Sonda razkrila skriti obraz planeta z repom

Leta 1973 je bila v vesolje izstreljena vesoljska sonda Mariner 10, ki je imela za nalogo kot prva medplanetarna sonda obiskati dva planeta in opraviti mimolet. Najprej se je približala Veneri, nato pa je nadaljevala proti Merkurju in ga večkrat obletela, nazadnje 16. marca 1975. Med temi tremi mimoleti je posnela približno 45 odstotkov površine planeta, ki je najbližji Soncu.

Kar nekaj časa je minilo, preden so se pojavili predlogi za nov polet do Merkurja, najmanj raziskanega planeta našega sončnega sistema. Leta 1998 se je rodila zamisel, da bi tja poslali vesoljsko plovilo, ki bi postalo tudi umetni satelit. Ideja je bila še kako zanimiva, vendar je bila predraga, saj je zahtevala veliko in drago nosilno raketo pa tudi vesoljsko sondo, ki bi imela na krovu zelo veliko raketnega goriva.

Toda z uporabo poti letenja ali trajektorije, kar je leta 1985 predlagal strokovnjak Chen Wan Yen, se je pokazalo, da bi bilo tak polet mogoče izvesti v sklopu programa sorazmerno preprostih in cenenih vesoljskih sond Discovery.

Tri desetletja pozneje

Messenger (Mercury Surface, Space Environment, Geochemistry and Ranging) je tako postal sedma vesoljska misija iz programa Discovery. Na pot do Merkurja je poletel 3. avgusta 2004, na krovu dodatno okrepljene Boeingove rakete Delta II Heavy. Ob izstrelitvi je tehtal 1107 kilogramov.

Sonda je bila oblikovana kot potlačena škatla velikosti 1,27 x 1,42 x 1,85 metra, opremljena s polcilindrično oblikovanim senčilom kot zaščito pred soncem in z dvema ploščama s sončnimi celicami. Iz plovila je štrlel 3,6 metra dolg drog z magnetometrom. Na krovu je bil glavni raketni motor potisne sile 645 N (njutonov), štirje manjši raketni motorji potisne sile 22 N in deset zelo majhnih raketnih motorjev potisne sile štiri njutone.

Poleg glavne antene in pomožnih je bilo na krovu še več znanstvenih instrumentov. Prvi je zajemal dvojni slikovni sistem, nato je bil na krovu spektrometer gamažarkov in nevtronov, spektrometer žarkov X ali rentgenski spektrometer, laserski merilnik razdalje, spektrometer atmosfere in površine ter spektrometer energijskih delcev in plazme. Kar 55 odstotkov teže vesoljske sonde pa je zavzemalo raketno gorivo.

Mimo Venere do Merkurja

Eno leto po izstrelitvi je sonda letela mimo Zemlje, nato je 12. decembra vključila glavni raketni motor, kar jo je napotilo proti Veneri, kamor je pripotovala 24. oktobra 2006, nakar je 5. junija 2007 sledil še en mimolet Venere. Že 14. januarja je izvedla prvi mimolet Merkurja; drugi je sledil 6. oktobra 2008, tretji pa 29. septembra 2009. Prav tako je opravila pet vesoljskih manevrov v velikih vesoljskih globinah.

V orbito okrog Merkurja je vstopila 18. marca 2011. Podatke iz te orbite so na Zemlji sprejemali eno leto, do konca primarne misije, nakar se je delo nadaljevalo na podaljšani misiji, ki je trajala vse do 30. aprila letos, ko se je sondina naloga končala s padcem na površino Merkurja. Tja je Messenger priletel s hitrostjo 3,91 kilometra na sekundo oziroma 14.076 kilometrov na uro. Pri tem naj bi na površini planeta nastal nov krater velikosti 16 metrov. Glavni razlog za končanje vesoljskega poleta je bil v dejstvu, da je sondi preprosto zmanjkalo goriva, ki bi še omogočalo kroženje okoli Merkurja; že tako se je zadnje dni napajala le s helijem, brez katerega raketni motorji sploh ne bi mogli delovati.

Razkriti obraz planeta

Messenger je razkril tudi skriti obraz Merkurja (ki ga ni uspelo prikazati Marinerju 10), saj je posnel celotni planet, torej tudi kotlino Caloris, ki je ena največjih in najmlajših površinskih značilnosti v našem sončnem sistemu, ki je nastala zaradi trkov nebesnih teles.

Merkurjeva pola ali tečaja nista ravno kraj, kjer bi lahko pričakovali led. A ker je os rotacije planeta tako rekoč manjša kot kotna stopinja, so dna kraterjev na polih planeta tisti kraj, ki nikoli ne vidi sončne svetlobe. Zamisel o ledu na tečajih je dobila podporo, ko je znameniti radijski teleskop v Arecibu v Portoriku zaznal nenavadna svetla področja, ki so spominjala na odboj svetlobe, kakršnega bi dajal led. Messenger je iz orbite potrdil nekaj, kar je bilo sprva malo verjetno. Kraterji, ki so stalno v senci in blizu Merkurjevih tečajev, imajo temperaturo, ki je nižja od –173 stopinj Celzija.

Planet naj bi se stalno krčil zaradi svojega jedra, ki zavzema od 60 do 70 odstotkov njegove mase, kar naj bi se videlo na tektoniki. Zanimivo je, da ima planet magnetno polje, kar je odkril že Mariner 10. Doslej je veljalo, da ima magnetno polje samo Zemlja. Magnetno polje Merkurja naj bi bilo aktivno povezano z jedrom.

Merkur je tudi planet z repom, saj ima edinstveno eksosfero, se pravi izjemno tanko atmosfero, v kateri so atomi in molekule tako daleč narazen, da obstaja več možnosti, da trčijo s površino kakor pa druga z drugo. Messenger je bil sposoben ugotoviti kemično sestavo eksosfere (vodik, helij, natrij, kalij in kalcij), zaznal pa je tudi, kako se pod vplivom sončnega vetra razteza Merkurjev rep, dolg dva milijona kilometrov.

Poleg številnih znanstvenih prvencev je program te vesoljske sonde predstavil tudi več tehnoloških novosti, med katerimi je razvoj keramične tkanine senčila, ki je ščitila instrumente in elektroniko pred izjemnim učinkom sonca. Prednji del senčila je bil pogosto izpostavljen temperaturam, višjim od 300 stopinj Celzija, medtem ko je večina naprav v njegovi senci delovala blizu sobne temperature oziroma 20 stopinjam Celzija. Sondo je zgradil in jo upravljal Laboratorij za uporabno fiziko (APL) Univerze Johns Hopkins. Celotni program je skupaj z izgradnjo, izstrelitvijo in operativnimi dejavnostmi stal 446 milijonov dolarjev.