მესამე მისია მერკურისკენ

 20 ოქტომბერს, თბილისის დროით 5:45-ზე, საფრანგეთის გვიანაში მდებარე კოსმოდრომ კურუდან, კოსმოსური აპარატი “ბეპიკოლომბო” (BepiColombo), მერკურისკენ გაფრინდა, რომელიც დედამიწის ტიპის ყველაზე უფრო ნაკლებად შესწავლილი პლანეტაა. გეგმის მიხედვით, ორბიტაზე გასვლამდე 7 წელი გაივლის, ხოლო კვლევითი სამუშაოები 1 წელი გაგრძელდება. “ბეპიკოლომბოს” მოწყობილობა მერკურისა და მისი მაგნიტოსფეროს უკეთ შესწავალში დაეხმარება მეცნიერებს.

 იდუმალი მერკური

 მერკური, დედამიწის ტიპის ყველაზე პატარა, მზესთან ყველაზე ახლოს მდებარე და მცირედ შესწავლილი პლანეტაა. ამ მომენტამდე მისკენ მხოლოდ ორი აპარატი იქნა გაგზავნილი, ნასასეული “მარინერ 10” (1973 წ.) და “მესენჯერი” (2004 წ.). “ბეპიკოლომბო” მესამეა, ის ევროპისა (ESA) და იაპონიის (JAXA) კოსმოსური სააგენტოების ერთობლივი პროექტია.

 ვენერასა და მარსისკენ ათეულობით კოსმოსური აპარატი იქნა გაშვებული, რომლებიც ამ პლანეტებს ორბიტიდანაც სწავლობდნენ და ზედაპირზეც. მერკური შედარებით უინტერესოა, ხოლო ახლოს მდებარეობა მზესთან, ძალიან ართულებს მის შესწავლას.

 მარკურისთან არის დაკავშირებული ექსტრემალური ტემპერატურული და რადიაციული პირობებიც. დღისით, პლანეტის ზედაპირი 450°C-მდე ცხელდება, ღამით −180°C, ასეთივე ტემპერატურული ცვალებადობა იქნება კოსმოსურ აპარატზეც, რომელიც მერკურის გარშემო მოძრაობს და პერიოდულად მის ჩრდილში მოექცევა. მზიური ქარის სიმკვრივეც დიდია, ამიტომ ზეზუსტი მოწყობილობა სულ ასეთი დასხივების ქვეშ იქნება. ამის გამო, ინსტრუმენტები გაძლიერებულ დაცვას მოითხოვს (იხილეთ სტატია ”პარკერზე”, რომელიც ამ აგვისტოს მზის გამოსაკვლევად გაუშვეს).

 ძნელია მერკურის ორბიტაზე გასვლაც. პლანეტებთან გადაფრენის სქემა ორ მანევრს ითვალისწინებს. პირველი — დედამიწის ორბიტიდან გადასვლა ელიფსურ ორბიტაზე მზის გარშემო, ორბიტაზე, რომელსაც სამიზნე პლანეტა მოპირდაპირე წერტილზე კვეთს (სტარტის ადგილიდან მზის მიმართ). მეორე — პლანეტასთან ახლო ორბიტაზე გადასვლა. მერკურის შემთხვევაში ეს ორივე მანევრი დამუხრუჭება იქნება: ჯერ სიჩქარის დაგდებაა საჭირო, რათა აპარატმა დედამიწის ”შიდა” ორბიტაზე გადაინაცვლოს, შემდეგ კი მზის მიზიდულობით აჩქარდება და მერკურისთან ახლოს მისვლისას კიდევ ერთხელ დამუხრუჭდება. ორივე მანევრი 5 კმ/წმ-ის მოშორებას მოითხოვს, რაზეც ძალიან ბევრი საწვავი იხარჯება.

