Маринер-10: Первая миссия к Меркурию

Посещение Меркурия связано с определенными сложностями: чем планета ближе к Солнцу, тем более мощные гравитационные силы должен преодолеть космический корабль

0

29 марта 1974 года Маринер-10 стал первым космическим аппаратом, который приблизился к Меркурию.

маринер-10 снимок меркурия
Фотомозаика из изображений Меркурия, сделанных Маринером-10 29 марта 1974 года

К моменту первой встречи человечества с ближайшей к Солнцу планетой Солнечной системы, когда космический зонд Mariner 10 прошел в 700 км от Меркурия 29 марта 1974 года, миссии на наших планетарных соседях продолжались уже более десятилетия. Всего Советским Союзом и Соединенными Штатами было произведено более четырех десятков миссий на Марс и Венеру, и из них 17 были успешными.

Посещение Меркурия было связано с определенными сложностями: чем планета ближе к Солнцу, тем более мощные гравитационные силы должен преодолеть космический корабль, чтобы изменить свою траекторию и скорость. Поэтому отправить космический корабль на Марс (в среднем на расстояние 78,3 миллиона км) легче, чем на Венеру (в среднем 41,4 миллиона километров – но она ближе к Солнцу). Отправка зонда на Меркурий (в среднем 91,7 миллиона км от Земли и всего 57,9 миллиона км от Солнца) требует больше топлива, чем отправка его во внешние пределы Солнечной системы.

Поэтому Маринер-10 был уникален – и не только для первой миссии на Меркурий. Это была также первая миссия, посетившая две планеты. Маринер-10 использовал Венеру для совершения вспомогательного гравитационного маневра, который теперь является стандартной частью межпланетных полетов. Также во время миссии впервые был использован экспериментальный высокочастотный передатчик «Х-диапазона».

Маринер-10 Схема аппарата
Иллюстрация Лаборатории реактивного движения NASA, показывающая научные инструменты Маринера 10 для изучения атмосферных, поверхностных и физических характеристик Венеры и Меркурия.

Маринер-10 был построен в форме восьмиугольного корпуса 1,4 м. в поперечнике и глубиной 4,5 м, с восемью отдельными отсеками для электроники, оборудованными тепловой защитой. Зонд был оснащен только двумя солнечными батареями, в отличие от аппаратов остальной серии Маринер, у которых их было четыре. Аппарат имел два реактивных двигателя для стабилизации корабля на трех осях и 29 кг жидкого топлива для их питания. Все вместе весило около 500 кг.

Состав оборудования

Бортовые приборы включали в себя: радиометр для обнаружения инфракрасного излучения; два спектрометра для обнаружения ультрафиолетового излучения; плазменные детекторы для изучения солнечного ветра; магнитометры для обнаружения магнитных полей; телескопы для изучения информации о том, захватывают ли какие-либо магнитные поля Меркурия заряженные частицы, и два 15-сантиметровых телескопа, подключенных к системе видеоизображения. Они были расположены на стороне космического корабля, укрытой от Солнца, чтобы защитить электронику от перегрева. С другой стороны корабля устройство, похожее на зонт, обеспечивало дополнительную защиту от солнечной радиации.

Маринер 10 снимок Земли и Луны
Mariner 10 был первым космическим аппаратом, который передал цифровые цветные изображения с высоким разрешением. Эти фотографии Земли и Луны были сделаны с расстояния 2,6 миллиона километров. NASA / JPL / СЕВЕРО-ЗАПАДНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Первая фотография Маринер-10

Вскоре после его запуска 3 ноября 1973 года Маринер-10 развернулся, чтобы сфотографировать Землю и Луну. Цель этой манипуляции состояла в том, чтобы откалибровать телевизионные камеры в рамках подготовки к основной миссии. Маринер-10 был первым космическим аппаратом, способным передавать цифровые данные цветного изображения высокого разрешения.

Путешествуя со скоростью около 38 600 км/ч, Маринер-10 достиг первой цели миссии через три месяца. 5 февраля 1974 года космический аппарат пролетел на расстоянии 5 631,5 км от поверхности Венеры.

