designet til topografiske undersøgelser og detaljerede undersøgelser af Mercury-landskabet; bestod af vid- og smalvinklede multispektrale kameraer. Vidvinkelkameraet havde et synsfelt på 10,5° og 12 forskellige filtre til observation i spektralområdet fra 400 til 1100 nm . Smalvinklet kamera med et synsfelt på 1,5° til at få detaljerede sort/hvide billeder af planetens overflade.
2. Røntgenspektrometer XRS (X-Ray Spectrometer) designet til at bestemme grundstofsammensætningen af ​​et tyndt (1 mm) øvre lag af overfladen af ​​Merkur med en opløsning på 200 til 1000 km . Han registrerede røntgenstråler med energier fra 1 til 10 keV , hvor spektrallinjerne af magnesium, aluminium, silicium, svovl, calcium, titanium og jern var placeret, såvel som solrøntgenstråler og gammastråling .
3. Gammaspektrometer og neutronspektrometer GRNS (Gamma-Ray and Neutron Spectrometer ) designet til at detektere neutroner og gammastråler fra elementer på overfladen af ​​Kviksølv, der udsendes under påvirkning af kosmisk stråling, såvel som naturlig stråling af radioaktive elementer . Enheden blev brugt til at kortlægge planetens overflade for at bestemme grundstofsammensætningen af ​​dens skorpe og især til at detektere polar is.
4. Energetisk partikel- og plasmaspektrometer EPPS (Energetic Particle and Plasma Spectrometer ) designet til at studere sammensætningen, fordelingen og energien af ​​ladede partikler i Kviksølvs magnetosfære . Bestod af et EPS ladet partikelspektrometer og et FIPS højhastigheds plasmaspektrometer.
5. Mercury Atmospheric and Surface Composition Spectrometer MASCS (Mercury Atmospheric and Surface Composition Spectrometer) designet til at bestemme sammensætningen af ​​den øvre atmosfære og overflade af Mercury. Den inkluderede to spektrometre: synlig og UV og synlig og IR .
6. Laserhøjdemåler MLA (Mercury Laser Altimeter ) designet til højpræcision topografisk undersøgelse af overfladen af ​​Merkur.
7. Tre-komponent magnetometer MAG designet til at studere magnetiske anomalier på overfladen af ​​Merkur, samt til at studere strukturen og dynamikken i dets magnetfelt .

Flyvning til Merkur

Merkur er et af de mest undvigende objekter i solsystemet: for at bevæge sig fra nær-Jorden til nær-Mercurian kredsløb , er du nødt til at slukke en betydelig del af Jordens kredsløbshastighed, som er cirka 30 km/s. På nuværende tidspunkt er intet rumfartøj i stand til at flyve direkte til Merkur, og en kompleks strategi med adskillige tyngdekraftassistancemanøvrer anvendes normalt .

Banen for "Messenger" sørgede for 6 sådanne manøvrer: den 2. august 2005 passerede enheden i en højde af 2347 km fra jordens overflade, den 24. oktober 2006 fandt en forbiflyvning nær Venus sted med en minimumshøjde på 2992 km, den 5. juni 2007, fløj Budbringeren igen nær Venus langs den øvre grænse af skyerne i en højde af 338 km fra planetens overflade.

Der var ikke planlagt noget videnskabeligt program under Venus' første forbiflyvning, fordi Venus og Solen var i overlegen sammenhæng . Under sin anden forbiflyvning af Venus tog Messenger en serie på 50 billeder af den vigende planet: den første i en afstand af 60,6 tusinde km fra planeten, den sidste i en afstand af 89,3 tusinde km . Under Venus' anden forbiflyvning udførte Messenger også fælles arbejde for at studere Venus' overflade med det europæiske rumfartøj Venera Express . Ud over muligheden for at sammenligne data opnået af to rumfartøjer, der er på forskellige baner og har forskellige forskningsinstrumenter, er dette arbejde blevet for Messenger en test af funktionen af ​​dets videnskabelige udstyr.