 ალტერნატივა არსებობს, ხანგრძლივი ტრაექტორიების სახით, როცა პლანეტების მიზიდულობას იყენებენ — ე.წ. გრავიტაციულ მანევრებს — აპარატის სიჩქარის შესაცვლელად (მეორე კოსმოსური სიჩქარისა და გრავიტაციული მანევრის შესახებ). პირველად, ასეთი ხერხით და სწორედ მერკურისკენ, აპარატი ”მარინერ 10” გაფრინდა. მისი ტრაექტორია იტალიელმა მათემატიკოსმა ჯუზეპე (ბეპი) კოლომბომ გამოითვალა. ამიტომაც შეარქვეს მისიას BepiColombo. გრავიტაციული დამუხრუჭება ასე ხდება. აპარატი უახლოვდება პლანეტას, ასწრებს მას, პლანეტის მხირდან მოქმედი მიზიდულობა ამ დროს საწინააღმდეგოდ არის მიმართული და აპარატიც მუხრუჭდება.

რა გავიგეთ “ბეპიკოლომბოს” წინამორბედებისგან?

 ”მარინერ 10”-მა სტარტი კანავერალის კონცხიდან (ფლორიდა, აშშ) 1973 წლის 3 ნოემბერს აიღო. სულ სამჯერ მიუახლოვდა მერკურის – 703 კმ, 48 069 კმ, 327 კმ. და მისი ზედაპირის მხოლოდ 45%-ის გადაღება მოახერხა.

 მიუხედავად ამისა, აპარატმა უამრავი საინტერესო ინფორმაცია მოიპოვა: დაახლოებით 2 300 შავ-თეთრი ფოტო, ზოგიერთი კი იმ დროისთვის მაღალი გარჩევადობით 140 მეტრი/პიქსელზე. მიიღო მონაცემები პლანეტის ატმოსფეროსა და ეგზოსფეროზე, ასევე აღმოაჩინა მერკურის მაგნიტური ველი, რომელიც დედამიწისას ჰგავს. 1975 წლის 14 მარტისთვის, ”მარინერ 10”-ს საწვავი გაუთავდა და ალბათ, ახლაც მზის გარშემო მოძრაობს.

 შემდეგი მისია იყო ”მესენჯერი”, გაშვებული 2004 წლის 3 აგვისტოს, იმავე კოსმოდრომიდან (5 ყველაზე დიდი კოსმოდრომი). მერეკურის ორბიტაზე 7 წლის მერე გასული აპარატი, ძალიან წაგრძელებულ ელიფსზე მოძრაობდა. მისიის ძირითად ნაწილში, 24 საათის განმავლობაში ორჯერ შემოუვლიდა პლანეტას, მინიმალური მიახლოება  — 200 კმ. და მაქსიმალური დაშორება – 15 000 კმ. 4 წლიანი მუშაობის მერე, მას საწვავი გაუთავდა და 2015 წლის 30 აპრილს, მერკურის ზედაპირზე დაეცა.

”მესენჯერმა” თითქმის სულ გადაიღო მერკურის ზედაპირი, ლაზერული სიმაღლის მზომისა და ვიზუალიზაციის მრავალსპექტრული სისტემების გამოყენებით. გაირკვა, რომ მერკურის მეტი ნაწილი არა კრატერებით, არამედ ვულკანური წარმოშობის გლუვი ვაკეებით არის დაფარული. აღმოჩენილია არარეგულარული ღრმულები კრატერებში და ვეკეებზე, რომელთა ბუნება ახლაც გაურკვეველი რჩება.

ფერები პირობითია, განსხვავებების უკეთ შესამჩნევად.

 პლანეტის დიდი სიმკვრივისა და მის წიაღში სავარაუდო რკინის ბირთვის არსებობის მიუხედავად, ზედაპირზე რკინის მცირე რაოდენობაა, სამაგიეროდ, ბევრია აქროლადი ელემენტები (გოგირდი, ნატრიუმი, ქლორი). ”მესენჯერმა” აღმოაჩინა წყალიც, პოლუსებთან ახლოს მდებარე ჩრდილში მოქცეულ კრატერებში, ყინულის სახით.

