Найти в Дзене
PULSAR - космос рядом

Новые фотографии Меркурия и последний пролёт планеты BepiColombo

Совместная миссия Европейского и Японского космических агенств (ESA и JAXA соответственно) BepiColombo, состоящая из трёх соединённых аппаратов, совершила шестое и последнее сближение со своей целью — Меркурием, пролетев на расстоянии 292 км от поверхности планеты. В следующий раз миссия выйдет на орбиту Меркурия. Увы, произойдёт это ещё не скоро, но об этом позже. Сближение состоялось 8 января 2025 года, минимальное расстояние до Меркурия было достигнуто в 08:58 по московскому времени, но в этот момент аппарат находился над неосвещённой частью планеты. На первом снимке, показанном выше и полученном камерой мониторинга космического аппарата №1 (M-CAM 1) с расстояния 787 км через 9 минут после максимального сближения, показан регион у северного полюса Меркурия. Разрешение фотографии составило примерно 730 м на пиксель. Вдоль терминатора, т. е. линии, что разделяет неосвещённую часть планеты от освещённой, слева от солнечной батареи, можно увидеть кратеры Прокофьева, Кандинского, Толкин

Совместная миссия Европейского и Японского космических агенств (ESA и JAXA соответственно) BepiColombo, состоящая из трёх соединённых аппаратов, совершила шестое и последнее сближение со своей целью — Меркурием, пролетев на расстоянии 292 км от поверхности планеты.

В следующий раз миссия выйдет на орбиту Меркурия. Увы, произойдёт это ещё не скоро, но об этом позже.

Сближение состоялось 8 января 2025 года, минимальное расстояние до Меркурия было достигнуто в 08:58 по московскому времени, но в этот момент аппарат находился над неосвещённой частью планеты. На первом снимке, показанном выше и полученном камерой мониторинга космического аппарата №1 (M-CAM 1) с расстояния 787 км через 9 минут после максимального сближения, показан регион у северного полюса Меркурия. Разрешение фотографии составило примерно 730 м на пиксель. Вдоль терминатора, т. е. линии, что разделяет неосвещённую часть планеты от освещённой, слева от солнечной батареи, можно увидеть кратеры Прокофьева, Кандинского, Толкина и Гордимера, включая некоторые из их центральных пиков. Поскольку ось вращения Меркурия почти точно перпендикулярна движению планеты вокруг Солнца, края этих кратеров отбрасывают постоянные тени на их дно. Это делает их одними из самых холодных мест в Солнечной системе, несмотря на то, что Меркурий — самая близкая к Солнцу планета! На дне этих кратеров даже были обнаружены инструментальными методами следы водяного льда, и BepiColombo будет его исследовать своими научными приборами. В левой части изображения показана обширная вулканическая Северная равнина (лат. Borealis Planitia) Это крупнейшая на Меркурии система «гладких равнин», образовавшиеся в результате широкомасштабного извержения жидкой лавы примерно 3,7 миллиарда лет назад. Она затопила кратеры, что хорошо заметно по оставшимся крупным нижним левым кратерам Анри и Лисмер. «Морщины», видимые в левой центральной части, образовались в течение миллиардов лет после затвердевания лавы, вероятно, в ответ на глобальное сжатие, вызванное охлаждением недр Меркурия. Кратеры на равнинах образовались уже после того, как поверхность залила лава.

Следующий снимок был получен камерой M-CAM 1 с расстояния 1427 км через 14 минут после максимального сближения, его разрешение примерно 1500 м на пиксель. Изображение было немного обработано специалистами на Земле, чтобы удалить некоторые дефекты фотографии, вызванные особенностью съёмки и отсутствием затвора на камере. На изображении видно, что большие участки поверхности Меркурия покрыты лавой из извержений вулканов, один из её застывших потоков имеет вид бумеранга и хорошо заметен на снимке. Застывшая лава заполнила чашу кратера Мендельсона шириной 290 км в правой части изображения, теперь видна лишь его внешняя часть. В нижней левой части снимка виднеется равнина Жары (лат. Caloris Planitia) — это крупнейшая хорошо сохранившаяся ударная структура Меркурия и одна из крупнейших в Солнечной системе.

