MESSENGER

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacja, szukaj
Information icon.svg Nie mylić z: Windows Live Messenger.
MESSENGER
MESSENGER.jpg
Inne nazwy S28391
Zaangażowani Stany Zjednoczone NASA
Indeks COSPAR 2004-030A
Rakieta nośna Delta II 7925H-9.5
Miejsce startu Stacja Sił Powietrznych Cape Canaveral, Stany Zjednoczone
Cel misji Merkury
Orbita (docelowa, początkowa)
Okrążane ciało niebieskie Merkury
Perycentrum 200 km[1]
Apocentrum 15 000 km
Czas trwania
Początek misji 3 sierpnia 2004 (06:15:56,537 UTC)
Wymiary
Wymiary kadłub: 1,44 m × 1,28 m × 1,85 m
rozpiętość całkowita 6,14 m
Masa całkowita 1107 (w tym 599,4 kg paliwa)[2] kg
Commons Multimedia w Wikimedia Commons

MESSENGER (pol.) posłaniec, skrótowiec pełnej nazwy: Mercury Surface, Space Environment, Geochemistry and Rangingsonda kosmiczna Amerykańskiej Agencji Kosmicznej NASA, której celem jest badanie planety Merkury. Jest to pierwsza misja poświęcona tej planecie od czasu Marinera 10, tj. od 33 lat. Sonda wystrzelona została 3 sierpnia 2004.

Sonda została zaprojektowana by badać charakterystykę i środowisko Merkurego z orbity wokółplanetarnej. Zadaniem sondy jest rozpoznanie chemicznych właściwości powierzchni planety, geologicznej historii, natury pola magnetycznego, wielkości i stanu jądra oraz natury egzosfery i magnetosfery.

Misja orbitalna sondy przewidziana była na jeden rok ziemski (4 lata merkuriańskie), jednak dwukrotnie ją przedłużano. Ostatecznie zakończy się w marcu 2015 roku uderzeniem statku w powierzchnię planety[3].

Misję MESSENGER-a ma uzupełnić, planowana na lata 2015-2023, misja BepiColombo, będąca zarazem pierwszą wspólną misją agencji kosmicznych ESA i JAXA.

Budowa i działanie[edytuj | edytuj kod]

Prace nad sondą MESSENGER

Szkielet sondy zbudowany jest z epoksydów grafitowych, co zapewnia lekkość i wytrzymałość konstrukcji.

Dwa panele ogniw słonecznych dostarczały 385-485 W mocy podczas lotu i 640 W na orbicie Merkurego. Ładują akumulator Ni-MH, będący źródłem energii elektrycznej dla statku.

Statkiem zarządzają dwa niezależne, zintegrowane moduły elektroniczne, w których skład wchodzą komputery RAD6000, odporne na promieniowanie. Każdy moduł zawiera po dwa procesory: główny, taktowany z częstotliwością 25 MHz, i zapasowy, taktowany z częstotliwością 10 MHz. Do przechowywania danych służą dwa dyski typu SSD, każdy o pojemności 1 GB. Komputer pobiera, kompresuje i zapisuje na nich zdjęcia i dane z instrumentów naukowych, sortuje je, a najważniejsze informacje przesyła w pierwszej kolejności na Ziemię. Operatorzy misji mogą również sami decydować, które dane i w jakiej kolejności chcą pobierać.

System określania pozycji statku używa szukaczy gwiazd oraz zespołu czterech żyroskopów i czterech przyspieszeniomierzy. Jako układ zapasowy służy sześć wykrywaczy Słońca. Położenie statku zmieniane jest za pomocą czterech żyroskopów lub silniczkami o małym ciągu.

MESSENGER odbiera komendy z Ziemi i nadaje dane przez anteny pasma X z fazowaniem (polaryzacja kołowa).

MESSENGER wymaga specjalnej ochrony przed promieniowaniem słonecznym, szczególnie intensywnym w sąsiedztwie Merkurego – natężenie promieniowania słonecznego jest tam 11 razy większe niż na Ziemi; temperatura powierzchni Merkurego sięga 450 °C. Wszystkie systemy statku są utrzymywane w temperaturze pokojowej dzięki okryciu całej jednej strony statku ceramiczną osłoną odporną na wysokie temperatury. Wymaga ona, aby statek był zwrócony do Słońca zawsze osłoniętą stroną.

