MESSENGER

MESSENGER (MErcury Surface, Space ENvironment, GEochemistry and Ranging ('Merkuuri pind, kosmosekeskkond, geokeemia ja korrastamine') oli NASA kosmosesond, mis startis 3. augustil 2004 Delta II raketi pardal, et uurida orbiidilt planeedi Merkuur omadusi ja keskkonda. Eesmärgiks oli uurida Merkuuri pinna keemilist koostist, planeedi geoloogilist ajalugu, tema magnetvälja allikat, Merkuuri tuuma mõõtmeid ja olekut, Merkuuri pooluste lenduvat ainet ning planeedi eksosfääri ja magnetosfääri loomust orbiidilt. Missiooni kestuseks oli ette nähtud üks Maa aasta. See oli esimene Merkuuri külastus rohkem kui 30 aasta jooksul. Varem oli Merkuuri juures käinud ainult Mariner 10, mille töö lõppes märtsis 1975. MESSENGER-i skannimisvõime oli tunduvalt parem. Kaamerate lahutusvõime oli 18 m (Mariner 10-l 1,6 km). Samuti oli MESSENGER-il võimalik pildistada kogu planeeti (Mariner 10-l oli võimalik vaadelda ainult seda poolkera, mis oli tema möödalendude ajal valgustatud. MESSENGER-i nimi tähendab otsetõlkes ka sõnumitoojat. See on vihje jumalate sõnumitoojale Mercuriusele vanarooma mütoloogias. Sond sisenes Merkuuri orbiidile 18. märtsil 2011. 30. aprillil 2015 tabas MESSENGER Merkuuri pinda, millega lõppes sondi kaks korda pikenenud missioon. MESSENGER alustas Merkuuri kohta informatsiooni kogumist 4. aprillil 2001 ja põhimissioon lõppes 17. märtsil 2012, olles pildistanud Merkuurist umbes 100 000 fotot. MESSENGER sai kogu Merkuuri pinna pildistatud 6. märtsil 2013 ja lõpetas oma esimese missioonipikenduse 17. märtsil 2013. Teine missioonipikendus kestis üle kahe aasta, aga sel ajal oli sondi orbiit langemas ning MESSENGER pidi ennast aeg-ajalt kõrgemale tõukama. Viimast korda tõsteti MESSENGERi orbiiti 24. oktoobril 2014 ja 21. jaanuaril 2015. MESSENGER kukkus Merkuuri pinnale 30. aprillil 2015. MESSENGER saatis Merkuuri orbiidil olles märkimisväärselt teavet ja muuhulgas uuris sond Merkuuri magnetvälja ja leidis planeedi põhjapooluselt jääd, mille olemasolu oli Maalt tehtud uuringute tulemuste põhjal kahtlustatud juba pikemat aega. 1973. aastal startis Mariner 10, mis pidi korduvalt mööduma Veenusest ja Merkuurist. Missioon kogus esmakordselt üksikasjalikku infot Merkuuri kohta ning kaardistas 40–45% selle pinnast. Mariner 10 sooritas 16. märtsil 1975 viimase möödalennu Merkuurist ning pärast seda ei külastanud ükski missioon planeeti rohkem kui 30 aastat. 1998. aastal ilmus uuring, mis kirjeldas võimalust saata Merkuuri orbiidile kosmosesond, sest planeet oli võrdlemisi vähe uuritud. Mariner 10 missiooni lõppemise järel tehtud ettepanekud olid olnud liiga kulukad, sest need eeldasid suure koguse kütuse kaasavõtmist ning suure kanderaketi kasutamist. Lisaks on kosmosesondi Merkuuri orbiidile sisenemine väga keeruline, kuna Maalt otse Merkuurile suunduv kosmosesond kiireneks Päikese gravitatsiooni mõjul sedavõrd, et see liiguks Merkuuri juurde jõudmise ajaks liiga kiiresti, et orbiidile siseneda. Lahendus sellele probleemile leiti 1985. aastal, kui