“ბეპიკოლომბოს” ამოცანები

• როგორ ფორმირდებოდა პლანეტა?
• აქვს თუ არა თხევადი ბირთვი და რა ზომის?
• რატომ აქვს დედამიწის ტიპის სხვა პლანეტებზე მეტი სიმკვრივე?
• გრძელდება თუ არა გეოლოგიური აქტიურობა?
• შეიძლება თუ არა მერკურის გამოყენება ფარდობითობის ზოგადი თეორიის კიდევ უფრო ზუსტად შესამოწმებლად, მზესთან ახლოს მდებარეობის გამო?
• როგორ ხდება მერკურის მაგნიტური ველის გენერირება და როგორ ურთიერთქმედებს ის მზის ქართან?
• საიდან მოხვდა ხსენებული წყალი მერკურიზე?

“ბეპიკოლომბო” ორ დამოუკიდებელ აპარატს მიიტანს მერკურისთან, რომლებიც სხვადასხვა ორბიტებზე იმოძრავებს: Mercury Planetary Orbiter (MPO/ESA) და Mercury Magnetospheric Orbiter (MMO/JAXA).

 გეგმის მიხედვით, “ბეპიკოლომბო” ორბიტაზე 2025 წლის 5 დეკემბერს გავა. აპარატები განცალკევდება და MPO, საჭირო ორბიტაზე 2026 წლის 14 მარტს აღმოჩნდება.

 ევროპული მოდული MPO, 11 ექსპერიმენტული მოწყობილობით არის აღჭურვილი, რითაც ის მერკურის ზედაპირს, სტრუქტურასა და მოძრაობას შეისწავლის. იფრენს დაბალ პლარულ ორბიტაზე, 480-დან 1500 კმ-მდე, 2,3 საათიანი პერიოდით.

 ზონდი ММО კი ძლიერად წაგრძელებულ ორბიტაზე ივლის, ზედაპირთან მინიმალური მიახლოებით 590 კმ, მაქსიმალური დაშორებით 11 640 კმ. კონსერვის ქილის მსგავსი აპარატი თავისი ღერძის გარშემო 15 ბრუნი წუთში სიჩქარით იტრიალებს. ორიენტაცია ისეთნაირად არის არჩეული, რომ მზემ აპარატის თავი და ძირი არ გააცხელოს, გამოსხივების მთავარი დარტყმა გვერდით ზედაპირს მიადგება, რომელიც მუდმივად ჩრდილში მოექცევა და არ გადაცხელდება. ასეთი ბრუნვა აპარატს რადიო და ელექტრული ველის საკვლევი 15 მეტრიანი ანტენების გაშლაში დაეხმარება. ММО-ს ორი ხუთმეტრიანი ანძაც აქვს, რომლებზეც მაგნიტური ველის მზომი გადამწოდებია (“სენსორი”) დაყენებული. ასეთი იზოლაცია თვითონ აპარატის ელექტრული მოწყობილობის ზემოქმედების გამოსარიცხად არის საჭირო. ჩატარდება 5 ექსპერიმენტი, რომლებიც მეტწილად მერკურის გარემომცველი სივრცის შესასწავლად არის გამიზნული.

 აპარატების ორბიტები სწრაფად შეიცვლება, მზის გრავიტაციული ზემოქმედების გამო, ამიტომ მათი ხშირი კორექტირება იქნება საჭირო. საწვავი საჭირო იქნება სივრცული ორიენტაციის შესანარჩუნებლადაც, რათა არ მოხდეს გადაცხელდება. თუ ყველაფერი სასუკეთესო ვარიანტით განვითარდა, მისია კიდევ ერთი წელი გაგრძელდება. იმედია, პროგრამა წარმატებული იქნება.