Instrumenty naukowe[edytuj | edytuj kod]

Rozmieszczenie przyrządów naukowych na sondzie MESSENGER
  • Podwójny system obrazowania (Mercury Dual Imaging System, MDIS) – zestaw dwóch kamer (wąsko- i szerokokątnej) do fotografowania powierzchni Merkurego i zbierania danych topograficznych. Umieszczone na ruchomej platformie pozwalającej na obserwowanie wybranych obszarów, niezależnie od pozycji całego statku.
  • Spektrometr promieniowania gamma i neutronów (Gamma-Ray and Neutron Spectrometer, GRNS) – przyrząd wykrywający izotopy promieniotwórcze w skorupie Merkurego. Pozwala na określenie względnej obfitości pierwiastków budujących badaną planetę. Ma również pomóc zweryfikować hipotezę o lodzie zalegającym na biegunach planety, które nigdy nie są wystawione na bezpośrednią ekspozycję słoneczną.
  • Spektrometr promieniowania rentgenowskiego (X-Rays Spectrometer, XRS) – zadania podobne jak GRNS. Ma pomóc wykryć niskoenergetyczne promieniowanie X jakie może emitować powierzchnia Merkurego pod wpływem promieni gamma i X emitowanych przez Słońce.
  • Magnetometr (Magnetometer, MAG) – przyrząd służący do badania pola magnetycznego planety, a tym samym do wykrywania skał o właściwościach magnetycznych. Umieszczony na wysięgniku o długości 3,6 metra.
  • Wysokościomierz laserowy (Mercury Laser Altimeter, MLA) – wykonywanie map topograficznych Merkurego i pomiar odległości statek-planeta.
  • Spektrometr składu atmosfery i powierzchni (Mercury Atmospheric and Surface Composition Spectrometer, MASCS) – spektrometr pracujący w paśmie podczerwieni i ultrafioletu, co pozwala mu określać skład gazów (atmosfery) i ciał stałych (powierzchnia Merkurego).
  • Spektrometr cząstek energetycznych i plazmy (Energetic Particle and Plasma Spectrometer, EPPS) – służy do badania składu, dystrybucji i energii cząstek naładowanych (elektronów i jonów) w magnetosferze Merkurego.
  • Eksperyment radiowy (Radio Science, RS) – służy dopplerowskiemu pomiarowi prędkości statku podczas orbitowania wokół Merkurego, co pozwoli na wyznaczenie rozkładu masy pod powierzchnią planety (odróżnianie, np. gęstych skał od pustych przestrzeni).

Historia misji[edytuj | edytuj kod]

Przygotowania[edytuj | edytuj kod]

Przebieg trajektorii lotu sondy MESSENGER
  • lipiec 1999 – NASA wybiera misję MESSENGER jako siódmą misję programu Discovery
  • grudzień 1999 – wstępne prace projektowo-badawcze
  • lipiec 2001 – rozpoczęcie końcowych prac projektowych
  • luty 2003 – rozpoczęcie montażu i testowania elementów statku
  • grudzień 2003 – MESSENGER przechodzi testy środowiskowe w Goddard Space Flight Center
  • marzec 2004 – końcowe przygotowania przed startem w Astrotech Space Operations
  • 10 marca 2004 – pierwsza planowana data startu (kolejna planowana data była określona na 11 maja)
  • 24 marca 2004 – decyzja o przesunięciu startu na przełom lipca i sierpnia z powodu opóźnień w montażu sondy i przygotowaniu oprogramowania procedur awaryjnych
  • 29 czerwca 2004 – przełożenie startu na 2 sierpnia w związku z opóźnieniem montażu innej rakiety Delta II
  • 21 lipca 2004 – umieszczenie statku w rakiecie nośnej
  • 2 sierpnia – opóźnienie startu o 24 h z powodów niesprzyjających warunków atmosferycznych
Wystrzelenie rakiety nośnej Delta II z sondą MESSENGER, 3 sierpnia 2004