Den 14. januar kl. 19:04 UTC, den 6. oktober 2008 og den 30. september 2009 gennemførte Messenger forbiflyvninger nær Merkur, og den 18. marts 2011 gik ind i et stærkt elliptisk polarkredsløb omkring planeten tættest på Solen. Den laveste højde i periapsis var 200 km. Enheden skulle virke i Merkurs kredsløb i to Merkur-dage, det vil sige lidt mindre end et jordår.

Den 14. januar 2008 foretog Messenger sin første forbiflyvning af Merkur (minimumsafstand 200 km) og sendte detaljerede billeder af overfladen.

Den 6. oktober 2008 foretog Messenger-sonden sin anden forbiflyvning i umiddelbar nærhed af Merkur. Under forbiflyvningen blev der taget billeder af Merkur, som afslørede uforståelige områder af mørkt stof, rigeligt spredt ud over dets overflade. De er meget mørkere end baggrunden og ser ud til at være "huller" efterladt af meteoritnedslag. Men ikke alle kratere, selv af samme dybde, viser materiale med samme struktur i bunden - dette indikerer, at fordelingen af ​​stof under planetens overflade ikke er ensartet. Den mindste planet viste sig at være geologisk ikke så enkel, og dens struktur er ikke en elementær " sandwich " .

Sammensætningen af ​​denne mørke sten er ukendt. Måske indeholder det et mørkt mineral som ilmenit , bestående af jern og titanium og meget almindeligt ikke kun på Jorden, men også på Månen. Det kan også være silicium med jernindeslutninger. Forskere håber, at mere forskning om Messenger vil kaste mere lys over disse mørke områder. .

Derudover målte sonden under den anden forbiflyvning omhyggeligt Mercury - landskabet og viste, at det i højden forbliver overraskende konstant i det område, der blev udforsket. Dette område (vestlig halvkugle, ækvatorial nærhed) er 30 % fladere end det modsatte. I Merkurs skorpe blev der fundet et skarpt fald så højt som 600 m, hvilket kan være et " ar " efterladt på planeten som følge af dets sammentrækning i en periode med hurtig afkøling.

Den 29. september 2009 kørte Messenger sin tredje forbiflyvning af Mercury. Klokken 21:55 UTC passerede enheden i en afstand af 228 km fra planetens overflade [4] .

Den 17. marts 2011 udførte Messenger en decelerationsmanøvre og begyndte at gå i kredsløb omkring Merkur [5] .

Den 18. marts klokken 04.00 Moskva-tid afsluttede Messenger sin deceleration og gik i kredsløb om Merkur. Forskningsprogrammet omfattede søgen efter vand på planeten, samt at finde ud af, hvorfor planetens kerne fylder mere end 70 % af dens volumen [6] .

Den 29. marts sendte sonden de første billeder af planetens overflade fra dens permanente bane. På seks timer blev der transmitteret 363 billeder. I alt var det planlagt at tage omkring 75.000 fotografier [7] .

Nedlukning

På grund af indflydelsen fra solens tiltrækning ændres kredsløbet for enhver Merkur-satellit ret hurtigt. I slutningen af ​​2014 løb Messenger tør for brændstof, hvilket gjorde det umuligt at rette kredsløbet. Gradvist begyndte periapsis at flytte sig lavere og lavere mod overfladen af ​​Merkur. Den 30. april 2015 fuldførte Messenger sin mission ved at styrte ned på planetens overflade [8] . Det antages, at nedslagsstedet er placeret i punktet 54,4° N 149,9° V, nær Janacek-krateret [9] . Selve faldøjeblikket blev ikke observeret fra Jorden, da enheden faldt på den anden side af Merkur, som på det tidspunkt ikke var synlig fra Jorden.

Resultater

Under driften af ​​enheden blev der opnået mere end 277 tusind billeder [10] , inklusive billeder af områder, der ikke var blevet fotograferet før. Lange afsatser , usædvanlige furer og mange andre træk er blevet fundet .

Analyse af soludbrud fra sondens neutrondetektor viste tilstedeværelsen af ​​højenergineutroner , som ikke kan observeres i Jordens kredsløb på grund af deres korte levetid.

En analyse af Merkurs magnetosfære i løbet af januar- og oktober-overflyvningerne førte til den konklusion, at der er et stærkt samspil mellem planetens magnetfelter og solvinden [11] .