Последний из опубликованных снимков сделан камерой M-CAM 2 с расстояния 2103 км через 19 минут после сближения, его разрешение 2330 м — на пиксель. Яркое пятно у верхнего края планеты на этом изображении — это регион Факула Натаира (лат. Nathair Facula), образовавшийся после крупного вулканического взрыва. В его центре находится жерло вулкана диаметром около 40 км, которое было местом как минимум 3 крупных извержений. Слева виден относительно молодой кратер Фонтейн, образовавшийся примерно 300 миллионов лет назад — это довольно мало. О его молодости свидетельствует яркость лучей, исходящих от него. Более старый материал на поверхности Меркурия по мере старения стал намного темнее за миллиарды лет из-за процессов космического выветривания. В центре виден кратер Руставели, что имеет диаметр около 200 км. Внутри его края находится кольцо пиков, что делает его так называемым пиковым кольцевым бассейном. Эти вершины выступают над гладким материалом в чаше, что говорит о том, что Руставели тоже был затоплен лавой.

BepiColombo у Меркурия в «собранном» виде, иллюстрация. Credit: ESA/JAXA.
BepiColombo у Меркурия в «собранном» виде, иллюстрация. Credit: ESA/JAXA.

Масштаб не соблюдён.
Масштаб не соблюдён.

BepiColombo — третья миссия человечества к Меркурию после зондов NASA Mariner 10 и MESSENGER, работа которых уже давно завершена. Она состоит из трёх аппаратов, соединённых вместе на время полёта к Меркурию: перелётного модуля Mercury Transfer Module (создан ESA), а также исследовательских модулей Mercury Planetary Orbiter (тоже ESA) и Mercury Magnetospheric Orbiter (создан JAXA). После достижения планеты модули разъединятся и выйдут на свои рабочие орбиты. На исследовательских модулях установлено суммарно 16 научных приборов, 4 из которых, кстати, созданы российскими учёными.

Миссия BepiColombo была запущена 20 октября 2018 года и движется по очень сложной траектории, которая включает сразу 9 гравитационных манёвров: 1 у Земли, 2 у Венеры и 6 у Меркурия. Почему так много? Если коротко, то так аппарат сбрасывает энергию для уменьшения орбиты вокруг Солнца и выхода на орбиту Меркурия с минимальными затратами топлива, а точнее рабочего тела своих ионных двигателей — ксенона. При старте с Земли BepiColombo обладал большим объёмом полной механической энергии (сумма кинетической и потенциальной энергий), поэтому орбита аппарата лишь немногим отличалась от орбиты Земли. Эту энергию надо сбросить, чтоб выйти на орбиту Меркурия. Это можно сделать либо с помощью двигателей, что быстро, но требуется огромный объём топлива, либо с помощью гравитационных манёвров, что требует много времени. Конечно, небольшие манёвры с помощью двигателей все ещё необходимы, но расход ксенона для них будет намного меньше, чем при торможении без гравитационных манёвров. Отметим, что такую же проблему сброса энергии решал путём гравитационных манёвров, например, зонд NASA Parker Solar Probe, но ему нужно было сближаться с Солнцем для его исследования.

Увы, не всё прошло гладко. Весной 2023 года миссия BepiColombo не смогла полностью выполнить очередной манёвр коррекции траектории на пути к Меркурию из-за недостаточной тяги ионных двигателей. Тщательный анализ выявил проблемы в системе распределения энергии от солнечных батарей. Изменение режимов работы позволило восстановить работу двигателей, но лишь частично. Единственное спасение для BepiColombo — изменение траектории полёта для компенсации недостатка тяги. Так и было сделано, но теперь миссия выйдет на орбиту Меркурия не в декабре 2025 года, как первоначально планировалось, а лишь в ноябре 2026. Впрочем, лучше уж так, чем потеря BepiColombo.