Przebieg misji[edytuj | edytuj kod]

  • 3 sierpnia 2004 – start i wyniesienie w przestrzeń kosmiczną
  • 5 sierpnia 2004 – wykonanie manewru TCM-1 o godz. 21:03:35. Na 215 sekund włączono silniczki średniego ciągu (dV=18 m/s) w celu skorygowania orbity heliocentrycznej
  • 24 września 2004 – o godz. 18:00 wykonano manewr TCM-2. Na 62 sekundy włączono silniczki średniego i małego ciągu (dV=4,59 m/s). Ostateczne skorygowanie orbity heliocentrycznej
  • 18 listopada 2004 – manewr TCM-3. Włączenie na 48 sekund silniczków średniego ciągu (dV=3,2 m/s)
  • 23 czerwca 2005 – manewr TCM-5. Na 174 sekundy włączono silniczki małego ciągu (dV=1,1 m/s)
  • 21 lipca 2005 – o godz. 18:00:01 wykonano manewr TCM-6. Na 23 sekundy włączono silniczki małego ciągu (dV=0,1 m/s)
  • 2 sierpnia 2005 – o godz. 19:13 sonda zbliżyła się do Ziemi wykonując manewr asysty grawitacyjnej. Zbliżenie na odległość 2348 km miało miejsce nad Mongolią. Średnia odległość sondy od Słońca zmniejszyła się o ponad 33 mln km
  • 12 grudnia 2005 – o godz. 11:30 wykonano manewr DSM-1. Na 524 sekundy uruchomiono silnik główny sondy (dV=316 m/s)
  • 22 lutego 2006 – o godz. 16:00 wykonano manewr TCM-10. Na ponad 2 minuty włączono silniczki małego ciągu (dV=1,4 m/s)
  • 12 września 2006 – złożony manewr TCM-11. O godz. 23:00 na 23 sekundy włączono jeden z zestawów silniczków dużego ciągu, a o godz. 23:10, na 202 sekundy, drugi zestaw, prostopadły do pierwszego (dV=1,68 m/s)
  • 5 października 2006 – o godz. 22:30 wykonano manewr TCM-12. Włączenie silniczków na 58 sekund (dV=0,498 m/s)
Zdjęcie Wenus wykonane podczas drugiego zbliżenia do tej planety
  • 24 października 2006 – o godz. 08:34 sonda zbliżyła się do Wenus na odległość 2987 km. Manewr ten zmienił orbitę heliocentryczną sondy z 0,6 × 1,065 j.a. (nachylenie 2,6°) na 0,55 × 0,90 j.a. (nachylenie 8,1°)
  • 3 grudnia 2006 – manewr TCM-13. Silniki sondy zostają włączone trzykrotnie: o godz. 00:00 (na 1670 sekund), o godz. 01:00 (na 97 sekund) i o godz. 06:00 (na 1640 sekund). Łączna zmiana prędkości wyniosła 25,6 m/s
  • 25 kwietnia 2007 – o godz. 17:30 wykonano manewr TCM-15. Na 140 sekund włączono silniczki sondy (dV=0,568 m/s). Krótko po jego rozpoczęciu sonda zaczęła tracić orientację. Kompensowanie ciągłym uruchamianiem silniczków spowodowało dV mniejsze od planowanego (dV=0,767 m/s)
  • 25 maja 2007 – o godz. 20:00 wykonano manewr TCM-16. Uruchomienie silniczków na 36 sekund (dV=0,212 m/s)
  • 5 czerwca 2007 – o godz. 23:08 nastąpiło drugie zbliżenie do Wenus. Najmniejsza odległość do planety wyniosła 338 km
  • 17 października 2007 – o godz. 22:00 wykonano manewr DSM-2. Na ponad 5 minut uruchomiono silnik główny sondy (dV=226 m/s). O 22:30 na około 2 minuty włączono silniczki małego ciągu (dV=1,4 m/s)
  • 19 grudnia 2007 – o godz. 22:00 wykonano manewr TCM-19. Włączenie silniczków na 110 sekund (dV=1,1 m/s)
Fotografia Merkurego wykonana podczas pierwszego zbliżenia do niego
  • 14 stycznia 2008 – o godz. 19:04:39 sonda pierwszy raz zbliżyła się do Merkurego (min. odległość 201,4 km) dokonując manewru asysty grawitacyjnej[2]. W jego wyniku parametry orbity heliocentrycznej zmieniły się z 0,33 × 0,75 j.a. na 0,32 × 0,70 j.a.
  • 19 marca 2008 – o godz. 19:30 wykonano manewr DSM-3 (dV=72,2 m/s)
  • 3 lipca 2008 – ogłoszenie odkrycia wody w egzosferze Merkurego[4]
  • 6 października 2008 – o godz. 08:40 nastąpiło drugie zbliżenie do Merkurego (minimalna odległość 199,4 km)[5]
  • 15 października 2008 – osiągnięcie największej prędkości (w stosunku do Słońca) w trakcie misji – 62,979 km/s[6]
  • 4 grudnia 2008 – o godz. 20:30 wykonano manewr DSM-4A (dV=219 m/s)
  • 8 grudnia 2008 – o godz. 20:30 wykonano manewr DSM-4B (dV=24,7 m/s)
  • 29/30 września 2009 – trzecie zbliżenie do Merkurego (min. odległość 228 km)[7]. Wykonano kolejne zdjęcia Merkurego[8][9]
  • 29 listopada 2009 – manewr DSM-5
  • 18 marca 2011 – wejście na orbitę Merkurego jako pierwszy obiekt zbudowany przez człowieka
  • 29 marca 2011 – pierwsze zdjęcia Merkurego
  • 4 kwietnia 2011 – rozpoczęła się 12-miesięczna faza badań naukowych
  • 9 listopada 2011 – NASA ogłasza, że przedłuży orbitalną misję MESSENGER-a o rok
  • 17 marca 2012 – zakończenie misji podstawowej
  • 18 marca 2012 – oficjalne rozpoczęcie misji przedłużonej[10]
  • 17 marca 2013 – zakończenie misji przedłużonej
  • 18 marca 2013 – rozpoczęcie drugiej misji przedłużonej[11].

