Меркурий - это одна из самых малоизученных планет солнечной системы, что довольно странно.
Он не очень далеко от нас по сравнению с другими планетами, и на нем нет атмосферы, губительной для космических аппаратов. Так что погодные условия на планете не являются для нас проблемой.
Проблема - как добраться до Меркурия.
Добраться до орбиты другой планеты - это сложная астрономическая и техническая задача. И мы только в 1985 году поняли, как добраться до орбиты Меркурия. Иными словами, мы доставили людей на Луну до того, как поняли, как долететь до Меркурия.
Сейчас мы это узнали и теперь хотим туда полететь. Проблема заключается в том, что Меркурий имеет маленькие размеры и находится близко к солнцу.
Имея диаметр примерно 4900 километров, Меркурий является самой маленькой планетой солнечной системы. Еще он ближе всех находится к Солнцу - примерно в 60 миллионах километров.
Для сравнения Земля находится в 150 миллионах. Это значит, что у Меркурия очень короткая орбита. Он вращается вокруг Солнца всего за 88 земных дней. По этим причинам Меркурий довольно сложно поймать.
Но и само Солнце добавляет сложностей. Когда мы отправляем аппарат от Солнца, например, к Марсу или Юпитеру, аппарат должен сопротивляться силе притяжения Солнца, чтобы набрать скорость.
Когда аппарат летит по направлению к Солнцу, например, к Меркурию, Солнце ускоряет его. Поэтому если вы неправильно сделаете расчёты, то ваш аппарат пролетит мимо планеты и угодит в огненную бездну, то есть Солнце.
В научно-фантастических сериалах космические корабли совершают поворот на 180 градусов и ускоряются в противоположном направлении чтобы замедлиться. Идея в том, чтобы направить двигатели в обратную сторону и включить их, чтобы затормозить.
Но современные технологии не позволяют осуществить такой манёвр рядом с Меркурием, поскольку аппарат будет двигаться слишком быстро, и чтобы замедлиться, аппарату придется сжечь столько топлива, сколько он не смог бы унести при запуске с Земли. Так что перед нами конструкционная проблема.
Маринер-10
Первая миссия на Меркурий Маринер-10 осуществляла полет по пролетной траектории. В 1973 году аппарат быстро полетел прямо к планете и достиг её всего за пять месяцев. Как и ожидалось, мимо планеты он пролетел с огромной скоростью. Но никто и не планировал что он будет летать вокруг Меркурия. Вместо этого аппарат трижды пролетел мимо планеты и запечатлел примерно половину ее поверхности.
Со временем учёные поняли, как достичь орбиты. Внимательнее взглянув на Меркурий, они разработали аппарат, который будет двигаться одновременно с помощью солнечной энергии, топлива, и самое главное гравитационных сил.
Помощь гравитационных сил часто используется в орбитальной механике. Космические аппараты используют гравитацию планет, мимо которых они пролетают, чтобы изменить свое направление или скорость.
Мессенджер
И хотя ученые поняли, как достичь Меркурия еще в восьмидесятых годах, первой такой миссией стал аппарат Мессенджер, запущенный НАСА в 2004 году. Его полет движимый гравитационными силами длился шесть половиной лет.
В 2011 году Мессенджер стал первым аппаратом, вышедшим на орбиту Меркурия. Он летал вокруг планеты 4 года пока у него не кончилось топливо. После этого аппарат заставили упасть на поверхность.
Бепи-Коломбо
Но это не конец. Потому что сейчас ученые отправили к Меркурию новую миссию. И снова в этом помогут гравитационные силы. Это Бепи-Коломбо. Он был запущен в октябре 2018 и был назван в честь итальянского ученого Джузеппе Коломбо, который помог рассчитать траекторию Маринер-10.
Бепи-Коломбо - это совместная миссия европейского космического агентства и японского агентства аэрокосмических исследований. Аппарат состоит из двух зондов которые будут анализировать магнитное поле Меркурия, его рельеф и состав почвы.
Полученная информация поможет ученым лучше понять экзопланеты, которые находятся близко к своим звездам, а также как образовалась наша солнечная система. Но чтобы добраться туда на нужной скорости аппарату понадобится семь лет.
Бепи-Коломбо полетит примерно также как Мессенджер. Он девять раз пролетит мимо планеты прежде чем выйдет на ее орбиту 2025 году. Его траектория похожа на узор старой детской игрушки спирограф, с помощью которой можно было рисовать аккуратные круги и эллипсы.
Первое значимое событие произойдет в апреле 2020 года, когда аппарат вернется домой и один раз пролетит мимо земли. В конце 2020 начале 2021 Бепи-Коломбо пару раз пролетит мимо Венеры. Затем до 2025 года аппарат будет пытаться выйти на орбиту Меркурия и шесть раз пролетит мимо планеты.
Он также осуществит дополнительный полёт вокруг Солнца, чтобы выровнять траектории и набрать нужную скорость. И в декабре 2025 он наконец выйдет на орбиту Меркурия. Но 6 пролетов мимо планеты не пройдут зря.
У ученых будет возможность проверить оборудование на борту и подготовиться к моменту истины - прибытию аппарата на орбиту.