Interessante fakta

Det tog Messenger seks et halvt år at komme ind i kredsløb om planeten. Til sammenligning tog flyvningen til Pluto , meget fjernere, fra New Horizons -missionen kun tre år mere (men New Horizons-apparatet kom ikke ind i Plutos kredsløb, men foretog flyvende observationer af dværgplaneten og dens satellitter).

"Familieportræt"

Den 18. februar 2011 blev et "familieportræt" af solsystemets planeter offentliggjort på missionens hjemmeside , som er en collage af 34 fotografier modtaget af Messenger i november 2010. På grund af afstanden er kun Neptun og Uranus ikke synlige. Collagen er en slags tilføjelse til familieportrættet taget af Voyager den 14. februar 1990 [12] .

Noter

1. ↑ 1 2 MESSENGER begynder historisk kredsløb omkring Merkur  (eng.)  (utilgængeligt link) (17. marts 2011). Dato for adgang: 18. marts 2011. Arkiveret fra originalen 27. marts 2013.
2. ↑ Corum, Jonathan . Messenger's Collision Course With Mercury , New York Times  (30. april 2015). Arkiveret fra originalen den 31. marts 2019. Hentet 30. april 2015.
3. ↑ NASA forlænger MESSENGER-sondens levetid . Space magazine (17. november 2011). Hentet 17. november 2011. Arkiveret fra originalen 2. december 2013. (ubestemt)
4. ↑ Messenger-sonden nærmede sig Merkur . Lenta.ru (30. september 2009). Hentet 26. juni 2020. Arkiveret fra originalen 14. august 2020. (ubestemt)
5. ↑ Messenger-sonden kom med succes ind i kredsløb omkring Merkur . RIA Novosti (18. marts 2011). Dato for adgang: 27. november 2013. Arkiveret fra originalen 2. december 2013. (Russisk)
6. ↑ Jordapparatet kom ind i Merkurs kredsløb for første gang (utilgængeligt link) . Membran (18. marts 2011). Hentet 18. marts 2011. Arkiveret fra originalen 20. marts 2011. (ubestemt) 
7. ↑ "Messenger" transmitterede de første billeder af Merkur fra kredsløb . Lenta.ru (30. marts 2011). Hentet 26. juni 2020. Arkiveret fra originalen 13. juni 2021. (ubestemt)
8. ↑ Den interplanetariske station Messenger styrtede ned på Merkurs overflade . interfax (30. april 2015). Hentet 1. maj 2015. Arkiveret fra originalen 24. december 2016. (ubestemt)
9. ↑ Mercury Messenger Mission slutter med en smashing Finale Arkiveret 2. maj 2015 på Wayback Machine , Universe Today
10. ↑ Begrav mig bag krateret. Merkurs første kunstige satellit vil snart styrte ned i dens overflade
11. ↑ MESSENGER Team præsenterer nye Mercury Science-resultater ved AGU Fall Meeting  (engelsk)  (link ikke tilgængeligt) (12. december 2008). Arkiveret fra originalen den 17. februar 2012.
12. ↑ Et solsystemfamilieportræt, indefra og ud  (engelsk)  (linket er ikke tilgængeligt) (18. februar 2011). Hentet 18. februar 2011. Arkiveret fra originalen 12. maj 2013.

Links

• messenger.jhuapl.edu - Messenger officielle hjemmeside
• "Messenger"  - artikel i Lentapedia . år 2012.
• MESSENGER Mission til  Merkur . NASA.
• MESSENGER rumfartøj: hvad er der indeni? (utilgængeligt link) . Arkiveret fra originalen den 20. februar 2008.  (ubestemt) påCompulents
• Sobolev Ivan. Messenger: over is og ild  // Trinity variant . - 8.12.2015. - nr. 24 (193) .
• MESSENGER-sonden nærmer sig Merkur (utilgængeligt link) . Arkiveret fra originalen den 26. januar 2012.  (ubestemt) påCompulents
• Halen bag Mercury . Gazeta.Ru (31. januar 2008). (ubestemt)
• Budbringeren nærmer sig Merkur . Polit.ru (11. januar 2008). (ubestemt)

Ordbøger og encyklopædier	Fantastisk catalansk Lentapedia Britannica (online)