Całkowity koszt misji wynosi około 446 milionów USD. W sumie tej zawarty jest koszt budowy sondy i jej instrumentów naukowych, rakiety nośnej oraz koszty operacyjne podczas całej misji[2].

Zobacz też[edytuj | edytuj kod]

Przypisy

  1. MESSENGER eases into Mercury’s orbit. ScienceNews, 2011-03-17. [dostęp 2011-03-19].
  2. 2,0 2,1 2,2 MESSENGER Mercury Flyby 2 Press Kit (ang.).
  3. MESSENGER Modifies Orbit to Prepare for Low-Altitude Campaign (ang.). W: MESSENGER Mission News [on-line]. Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory, 2014-06-17. [dostęp 2014-07-25].
  4. The Planetary Society: MESSENGER Scientists 'Astonished' to Find Water in Mercury's Thin Atmosphere (ang.). W: Planetary News: Mercury (2008) [on-line]. [dostęp 2014-07-25].
  5. MESSENGER Sets Record for Accuracy of Planetary Flyby (ang.). 2008-10-08.
  6. MESSENGER Gains Speed (ang.). 2008-10-15.
  7. MESSENGER Flyby of Mercury (ang.). [dostęp 2009-11-17].
  8. A High-resolution Look over Mercury's Northern Horizon (ang.)
  9. MESSENGER Sees the Previously Unseen! (ang.)
  10. MESSENGER Completes Primary Mission at Mercury, Settles in for Another Year (ang.). Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory. [dostęp 2012-08-31].
  11. Team Celebrates Orbital Anniversary, Reports on New Findings at Planetary Conference (ang.). W: MESSENGER Mission News [on-line]. Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory, 2013-03-18. [dostęp 2014-07-25].

Bibliografia[edytuj | edytuj kod]