Chen-wan Yeni arvutatud trajektoori kasutades saaks kosmosesondi kiirust möödalendudega Maast ja Veenusest aeglustada ning see vähendaks tunduvalt kaasavõetava kütuse kogust. Merkuuri eesmärgiks oli uurida orbiidilt Merkuuri ja selle keskkonda. Missiooni teaduslikud eesmärgid olid järgmised: Merkuuri pinna keemilise koostise väljaselgitamine Planeedi geoloogilise ajaloo uurimine Merkuuri magnetvälja uurimine Planeedi tuuma suuruse ja seisundi väljaselgitamine Merkuuri pooluste uurimine Merkuuri eksosfääri uurimine MESSENGER projekteeriti ja ehitati John Hopkinsi Ülikooli rakendusliku füüsika laboris. Sond oli 1,85 m pikk, 1,42 m lai ja 1,27 m sügav. Stardil kaalus sond 1100 kg. MESSENGER-i missiooni maksumuseks (koos ehituskuludega) on hinnatud 450 miljonit dollarit. MESSENGER-i peamootor suutis tõukejõudu toota 645 njuutonit, peamootori projekteeris ja ehitas AMPAC‐ISP’s Westcott. Sondi pardal oli kütust ja survestina kasutatud heeliumi kokku 607,8 kg. MESSENGER-i suunda juhiti peamootori töötamise ajal nelja tõukuriga, millest igaüks tootis tõukejõudu 22 njuutonit. Sondi asendit juhiti kaheteistkümne väiksema tõukuriga, millest igaüks suutis tõukejõudu toota 4,4 njuutonit. Täpseks asendimääramiseks kasutati ka hoorataste süsteemi. Asendijuhtimissüsteemi tarbeks kogusid informatsiooni tähtede jälgimise seade, inertsiaalne mõõteseade ja kuus päikeseandurit. Kosmosesondi pardal oli Süvakosmose sidevõrguga sidepidamiseks kaks süvakosmose transponderit. Sidepidamiseks oli sondil kolm antenni, millest suure võimendusega antenn oli ainult saatja ning edastas informatsiooni sagedusel 8,4 GHz. Keskmise ja väikese võimendusega antennid olid võimelised signaale nii vastu võtma kui ka saatma. Antennid kasutasid saatmisel sagedust 8,4 GHz ja vastuvõtul sagedust 7,2 GHz. Kolmest antennist üks oli paigaldatud sondi päikesepoolsele küljele ning teine sond varjus olevale küljele. Kosmosesondile tootsid elektrit kaks kahest paneelist koosnevat päikesepaneeli, mis olid valmistatud galliumarseniidist ja germaaniumist. Kõik paneelid olid pööratavad ning nende küljes olid optilised päikesepeegeldid, et tasakaalustada paneeli temperatuuri. Toodetud elekter salvestati nikkel-vesinikakusse. MESSENGER-i pardal olev arvutisüsteem oli koondatud integreeritud elektroonikamoodulisse (IEM), mis tähendas, et põhiline avioonika oli ühes moodulis. Arvuti peaprotsessoriteks olid IBM-i RAD6000 protsessorid, mida oli radiatsiooni vastu tugevdatud. Süsteemi töökindluse tagamiseks oli integreeritud elektroonikamooduleid kaks tükki ja kasutusel ka veakaitseprotsessor, mis oli peaprotsessoritest nõrgem. Andmete salvestamisel kasutati kahte gigabitist pooljuhtketast. Süsteem oli projekteeritud nii, et andmete töötlemisel kogusid RAD6000 protsessorid informatsiooni ja tihendasid selle ning seejärel salvestasid selle pooljuhtketastele, et see hiljem Maale saata. MESSENGER startis Cape Canaveralit, 3. augustil 2004, kell 6:15 (UTC). Start kestis 57 minutit ja MESSENGER suundus kiirusel 10,68 km/s