Меркурій — найменша й найменш досліджена планета внутрішньої Сонячної системи — приховує загадки, що значно перевищують його розміри. Незабаром до нього дістануться одразу два космічні апарати місії BepiColombo, спільного проєкту Європейського космічного агентства (ESA) та Японського агентства аерокосмічних досліджень (JAXA), про який розповідає видання Space Astronomy.
Місію запустили у жовтні 2018 року. Після складної подорожі через внутрішню Сонячну систему апарат має виконати ключовий маневр: відокремити наукові модулі від транспортного блоку, який доставив їх до Меркурія. За планом, до квітня 2027 року обидва наукові зонди вже мають повноцінно збирати дані, що допоможуть розв’язати давні загадки цієї планети — і, можливо, краще зрозуміти історію всієї Сонячної системи.
Чому Меркурій досі залишається загадкою
Нині Меркурій залишається найменш дослідженою планетою внутрішньої Сонячної системи: до нього летіли лише дві місії. Першою був апарат NASA Mariner 10, який у 1974–1975 роках тричі пролетів повз планету. Він уперше показав зблизька її потріскану, вкриту кратерами поверхню, а також підтвердив наявність дуже розрідженої атмосфери й власного магнітного поля.
Однак Mariner 10 залишив багато «білих плям». Наступна місія — MESSENGER від NASA — прибула до Меркурія лише у 2011 році. Цей апарат, оснащений спектрометрами для гамма-, рентгенівського та нейтронного випромінювання, а також приладами для вивчення атмосфери й магнітного поля, вийшов на орбіту планети й працював там чотири роки.
MESSENGER уперше повністю картував поверхню Меркурія, а наприкінці місії пролітав на висоті всього близько 25 км над нею. Проте навіть такої детальної місії виявилося недостатньо, щоб пояснити походження цієї дивної планети. Як зазначають дослідники, досі немає єдиної відповіді, як саме «зібрався» Меркурій.
Крім великих питань, MESSENGER відкрив і низку локальних загадок. Він виявив яскраві, крутосхилі западини, які назвали «порожнинами» (hollows). З’ясувалося, що на поверхні Меркурія більше летких елементів, ніж на Землі, хоча вони легко «втікають» із порід. Також було показано, що центр магнітного поля планети сильно зміщений відносно її ядра. До того ж через особливості орбіти апарат отримав значно кращі дані про північну півкулю, тоді як південна залишилася в гіршій роздільній здатності.
Що привезе з собою BepiColombo
Саме ці загадки й має розв’язати амбітна місія BepiColombo. Якщо все піде за планом, до квітня вона працюватиме вже як два окремі апарати, що синхронно збиратимуть дані про планету та її оточення.
Європейський орбітальний апарат Mercury Planetary Orbiter (MPO) зосередиться на самому Меркурії. Він несе 11 наукових інструментів, які мають:
- детально картувати рельєф і мінеральний склад кори;
- вимірювати гравітаційне поле;
- досліджувати загадкові «порожнини» та вулканічні відклади;
- відстежувати, як потік заряджених частинок від Сонця впливає на цю внутрішню планету.
Японський апарат Mercury Magnetospheric Orbiter, або Mio, вивчатиме оточення планети — її магнітосферу, розріджену атмосферу та пил у навколишньому просторі. Обидва зонди оснащені приладами для вимірювання магнітного поля, тож учені вперше отримають одночасні спостереження різних його ділянок, тоді як раніше доводилося покладатися на дані з однієї точки.
Деякі інструменти вже збирали дані під час тривалої подорожі до Меркурія та шести швидких прольотів повз планету. Але через конфігурацію апаратів у транспортному режимі більшість приладів зможе запрацювати повноцінно лише після розділення MPO та Mio, яке очікується у грудні. Тож поки що наука місії йде «краплями», а основний потік відкриттів ще попереду.
Нові погляди на південь Меркурія та його надра
Одне з головних очікувань учених — детальні знімки південної півкулі Меркурія. Особливий інтерес викликають можливі приховані поклади водяного льоду в глибоких кратерах, які ніколи не освітлює Сонце. Виявлення й картування таких ділянок допоможе зменшити «північне упередження» в даних MESSENGER і скласти повнішу картину планети.
Інша ключова задача — нове картування елементного та мінерального складу поверхні. MESSENGER використовував метод, який добре працює для порід, багатих на залізо та подібні елементи. Але на Меркурії таких елементів виявилося мало, і це обмежило можливості аналізу. MPO має інші технології, здатні «читати» склад порід навіть без заліза. Це може пролити світло на те, як формувався Меркурій і, ширше, як виникла наша Сонячна система.
Дослідники сподіваються, що BepiColombo поверне увагу до Меркурія — планети, яка значно рідше опиняється в центрі уваги, ніж Марс чи Венера. Попередні результати з прольотів уже з’являються в наукових публікаціях, але справжній потік нових даних очікують після виходу обох апаратів на орбіту й повноцінного запуску всіх інструментів.