Каким будет конец MESSENGER на Меркурии?

Энди Коллоуэй потерял сегодня друга. Энди — операционный менеджер миссии MESSENGER, беспилотного космического аппарата, который четыре года вращался вокруг Меркурия в сотне миллионов километров от нас. Вместе с другими инженерами, Коллоуэй ежедневно работал с учеными, управлением и, конечно, самим аппаратом. Сегодня MESSENGER совершает последний виток вокруг планеты, исчезает на ее дальней стороне и падает на ее поверхность.

MESSENGER — акроним от Mercury Surface, Space Environment, Geo-chemistry and Ranging — пережил самую жестокую космическую погоду в Солнечной системе. И несмотря на все солнечные вспышки и корональные выбросы массы, Коллоуэй утверждает, что аппарат прошел через все препоны и справился со всеми задачами.

Он картографировал новую территорию, обнаружил, что Меркурий уменьшился со временем, нашел новые и любопытные геологические особенности и отправил на Землю данные, которые заставили планетологов пересмотреть порядок образования планет в юной Солнечной системе. «Это был надежный и прочный маленький космический аппарат — просто делал все, что мы просили», — говорит Коллоуэй.

Пилотные и беспилотные космические программы Земли переживают здоровое соперничество — роботы отправляются дальше от дома, чем люди, на несколько порядков. Когда люди относят роботов ко второму классу, это нечестно — не только по отношению к людям, которые подобно Коллоуэю обслуживают миссии, но и по отношению к самим роботам. Эти космические зонды — продукты человеческой изобретательности и гения. Это наше интеллектуальное наследие. Мы посылаем их к звездам, некоторые никогда не возвращаются, гибнут в космосе — за нас.

После запуска в августе 2004 года, миссия MESSENGER получила нерешительный старт. В целях экономии топлива, она облетела вокруг Земли, Венеры (дважды) и Меркурия (трижды), набирая скорость с каждым гравитационным маневром, прежде чем выйти на орбиту Меркурия в марте 2011 года. Каждый облет учил инженеров, стоящих за миссией, как эффективнее управлять кораблем. Коллоуэй говорит, что они никогда не забывали о возможной опасности, сопряженной с выводом аппарата на орбиту Меркурия. Тепловой щит защищает инструменты MESSENGER (на освещенной Солнцем стороне планеты температура достигает 300 градусов), однако наклон в неправильном направлении на градус-другой мог попросту поджарить их.

Прошло более 30 лет с тех пор, как Mariner 10 завершил первую разведывательную миссию внутренней Солнечной системы. Прежде чем выйти на постоянную орбиту вокруг Солнца, Mariner 10 пролетел мимо Меркурия, сделав грубую карту порядка 40% поверхности планеты. Понадобились десятилетия, чтобы спроектировать конструкцию аппарата, который сможет пережить очередную миссию к Меркурию.

Коллоуэй знал, что MESSENGER может стать последней миссией на Меркурий в ближайшие десятки лет, а то и века. «Мы планировали каждый облет Меркурия так, будто бы это последний шанс увидеть планету», говорит он. Во время первого облета накал страстей был невероятным. Его команда провела месяцы, готовясь собрать максимальное количество данных за 30-часовой визит. Мозаичная картинка поверхности планеты принесла массу эмоций. «Мы сидели в центре управления в полночь, когда начали приходить первые снимки, — говорит Коллоуэй. — Было невероятно осознавать, что мы первые люди в истории, которые видят эту территорию».

На сегодняшний день MESSENGER послал невероятные 275 000 снимков домой. И все время команда миссии должна была находиться на ногах. «Полная противоположность скуки». Связано это не в последнюю очередь с близостью Меркурия к Солнцу. Солнечные вспышки и корональные выбросы массы периодически переворачивали биты (от 0 к 1 и от 1 к 0) в коде космического аппарата, что приводило к перебоям в работе инструментов.

И каждый раз группа MESSENGER — располагавшаяся в Университете Джона Хопкинса — была в состоянии удаленно их править. «Это как бороться с бурей на Земле, — говорит Коллоуэй. — В общем и целом вы знаете, как бороться с бурей, но каждая из них отличается и действует на вас по-разному».

Наконец, все подошло к концу. Гравитация Солнца подтолкнула MESSENGER к Меркурию. Каждый раз, подходя все ближе, аппарат выполнял маневр ускорения, расходуя драгоценное топливо, чтобы отдалиться от планеты. В прошлом месяце топливо кончилось.

У команды был план. Они использовали гелий, который держал под давлением бортовой запас топлива, в качестве самого топлива — как последний глоток воздуха в пустой банке из-под газировки. Это позволило MESSENGER продержаться на орбите дольше, чем предполагалось — на целый месяц.

Сегодня, находясь на темной стороне Меркурия, MESSENGER пройдет через солнечный ветер и слабенькую атмосферу планеты. В тени он встретит температуру ниже -173 градусов по Цельсию. От аппарата останется кратер шириной в десять метров, и больше мы его не услышим никогда.

Роботизированные посланники человечества становятся все умнее и умнее. Сегодня они представляют собой компьютеры, усеянные датчиками. Однако вместе с развитием искусственного интеллекта развиваться будут и роботы. Дети человечества распространятся по всей Солнечной системе, только за рулем будут не люди. И, за редкими исключениями, никто из этих роботов никогда не вернется.

30 апреля, спустя более четырех лет, проведенных на орбите Меркурия, зонд NASA MESSENGER встретит свою гибель. Исчерпав топливо и перевыполнив годичную миссию, зонд врежется в поверхность планеты на скорости 3,9 километра в секунду.

Что MESSENGER рассказал нам о Меркурии?

Глава миссии Шон Соломон, планетолог и директор обсерватории Ламонт-Доэрти в Нью-Йорке рассказал журналу Nature о миссии MESSENGER, ответив на ряд важных вопросов о Меркурии и о том, что зонд рассказал земным ученым о ближайшей к Солнцу планете.

Почему вы хотели отправить миссию к Меркурию?

Меркурий был последним рубежом наших знаний о внутренней Солнечной системе. У нас было несколько миссий на Марс и Луну, и только Mariner 10 пролетел рядом с Меркурием. Он облетел его трижды (два раза в 1974 и один в 1975 году), и его снимки предоставили нам первый взгляд на геологическую историю Меркурия. Но осталось так много вопросов без ответа. Об этой планете нам действительно не хватало много важной информации.

Ну и как она вблизи?

Возможно, самым разочаровывающим аспектом Меркурия оказалась практически полная однородность цвета. Последствия выветривания и воздействий космоса оказались настолько сильными и быстрыми, что никаких убедительных минералогических сигнатур не осталось.

А вот провалов в поверхности мы не ожидали. Они оказались серьезными полостями, рожденными в результате потери приповерхностного материала. Это, на самом деле, довольно юные особенности планеты и наводят на мысли о каком-то неустойчивом материале, над установлением личности которого мы пока работаем.

Что вы нашли на полюсах?

Мы подтвердили, что на Меркурии есть области полярных отложений, где водяной лед оставался стабильным в течение геологически длительных периодов времени. Ближайшая к Солнцу планета по-прежнему сохраняет лед на обоих полюсах.

Есть темный материал, покрывающий полярные отложения, его мы предварительно идентифицировали как богатый органикой материал, ранее виденный во внешней Солнечной системе в богатых органикой метеоритах и кометах. Я не думаю, что кто-то осмелится назвать Меркурий потенциально обитаемым. Но этот материал может быть свидетельством миграции ингредиентов жизнеспособности из внешней Солнечной системы во внутреннюю Солнечную систему.

Что насчет странного магнитного поля?

Магнитное поле Меркурия является дипольным, но диполь расположен не в центре планеты, как на Земле и большинстве других планет. Он существенно смещен примерно на 20% планетарного радиуса. Не было никаких моделей, предсказывающих такое положение дел. Мы даже задумались о том, не могла ли Земля пройти через такую же геометрию магнитного поля, которую выявили у Меркурия.

Какие из находок MESSENGER удивили вас?

Большим сюрпризом стало высокое обилие летучих элементов. Все варианты образования Меркурия были сопряжены с тем, что его летучие вещества должны были исчерпаться, как на Луне. Вместо этого мы видим в десять раз больше серы (в среднем), чем на Земле. Мы видим натрий и калий. Мы видим хлор, один из самых нестабильных элементов, которые нам удалось измерить.

Это означает, что мы на самом деле не понимаем, как Меркурий стал богатой железом планетой. Процесс его образования не был сопряжен с высокой температурой, которая испарила бы все летучие элементы. Не думаю, что в вопросах наиболее вероятного процесса формирования Меркурия была написана последняя глава.

В 2017 году Европейское и Японское космические агентства планируют отправить миссию BepiColombo на Меркурий. Что нам осталось обнаружить?

У них есть сдвоенный космический аппарат и больше инструментов, чем у нас. У них будет возможность бросить взгляд на два полушария. Иная геометрия обзора, сочетание разнообразных инструментов и фактическое наличие двух космических аппаратов даст им массу возможностей.

Каким будет конец MESSENGER?

Последние несколько часов, вероятнее всего, будут довольно тихими. Он завершит последнюю орбиту и мы больше никогда его не услышим. Думаю, место его падения, рядом с кратером Шекспира, станет одной из самых крошечных ударных отметин на Меркурии. Таким будет конец MESSENGER.

Я работал над миссией 19 лет. Это как потерять члена семьи. Даже предварительное знание не подготовит вас к потере.