heliotsentrilisele orbiidile ning alustas teekonda Merkuurile, mis oli 7,9 miljardit kilomeetrit pikk ning kestis 6 aastat 7 kuud ja 16 päeva. Merkuurile lendamine eeldab ülisuurt kiirusemuutust, sest planeedi orbiit on tugevalt mõjutatud Päikese gravitatsioonist ning Merkuuri poole suunduvat kosmoselaeva hakkab Päikese gravitatsioon kiirendama. See tähendab, et Merkuurile jõudmise ajaks on kosmoselaeva kiirus sedavõrd suurenenud, et see ei saa planeedi orbiidile jääda, kulutamata aeglustamiseks suurt kogust kütust. Sondid saavad atmosfääriga planeetide orbiidile jäädes kasutada aeropidurdust, kasutades planeedi atmosfääri, et orbiidi korrigeerida, kuid Merkuuri atmosfäär on selliste manöövrite jaoks liiga õhuke. Aeropidurduse asemel kasutas MESSENGER möödalende Maast, Veenusest ja Merkuurist, et kahandada oma kiirust Merkuuri suhtes ning orbiidile sisenemisel oma peamootorit, et jääda väga elliptilisele orbiidile tiirlema. Mitmete möödalendude tegemine kahandas tunduvalt kaasavõetava kütuse kogust, kuid see pikendas teekonda Merkuurile mitmeid aastaid ja 7,9 miljardi kilomeetrini. Teekonnal Merkuurile otsustati mitmed tõukurite abil läbi viia plaanitud orbiidi korrigeerimised ära jätta, sest need manöövrid tehti tõukurite asemel Päikese radiatsiooni survet kasutades, mis mõjus MESSENGER-i päikesepaneelidele. Kütuse koguse vähendamiseks otsustati, et sond jääb Merkuurile jõudes väga elliptilisele orbiidile. Lisaks kütusekoguse vähenemisele oli orbiidi valimisel olulised veel kaks põhjust: orbiit võimaldas sondil Päikese ja tulikuuma Merkuuri pinna vahel oleku järel jahtuda ning sond sai uurida erinevatelt kaugustelt päikesetuule ja Merkuuri magnetvälja mõjusid. MESSENGER-i orbiidile viinud kanderaketi diagramm MESSENGER-i trajektoor MESSENGER sooritas aasta pärast starti, 2. augustil 2005, möödalennu Maast. Sond oli Maale kõige lähemal kell 19:13 (UTC), olles siis 2347 km kaugusel. Maast möödumise ajal pildistas sond Maad ja Kuud, kasutades selleks MDIS-i, ning testis mitmeid oma seadmeid, uurides Maa ja Kuu pinda, atmosfääri ja magnetvälja. See oli vajalik, et veenduda sondi seadmete töökorras olekus, ning võimaldas inseneridel asuda varakult tegelema leitud pisivigadega. MESSENGER-i foto Maast MESSENGER-i foto Maast Maa ja Kuu (all vasakul) pildistatuna 183 miljoni kilomeetri kauguselt MESSENGER lahkumas Maalt 24. oktoobril 2006 kell 8:34 (UTC) möödus MESSENGER 2992 kilomeetri kauguselt Veenusest. Möödumise ajal oli Maa teisel pool Päikest ning seetõttu ei saanud sondiga sidet pidada ja möödalennul sond Veenust ei uurinud. Side kosmosesondiga taastus novembri lõpus ja 12. detsembril käivitas sond trajektoori korrigeerimiseks, 524 sekundiks oma peamootori, et valmistuda teiseks Veenusest möödalennuks. 