Истражување на Меркур

Истражувањето на Меркур има мала улога во вселенските интереси на светот. Тоа е најмалку истражената внатрешна планета. Од 2015 година, мисиите на ''Маринер 10'' и Месинџер биле единствените мисии кои внимателно го набљудувале Меркур. Месинџер направил три прелетувања пред да влезе во орбитата околу Меркур. Третата мисија на Меркур, ''БепиКоломбо'', заедничка мисија меѓу Јапонската агенција за воздушно истражување (JAXA) и Европската вселенска агенција, треба да вклучи две сонди. Месинџер и ''БепиКоломбо'' се наменети да се соберат дополнителни податоци за да помогне да се разбере многу мистерии откриени од страна на ''Маринер 10''.
Во споредба со другите планети, Меркур е тешко да се истражува. Брзината потребна за да се достигне е релативно голема, а неговата близина до Сонцето го отежнува маневрирањето со вселенско летало во стабилна орбита околу него. Месинџер била првата сонда што орбитирала околу Меркур.
1 Интерес за Меркур
Меркур не бил примарен фокус на многу вселенски програми. Бидејќи планетата е многу блиску до Сонцето и се врти околу сопствената оска многу бавно, температурата на нејзината површина варира од до . Сегашниот интерес за Меркур е изведен од неочекуваните набљудувања на ''Маринер 10''. Пред ''Маринер 10'', астрономите сметале дека планетата едноставно се врти околу Сонцето во високо елипсовидна орбита. Планетата била набљудувана преку телескопи на земјата, а ''Маринер 10'' дал податоци кои појасниле или противречиле многу од нивните заклучоци.
Неколку мисии се насочени кон Меркур бидејќи е многу тешко да се добие сателитска орбита околу планетата. Меркур орбитира околу Сонцето многу брзо (48 километри во секунда), така што вселенските летала мора да патуваат многу брзо за да стигнат до него. Блиската близина на Меркур до Сонцето значи дека вселенските летала се забрзуваат уште повеќе од гравитациската сила на Сонцето, што бара значителни трошоци за гориво за вметнување во орбитата. Недостатокот на атмосфера на поставува дополнителни предизвици бидејќи го оневозможува воздушното сопирање. Така, мисијата за слетување би имала уште поголеми барања за гориво.
2 Мисии
2.1 Минати мисии
2.1.1 Маринер 10
''Маринер 10'' била сонда на НАСА чија примарна цел била да ја набљудува атмосферата, површината и физичките одлики на Меркур и Венера. Тоа била евтина мисија завршена за помалку од 98 милиони долари.''Маринер 10'' бил лансиран во 12:45 часот на 3 ноември 1973 година, од Кејп Канаверал. Бидејќи Меркур е толку блиску до Сонцето, било премногу тешко да се вклучи орбитата околу Меркур во рутата, така што ''Маринер 10'' кружи околу Сонцето. За да стигне до својата дестинација, сателитот бил забрзан со гравитациското поле на Венера. Потоа поминало блиску до Меркур на 29 март 1974 година, додека летало кон Сонцето. Ова било првото набљудување на Меркур од непосредна близина. По средбата, ''Маринер 10'' бил во орбита околу Сонцето така што за секоја негова орбита Меркур правел две. Ова и овозможило на сондата да помине покрај Меркур уште двапати пред да ја заврши мисијата; овие средби биле направени на 21 септември 1974 година и на 16 март 1975 година. Меѓутоа, бидејќи истата страна на Меркур била осветлена за време на секое прелетување, на крајот на мисијата ''Маринер 10'' фотографирал само 45% од неговата површина. Мисијата завршила кога гасот за контрола на сондата истекол на 24 март 1975 година. Бидејќи вселенското летало повеќе не можело да се контролира без неговите погони за азотен гас, била испратена команда до сондата да го исклучи нејзиниот предавател.
Блиските набљудувања собрале два важни групи на податоци. Сондата го открила магнетното поле на Меркур, кое е многу слично на Земјиното. Ова било изненадување за научниците, бидејќи Меркур се врти толку бавно по својата оска. Второ, биле обезбедени визуелни податоци кои го покажале големиот број на кратери на површината на планетата. Визуелните податоци, исто така, им овозможиле на научниците да утврдат дека Меркур „''не доживеал значителна модификација на кората“.'' Ова, исто така, ја зголемило мистеријата за магнетното поле, бидејќи претходно се верувало дека магнетните полиња се предизвикани од динамо-ефектот, но бидејќи имала мала модификација на кората, ова ја поткопало таа идеја. Визуелните податоци исто така им овозможиле на научниците да го истражат составот и староста на планетата.
2.2 Месинџер
Месинџер (''Mercury Surface, Space Environment, Geochemistry, and Ranging'') претставувала орбитална сонда на НАСА. Била лансиран од Кејп Канаверал на 3 август 2004 година, по еднодневно доцнење поради лошото време. На сондата и требале околу шест и пол години пред да влезе во орбитата околу Меркур. За да ја поправи брзината на сателитот, тој презел неколку гравитациски прелетувања на Земјата, Венера и Меркур. Поминал покрај Земјата во февруари 2005 година, а потоа и покрај Венера во октомври 2006 година и во октомври 2007 година. Понатаму, сондата направила три премини на Меркур, еден во јануари 2008 година, еден во октомври 2008 година и еден во септември 2009 година, пред да влезе во орбитата во 2011 година. За време на овие прелетувања на Меркур, биле собрани доволно податоци за да се добијат слики од над 95% од неговата површина.
