***
Štefánikova hvězdárna
observatory.cz > Novinky z astronomie > MESSENGER, posel dobrých zpráv o planetě Merkur

MESSENGER, posel dobrých zpráv o planetě Merkur

Kosmonautika 13.1.2008 Jana Sainerová

Po více než třiceti letech budeme mít konečně novou šanci odhalit další tajemství Merkuru - planety Slunci nejbližší. Již 14. ledna 2008 sonda MESSENGER (MErcury Surface, Space ENvironment, GEochemistry, and Ranging) uskuteční první ze tří průletů kolem této planety před navedením na oběžnou dráhu v  březnu 2011.

Sonda MESSENGER u Merkuru, umělecké ztvárnění. Zdroj: JHU/APL, NASA.

Mariner 10

Planetu Merkur doposud navštívila jediná sonda, Mariner 10. Tato sonda odstartovala 3. listopadu 1973 a zamířila nejdříve k planetě Venuši. Poté proletěla celkem třikrát kolem Merkuru - 29. března 1974, 21. září 1974 a 16. března 1975. Při všech průletech byla bohužel pozorována pouze jedna strana planety a navíc v době, kdy byl Merkur nejdále od Slunce. Mariner 10 se během průletů nad planetou dostal do vzdálenosti 703 km, respektive 48069 km a 327 km. Pořídil tak fotografie přibližně 45% povrchu planety, objevil její tenkou atmosféru a magnetické pole a potvrdil, že  Merkur má z planet nejvyšší hustotu díky svému rozsáhlému železnému jádru.

Sonda Mariner 10. Zdroj: NASA.

Průběh mise

Sonda MESSENGER je sedmou sondou v programu NASA "Discovery", který si klade za cíl studovat především tělesa sluneční soustavy pomocí levnějších a rychleji zkonstuovaných sond. V rámci tohoto programu odstartovaly například také sondy Stardust, Genesis a Deep Impact. Sondu postavila a provozuje Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory (JHU-APL; Maryland, USA).

Sonda měla původně odstartovat již v březnu 2004, ale z důvodu testování programového zabezpečení systému byl start odložen. Sonda byla nakonec vypuštěna až 3. srpna 2004 na nosiči Delta II z Cape Canaveral Air Force Station na Floridě.

Od okamžiku vypuštění uskutečnila sonda jeden oblet kolem Země (2. srpna 2005) a dva oblety kolem Venuše (24. října 2006 a 5. června 2007). Dále sondu čekají tři gravitační manévry v blízkosti Merkuru - 14. ledna 2008, 6. října 2008 a 29. září 2009, aby mohla být 18. března 2011 navedena na oběžnou dráhu kolem planety. Doba základního výzkumu z oběžné dráhy je plánována na jeden rok. Plánování priorit pro hlavní část mise proto také patří k úkolům sondy mezi jednotlivými průlety.

Plánovaný průběh mise. Zdroj: JHU/APL, NASA.

Konstrukce sondy a přístroje

Hlavní těleso sondy je 1,42 metru vysoké, 1,85 metru široké a 1,27 metru hluboké. Sluneční štít je vysoký 2,5 metru a napříč měří dva metry. Sluneční panely, které dobíjejí NiMH akumulátory, jsou dohromady šest metrů dlouhé. Čistá hmotnost sondy je přibližně 500 kilogramů, na začátku mise nesla sonda přibližně 600 kilogramů paliva. Pro velké manévry sonda využívá hlavní motor na dvousložkové palivo (hydrazin a oxid dusičitý), drobné korekce provádí šestnáct malých motorků na hydrazinový pohon.

Vzhledem k blízkosti Slunce bylo třeba zajistit dostatečnou tepelnou ochranu sondy. K tomuto účelu slouží sluneční štít tvořený několika vrstvami umělé hmoty Kaptonu a povrchovou vrstvou keramické látky Nextelu. Těleso sondy tak může pracovat při pokojových teplotách kolem 20°C, zatímco první vrstvy ochranného štítu se mohou rozpálit až na 370°C.

Jednotlivé části sondy MESSENGER. Zdroj: JHU/APL, NASA.

Vědecký přínos

Ze Země nemůžeme sledovat planetu Merkur tak, jak bychom si přáli. Planeta se na obloze od Slunce vzdaluje jen málo, je dobře pozorovatelná pouze několikrát do roka a malá vzdálenost od Slunce s sebou nese potencionální riziko poškození citlivých přístrojů při pozorování.

Přitom je Merkur velmi lákavým cílem. Planeta dostává od Slunce nejvíce záření, je nejmenší a nejhustší z terestrických planet a během dne zažívá největší teplotní rozdíly, od +450°C do –212"C. Interakce slunečního větru s magnetosférou planety není u Merkuru komplikována přítomností husté atmosféry a ionosféry a jako u jediné planety je možné ji pozorovat nezatíženou dalšími jevy.


Vědecké přístroje sondy
  • Kamerový systém MDIS (Mercury Dual Imaging System) je složen ze širokoúhlé kamery se zorným polem 10,5° a úzkoúhlé o zorném poli 1,5°, která umožní u vybraných objektů obdržet snímky s rozlišením až 18 metrů. Systém bude pořizovat monochromatické i barevné snímky povrchu planety.
  • Gama a neutronový spektrometr GRNS (Gamma-Ray and Neutron Spectrometer) bude měřit povrchové zastoupení jednotlivých prvků.
  • Rentgenový spektrometr XRS (X-Ray Spectrometer) slouží rovněž pro měření chemického složení povrchu planety.
  • Magnetometr MAG (Magnetometer) má za úkol studovat magnetické pole planety.
  • Laserový výškoměr MLA (Mercury Laser Altimeter) bude využit k topografickému mapování planety. Přístroj může pracovat až do výšky 1000 km nad povrchem.
  • Spektrometr pro určování chemického složení atmosféry a povrchu MASCS (Mercury Atmospheric and Surface Composition Spectrometer) slouží pro spektrometrii v ultrafialové, viditelné a infračervené části spektra - k detekci minerálů v povrchových horninách a ke studiu atmosférických plynů.
  • Spektrometr energetických částic a plazmy EPPS (Energetic Particle and Plasma Spectrometer) bude zkoumat složení a charakteristiky nabitých částic kolem Merkuru za účelem studia magnetosféry planety.
  • Rádiové vybavení MESSENGERu bude též využito pro účely výzkumu - RS (Radio Science). Pomocí stávajícího vybavení sondy tak lze přesně určovat rychlost sondy a její vzdálenost od Země a tyto údaje mohou posloužit při studiu gravitačního pole.

  • Závěr

    Doufejme, že bude mise s plánovaným rozpočtem přibližně 427 milionů dolarů probíhat úspěšně podle plánu a přinese mnoho zajímavých objevů. V budoucnosti by se další příležitost měla naskytnout během mise BepiColombo. Její start je plánován na srpen roku 2013 a tato mise, připravovaná ve spolupráci Evropské kosmické agentury ESA a Japonské kosmické agentury JAXA, by měla umístit na oběžnou dráhu kolem Merkuru dvojici sond, která se bude věnovat především mapování planety a studiu magnetosféry.

    Kosmonautika 13.1.2008 Jana Sainerová