5. juunil 2007 möödus MESSENGER Veenusest teist korda, olles 338 kilomeetri kaugusel, et vähendada enne Merkuurile suundumist tunduvalt oma kiirust. Möödumise ajal olid kõik teadusseadmed sisse lülitatud ning need kogusid informatsiooni Veenuse atmosfääri ülemiste kihtide kohta. MESSENGER-i möödalennu ajal oli Veenuse orbiidil ka ESA kosmosesond Venus Express, mis võimaldas teha mõõtmisi samaaegselt kahe kosmosesondiga. Esimesel möödalennul Veenusest tehtud fotod Veenus teise möödalennu ajal Teise möödalennu ajal pildistatud detailsem foto Veenusest Fotod kaugenevast Veenusest teise möödalennu järel MESSENGER sooritas kiiruse aeglustamiseks kolm möödalendu Merkuurist. Sond tegi 14. jaanuaril 2008 esimese möödalennu Merkuurist ja lähenes planeedile kuni 200 km kaugusele. Teise möödalennu sooritas sond 6. oktoobril 2008 ja viimase möödalennu 29. septembril 2009. Viimase möödalennu ajal lülitus sond turvarežiimi ning kuigi see ei mõjutanud trajektoori, ei saanud sondiga teha planeeritud uuringuid ega fotosid. Sondi normaalne töö taastati seitsme tunni pärast ning 24. novembril 2009 sooritas sond viimase kursimuutuse, et valmistuda Merkuuri orbiidile sisenemiseks. Merkuuri orbiidile sisenemine algas 18. märtsil, kell 0:45 (UTC), kui MESSENGER käivitas 15 minutiks oma peamootori. Lennujuhid said kell 1:10 sondilt kinnituse, et manööver õnnestus ja MESSENGER tiirleb Merkuuri orbiidil. MESSENGER-i orbiit oli väga elliptiline ja 12-tunnise tiirlemisperioodiga. Orbiidil olles lähenes sond Merkuurist 200 km kaugusele ja kaugenes seejärel 10300 kilomeetri kaugusele ning orbiit valiti selline, et kaitsta sondi Merkuuri pinnalt eralduva kuumuse eest. Pärast orbiidile sisenemist, algas 18-päevane periood, mil seadmeid kontrolliti ja katsetati. Lennujuhid lülitasid sel ajal sisse kõik teadusseadmed ning veendusid, et need olid pika teekonna vastupidanud ja saavad Merkuuri orbiidil töötada. Seadmete kontroll oli edukas ning MESSENGER-i põhimissioon algas 4. aprillil 2011. 5. oktoobril 2011 esitleti MESSENGER-i missiooni kuue kuu jooksul kogutud tulemusi Nantesis toimunud Euroopa Planetoloogia Kongressil. Kongressil esitletud avastuste hulgas olid Merkuuri tagaküljelt leitud, oodatust palju suurem magneesiumi ja kaltsiumi kontsentratsioon ja fakt, et Merkuuri magnetväli on planeedi ekvaatorist tunduvalt põhja poole nihkes. Novembris 2011 teatas NASA, et MESSENGER-i missiooni pikendatakse ühe aasta võrra, mis laseb sondil vaadelda Päikese aktiivsuse maksimumi. Missiooni pikendus algas 17. märtsil 2012. Ajavahemikus 16.–20. aprillini 2012 vähendas MESSENGER tõukurite abil oma tiirlemisperioodi kaheksale tunnile, et Merkuuri paremini uurida. Novembris 2012 teatas NASA, et MESSENGER oli Merkuuri alaliselt varjus olevatest kraatritest leidnud jääd ning orgaanilisi aineid. Veebruaris 2013 avaldas NASA seni täpseima ja üksikasjalikuima 3D kaardi Merkuuri pinnast, kasutades selleks tuhandeid MESSENGER-i pildistatud fotosid. MESSENGER-i esimene missioonipikendus lõppes 17. märtsil 2013 ja teine missioonipikendus kestis aprillini 2015. 