Месинџер користел хемиски систем за би-погонско гориво за да стигне до Меркур и да постигне орбита. Влегувањето на Месинџер во орбитата успешно се случило на 18 март, 2011 година. Мисијата требало да заврши некаде во 2012 година, кога било проценето дека повеќе нема да има доволно гориво за одржување на орбитата на сондата. Примарната мисија била завршена на 17 март 2012 година, собирајќи близу 100.000 слики. Месинџер постигнал 100% мапирање на Меркур на 6 март 2013 година и ја завршил својата прва едногодишна продолжена мисија на 17 март 2013 година. Сондата продолжила да собира научни податоци до 30 април 2015 година, кога сондата се срушила на површината на Меркур.
Мисијата Месинџер била дизајнирана да ги проучува одликите и околината на Меркур од орбитата. Поточно, научните цели на мисијата се:* го карактеризираат хемискиот состав на површината на Меркур.
* проучување на геолошката историја.
* ја разјаснила природата на магнетното поле на Меркур (магнетосфера).
* ја одредила големината и состојбата на јадрото.
* определување на испарливиот инвентар на половите.
* проучување на природата на егзосферата на Меркур.
2.3 Тековни мисии
2.3.1 БепиКоломбо
Оваа мисија до Меркур треба да вклучи два сателити: Меркурски планетарен орбитер (MPO) и Мио (Меркурски магнетосферски орбитер, MMO). Секој орбитер има посебна цел: MPO е да стекне слики во неколку бранови должини за да ја мапира површината и составот на егзосферата на Меркур, а Мио е да ја проучува магнетосферата. Европската вселенска агенција и Јапонската агенција за воздушно истражување работат заедно со ''БепиКоломбо'' и обајцата обезбедиле еден од двата орбитери. ЕСА го обезбедил MPO, додека JAXA го обезбедил МИО. Мисијата ''БепиКоломбо'' ќе се обиде да собере доволно информации за да одговори на следните прашања:
# Што можеме да научиме од Меркур за составот на сончевата маглина и за формирањето на планетарниот систем?
# Зошто нормализираната густина на Меркур е значително повисока од онаа на сите други копнени планети, како и од Месечината ?
# Дали јадрото на Меркур е течно или цврсто?
# Дали Меркур денес е тектонски активен?
# Зошто толку мала планета поседува внатрешно магнетно поле, додека Венера, Марс и Месечината немаат?
# Зошто спектроскопските набљудувања не откриваат присуство на никакво железо, додека овој елемент наводно е главната состојка на Меркур?
# Дали трајно засенчените кратери на поларните региони содржат сулфур или воден мраз?
# Кои се производните механизми на егзосферата ?
# Во отсуство на каква било јоносфера, како магнетното поле комуницира со сончевиот ветер?
# Дали магнетизираната средина на Меркур се одликува со одлики што потсетуваат на поларните зраци, појасите на зрачење и магнетосферските подбури забележани на Земјата?
# Бидејќи напредувањето на перихелот на Меркур било објаснето во смисла на закривеност на простор-времето, дали можеме да ја искористиме близината на Сонцето за да ја тестираме општата релативност со подобрена точност?
Како ''Марниер 10'' и Месинџер, и БепиКоломбо ќе користи гравитациски снимки од Венера и Земјата. ''БепиКоломбо'' ќе користи сончев електричен погон (јонски мотори), а потоа исто така ќе користи слични маневри на Месечината, Венера и Меркур. Овие техники ќе ги забават орбитерите додека се приближуваат до Меркур. Неопходно е да се избегне користење на гориво за забавување на орбитите додека тие се приближуваат до Сонцето за да се минимизира гравитациското влијание на Сонцето.
Мисијата ''БепиКоломбо'' била одобрена во ноември 2009 година, и успешно била лансирана на 20 октомври 2018 година. Планирано е да влезе во орбитата околу Меркур во декември 2025 година. Неговата примарна мисија ќе трае до мај 2027 година, со можно продолжување до мај 2028 година
2.4 Предложени мисии
2.4.1 Меркур-П
Меркур-П (''Меркурий-П'') е предложена мисија до Меркур од Руската вселенска агенција. Во моментов  очекуваниот датум на лансирање е 2031 година. Планирано е да биде лендер.
3 Споредба
''БепиКоломбо'' е дизајниран да ги надополни наодите на ''Месинџер'' и е опремен со многу повеќе мерна опрема од ''Месинџер за'' да добие поголем опсег на податоци. Моделите на орбитата на ''БепиКоломбо'' и ''Месинџер''се значително различни.
Мисијата ''БепиКоломбо'' се состои од два сателити лансирани заедно: ''Меркурски планетарен орбитер'' (МПО) и Мио (''Меркурски магнетосферски орбитер'', ММО). МПО ќе има кружна орбита многу поблиску до Меркур. Причината за оваа орбита е што МПО ќе го мери составот на површината и егзосферата, а блиската орбита ќе помогне во квалитетот на податоците. Од друга страна, Мио и ''Месинџер'' зезеле главно елипсовидни орбити. Ова е поради стабилноста на орбитата и помалото количество гориво потребно за добивање и одржување на орбитата. Друга причина за различните орбити на Мио и ''Месинџер'' била да се обезбедат дополнителни податоци. Податоците од двата комбинирани сателити ќе обезбедат попрецизни мерења.