Находясь в непосредственной близости от Венеры, Маринер-10 сделал около 4000 изображений и выполнил несколько важных научных наблюдений, несмотря на возникшие серьезные технические неполадки.

Маринер-10 снимок Венеры
Эта фотография Венеры была сделана 5 февраля 1974 года.

В то время как Венера кажется безликой в нормальном свете из-за своего облачного покрова, ультрафиолетовые фильтры камер Маринер-10 показали гораздо более динамичную атмосферу. Мраморный вид атмосферы планеты показывает места, где больше или меньше поглощается ультрафиолетовое излучение. Основываясь на наблюдениях с Земли ученые ожидали увидеть пятнистую поверхность атмосферы, но данные, переданные Маринер-10, были для большинства исследователей сюрпризом, что привело в последствии к большой теоретической работе по обоснованию причин явления. Эта загадка не решена и по сегодняшний день.

Траектория Маринер-10
Траектория Маринер-10 и гравитационный маневр. НАСА / JPL

Гравитационный маневр

Гравитационное поле Венеры сначала замедлило скорость Маринер-10 примерно до 16 000 км/ч, а затем выбросило его на новую траекторию к Меркурию.

Примерно через пять недель, 23 марта, Маринер-10 начал передавать снимки Меркурия. Сначала, с расстояния 5,3 млн. км, изображения были немного лучше, чем те, которые можно было наблюдать через телескоп на Земле. Но они неуклонно улучшались. К тому времени, когда Mariner-10 находился в пределах 3,5 миллиона километров от Меркурия, изображения, полученные на Земле, показали, каков характер поверхность планеты, дав ученым представление о том, что она содержит кратеры, похожие на лунные.

28 марта работа Маринер-10 приобрела высокую интенсивность, снимки производились каждые 42 секунды. 29 марта аппарат приблизился к планете, пролетев в пределах 705 км от поверхности. Пролет происходил над темной стороной планеты, поэтому не осталось никаких пригодных для использования фотографий, но зонд присылал высококачественные изображения и до и после этого события. Он продолжал снимать и отправлять фотографии до 3 апреля, когда находился на расстоянии уже более 3,5 миллионов километров от Меркурия. Всего было сделано и передало более 2000 фотографий, которые были получены на станциях слежения в Deep Space Network в Голдстоуне, штат Калифорния; Tidbinbilla, Австралия; и Мадриде, Испания.

Из наблюдений Маринер-10, отправленных на Землю, ученые узнали, что Меркурий достаточно плотный, и имеет магнитное поле, которое примерно в сто раз слабее земного.

поверхность Меркурия
Изображение полученное при первой встрече Маринер-10 с Меркурием, показывает кратер шириной 140 км и его окрестную зону со вторичными кратерами.
НАСА / JPL

Снимки Меркурия показали планету, очень похожую на Луну – на самом деле планета всего в 1,4 раза больше по диаметру чем спутник Земли, хотя имеет массу в 4,6 раза больше. Поверхность Меркурия – бесплодный ландшафт бассейнов, кратеров, уступов, хребтов и равнин.

«Там, где равнины отсутствуют, перекрывающиеся кратеры и бассейны образуют прочный ландшафт», – отмечено в техническом отчете, подготовленном Лабораторией реактивного движения для НАСА. «Равнинные материалы имеют много одинаковых характеристик с лунными морями, и кратерами примерно в той же степени. Это разделение морфологии Меркурия похоже на то, что мы наблюдаем у Луны».

 

Вид Меркурия
Композиция из снимков Маринер-10. CORBIS / GETTY

Вскоре после того, как Маринер-10 исчерпал все топливо, NASA отключило его передатчик 24 марта 1975 года.

Это была бы последняя миссия по программе НАСА  Маринер. Прошло почти 33 года, прежде чем следующая миссия MESSENGER посетила Меркурий, прибыв к планете в 2008 году.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Комментировать

Войти с помощью: 

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: