Курс на Меркурий

Меркурий, самая близкая к Солнцу планета, регулярно потчует астрономов загадками. Решить большую часть из них призвана отправляющаяся к планете 2 августа автоматическая станция Messenger.

"Дневная сторона Меркурия словно кипит от скрытого в недрах огня. Вулканы извергают пепел и лаву, а с неба низвергаются потоки излучения, от которых все вокруг трепещет в мерцающей дымке..."
Э. Гамильтон, "Дети Солнца"

В конкурсе на самую загадочную планету Солнечной системы, если бы таковой сегодня состоялся, первое место получил бы не Марс, и даже не Плутон, а скромная, размерами с Луну, прячущаяся под боком у Солнца планетка Меркурий. В дремучую даль времён уходят первые упоминания о ней: пять тысяч лет назад её обнаружили люди и с тех самых пор, с постоянством, достойным лучшего применения, Меркурий подбрасывает астрономам все новые и новые загадки.

Начать с того, что первые наблюдатели считали Меркурий парой самостоятельных небесных тел: обращаясь вокруг Солнца в сравнительной близости от него (примерно втрое ближе Земли), Меркурий большую часть времени невидим для невооружённого глаза. Лишь в те периоды, когда Солнце (ещё или уже) находится за горизонтом, он предстаёт на небосводе яркой звёздочкой. Это и вводило ранних астрономов в заблуждение. Считается, что на ошибку указал Пифагор, но то открытие было лишь началом долгого пути.

К началу XX века выяснилось, что изощренные флюктуации меркурианской орбиты не подчиняются законам Ньютона, и некоторое время исследователи подозревали наличие планеты-спутника, невидимой с Земли. Ей даже придумали имя (Вулкан), но вскоре объяснить загадочные колебания помогла общая теория относительности. Однако и эта загадка не стала последней. Изучая Меркурий в видимом свете, астрономы вплоть до середины прошлого века полагали, что планета постоянно обращена к Солнцу одной стороной (рассказ "Дети солнца", цитата из которого вынесена в эпиграф, написан в 1950 г.). Радиолокация Меркурия в начале 60-ых годов развеяла и этот миф, показав, что причиной ошибки было необычное соотношение скоростей обращения планеты вокруг своей оси и Солнца: меркурианские сутки составляют две трети меркурианского года (последний длится 88 земных суток). Особенности движения планеты по орбите являются причиной ещё одного уникального явления: в отдельные периоды Солнце для наблюдателя, находящегося на поверхности Меркурия, может повернуться вспять и двинуться в обратном направлении.

Оценить фантазию меркурианской физики в полной мере мешает близость к светилу. Потоки излучений, обрушиваемые Солнцем на ближайшую к нему планету, создают предельно суровые условия, существовать в которых не в состоянии не только человек, но и техника. В 1974-1975 годах Меркурий посетила американская автоматическая станция Mariner 10. Полученные ей скудные данные (станция сближалась с Меркурием всего три раза, каждый раз мимоходом, рискуя получить фатальный "солнечный удар") до сих пор остаются самыми подробными из всего, что мы знаем об этой планете. Осмотрев меньше половины поверхности, Mariner 10 диагностировала наличие тонкой атмосферы (включающей кислород и водород, но в столь незначительных количествах, что, по земным меркам, меркурианскую воздушную оболочку можно считать чистым вакуумом), неожиданно сильное магнитное поле (две трети планеты составляет железное ядро), и схожесть поверхности с лунной - те же кратеры и застывшие потоки лавы. Температура на Меркурии варьируется от 90 (в тени) до 700 градусов по шкале Кельвина. Меркурий непрерывно теряет свою атмосферу, но интенсивность солнечных излучений столь высока, что поверхность "парит", формируя воздушную оболочку заново. Последующие исследования с Земли (главным образом, радиолокационные, в том числе, совсем недавние, в конце 90-ых гг., в обсерватории Аресибо) показали возможность наличия на полюсах планеты водяного льда. Он покоится на дне кратеров, недостижимый для солнечных лучей и, по всей видимости, остался от комет, упавших на Меркурий.

Собственно, вот и всё, что мы знаем о нашем околосолнечном соседе по системе. Более подробное изучение его космическими аппаратами тормозится сложностью и, соответственно, дороговизной организации таких миссий. Mariner 10 был послан в эпоху космического противостояния двух сверхдержав, когда денег на исследование космоса не жалели. Но тридцать лет спустя у тех, кому не дают покоя загадки планеты, наречённой в честь древнего бога торговли, есть повод порадоваться. В ближайшие годы Меркурий станет конечным пунктом, как минимум, трёх научных экспедиций. А первая из них отправляется в космос уже на следующей неделе.

2 августа NASA планирует запуск космического корабля, несущего на борту автоматическую станцию Messenger. Этот аппарат уникален во многих отношениях. Прежде всего, он сравнительно дёшев (426 млн. долл. США): создатели сэкономили на габаритах, конструкции и двигательной установке. Messenger будет находиться в пути почти семь лет, несколько раз пройдет вблизи Земли, Венеры и самого Меркурия, воспользовавшись их притяжением, чтобы, в конце концов, попасть на стационарную меркурианскую орбиту. Случится это в 2011 году, после чего станция проведёт вблизи самой близкой к Солнцу планеты, как минимум, год. За это время проведут фотосъёмку поверхности (в том числе в стереорежиме), составят карту рельефа, изучат химический состав приповерхностных слоёв почвы, детально исследуют атмосферу и магнитосферу. Необходимость длительного пребывания под боком у звезды обсусловила особую конструкцию аппарата: Messenger управляется парой независимых однопоцессорных вычислительных машин (тактовая частота процессоров 25 и 10 МГц), способных заменить друг друга в случае сбоя, электричество генерируется особыми панелями солнечных батарей, отражающими две трети падающего света, а для защиты аппаратуры от перегрева применён экран из керамических волокон, прикрывающий аппарат с одной стороны, словно зонтик. Messenger должен быть постоянно обращён экраном к Солнцу, что потребует периодической коррекции его положения в пространстве бортовыми двигателями. Когда запас топлива будет исчерпан, станцию похоронят на Меркурии.

Messenger уже вывезен на стартовый "стол", и за финальными приготовлениями к его запуску можно следить через установленную NASA веб-камеру. Тем временем, в Европе идёт предварительная проработка деталей аналогичного проекта BepiColombo, предполагающего отправку к Меркурию двух автоматических аппаратов, построенных совместными усилиями стран Евросоюза, Японии и России. Они достигнут Меркурия, в лучшем случае, в 2015 году.

Повышенный интерес к Меркурию, проявляемый в последнее время международным сообществом, конечно, обусловлен, в первую очередь, богатым потенциалом научной информации, которую может дать эта планета. Меркурий формировался весьма необычно (предполагается, что сперва он был значительно больше в размерах, но нагрев испарил большую часть твёрдой оболочки) и изучение его геологии должно пролить свет на формирование всей Солнечной системы. Однако, есть и энтузиасты, заглядывающие дальше. Построив колонии в кратерах на полюсах планеты можно гарантировать спасение от многих космических катаклизмов - отсутствие атмосферы, переносящей тепло, и плотное металлическое ядро защитят даже от близкого взрыва сверхновой. Меркурий, Меркурий...