2015. aasta alguses, kui MESSENGER-i missioon hakkas lõppema, pildistas sond tänu oma vähenevale orbiidile detailselt Merkuuri põhjapooluse jääga täidetud kraatreid ja teisi pinnavorme. Valevärvides pilt, mis kirjeldab põhjapooluse maksimaalseid temperatuure Apollodori kraater ja Pantheon Fossae Merkuuri lõunapoolkera 3. juulil 2008 teatas MESSENGER-i meeskond, et sond oli Merkuuri eksosfäärist leidnud suure koguse vett, mis oli teadlaste jaoks ootamatu avastus. Hiljem leidis MESSENGER tõendeid, et minevikus oli Merkuur vulkaaniliselt aktiivne ja et Merkuuri tuum on vedel. MESSENGER aitas koostada ka seni detailsemad kaardid Merkuurist ning leidis Merkuuri põhjapoolusel alaliselt varjus asuvatest kraatritest orgaanilisi osakesi ja jääd. Merkuuri põhjapoolkera kaart MASCS-i koostatud Merkuuri kaart Põhjapoolusel asuvad alaliselt varjus kraatrid. Pildil olevad kollased laigud on jää. 18. veebruaril 2011 avaldati MESSENGERI missiooni veebileheküljel 34 pildist kokku pandud foto, millele oli jäädvustatud kõik Päikesesüsteemi planeedid peale Neptuuni ja Uraani. See pildistati, et täiendada Voyager 1 14. veebruaril 1990 pildistatud perepilti. 2015. aasta alguses lõppes MESSENGER-il kursi korrigeerimiseks kasutatud kütus ning sond hakkas vähehaaval Merkuurile lähenema. Sondi asendit õnnestus korrigeerida heeliumit kasutades, kuid see pikendas missiooni ainult mõne nädala võrra. MESSENGER jätkas Merkuuri uurimist kuni 30. aprillini 2015, mil see kukkus kiirusel 14 080 km/h Merkuuri pinnale, tekitades ilmselt 16-meetrise diameetriga kraatri. Sond kukkus ilmselt Suisei Planitiale, mis asub Merkuuri päikesepoolsel küljel, ja seetõttu ei tuvastanud kokkupõrget ükski vaatleja ega raadioteleskoop. NASA kinnitas missiooni lõppemise, kui Süvakosmose sidevõrk ei tuvastanud MESSENGER-i Merkuuri tagant väljumas. BepiColombo Marineri programm Stamatios Krimigis "NASA: MESSENGER:In Depth". Originaali arhiivikoopia seisuga 18. veebruar 2017. Vaadatud 8. jaanuaril 2017. NSSDC: MESSENGER The Guardian:Crash course: Nasa Messenger spacecraft completes four-year mission to Mercury See Amazing Photos of Mercury By a Doomed NASA Spacecraft (Video) Space.com:Mariner 10: First Mission to Mercury Encyclopædia Britannica:Mariner 10, radar, and Messenger Space.com:NASA Probe Becomes First Spacecraft to Orbit Mercury "Merkuuri tehiskaaslane jätab planeediga hüvasti". Novaator, 30. aprill 2015 Planetary Society:From Mercury orbit, MESSENGER watches a lunar eclipse BBC News:Messenger's Mercury trip ends with a bang, and silence "Reuters:NASA probe reveals organics, ice on Mercury". Originaali arhiivikoopia seisuga 31. märts 2017. Vaadatud 30. märtsil 2017. BBC NEWS:Mercury's hidden water-ice revealed USA Today:MESSENGER to test theory of shrinking Mercury "Discovery Program: MESSENGER". Originaali arhiivikoopia seisuga 16. veebruar 2017. Vaadatud 31. märtsil 2017. "NASA:MESSENGER Launch Press Kit" (PDF). Originaali (PDF) arhiivikoopia seisuga 10. veebruar 2017. Vaadatud 31. märtsil 2017. Microwave Journal:The Medium-gain Antenna of the MESSENGER Spacecraft NSSDC:Mercury Dual Imaging System (MDIS) NSSDC:Gamma-Ray and Neutron Spectrometer (GRNS) NSSDC:MESSENGER X-ray Spectrometer (XRS) NSSDC:MESSENGER Magnetometer (MAG) NSSDC:MESSENGER Mercury Laser Altimeter (MLA) NSSDC:MESSENGER Mercury Atmospheric and Surface Composition Spectrometer (MASCS) NSSDC:MESSENGER Energetic Particle and Plasma Spectrometer (EPPS) NSSDC:MESSENGER Radio Science (RS) Earth&Sky:On March 17, MESSENGER becomes first craft to orbit Mercury Space.com:10 Surprising Facts About NASA's Mercury Probe Space Daily:MESSENGER Sails On Sun's Fire For Second Flyby Of Mercury Astrobiology Magazine:Earth Swings Messenger Spaceflight Now:MESSENGER spacecraft completes Venus flyby Space Ref:MESSENGER Engine Burn Puts Spacecraft on Track for Venus "NASA Solar System:MESSENGER Completes Second Flyby of Venus". Originaali arhiivikoopia seisuga 3. aprill 2017. Vaadatud 2. aprillil 2017. ESA:Venus Express and MESSENGER to look at Venus in tandem[alaline kõdulink] "Horisont:Teekond jumalate käskjala juurde". Originaali arhiivikoopia seisuga 2. märts 2009. Vaadatud 2. aprillil 2017. Universe Today:Third and Final Flyby of Mercury for MESSENGER Next Week The Planetary Society:MESSENGER went into safe mode before closest approach Universe Today:MESSENGER Went Into Safe Mode Approaching Mercury "NASA:MESSENGER Poised for Mercury Orbit Insertion". Originaali arhiivikoopia seisuga 3. aprill 2017. Vaadatud 2. aprillil 2017. "NASA:MESSENGER Begins Historic Orbit Around Mercury". Originaali arhiivikoopia seisuga 19. aprill 2013. Vaadatud 2. aprillil 2017. "NASA Science:Historic First: A Spacecraft Orbits Mercury". Originaali arhiivikoopia seisuga 3. aprill 2017. Vaadatud 2. aprillil 2017. MESSENGER:Mercury Orbit Insertion & Station Keeping "NASA:MESSENGER Team Presents New Mercury Findings at Planetary Conference". Originaali arhiivikoopia seisuga 3. aprill 2017. Vaadatud 2. aprillil 2017. "NASA:NASA Extends MESSENGER Mission". Originaali arhiivikoopia seisuga 7. märts 2017. Vaadatud 3. aprillil 2017. "JHU/APL:MESSENGER Completes Its 3,000th Orbit of Mercury, Sets Mark for Closest Approach". Originaali arhiivikoopia seisuga 31. märts 2017. Vaadatud 3. aprillil 2017. BBC News:Best views yet of Mercury's ice-filled craters The Planetary Society:MESSENGER Scientists 'Astonished' to Find Water in Mercury's Thin Atmosphere Science Magazine:Flood Volcanism in the Northern High Latitudes of Mercury Revealed by MESSENGER Popular Science:Mercury Has a Liquid Core, and Other New Surprises From the Innermost Planet NASA:A Solar System Family Portrait, From the Inside Out Phys.org:Image: A solar system family portrait, from the inside out "NASA:A Solar System Family Portrait, from the Inside Out". Originaali arhiivikoopia seisuga 3. aprill 2017. Vaadatud 3. aprillil 2017. LA Times:NASA's Messenger crashes into Mercury: Scientists mourn NASA:NASA Completes MESSENGER Mission with Expected Impact on Mercury's Surface Space.com:Farewell, MESSENGER! NASA Probe Crashes Into Mercury http://messenger.jhuapl.edu/ NASA Shot the MESSENGER—Into Orbit, Around the Iron Planet Gizmodo.com, 16. mai 2012