Основной спутник в виде невысокой призмы массой 360 кг будет двигаться по слабовытянутой орбите, то приближаясь к планете до 400 км, то удаляясь от нее на 1 500 км. На этом спутнике будет размещен целый комплекс приборов: 2 телекамеры для обзорной и детальной съемки поверхности, 4 спектрометра для изучения хи-диапазонах (инфракрасном, ультрафиолетовом, гамма, рентгеновском), а также нейтронный спектрометр, предназначенный для обнаружения воды и льда. Кроме того, основной спутник будет снабжен лазерным высотомером, с помощью которого должна быть впервые составлена карта высот поверхности всей планеты, а также телескопом – для поиска потенциально опасных для столкновения с Землей астероидов, которые заходят во внутренние районы Солнечной системы, пересекая земную орбиту.
Перегрев Солнцем, от которого к Меркурию приходит в 11 раз больше тепла, чем к Земле, может привести к выходу из строя электроники, работающей при комнатной температуре, одна половина станции «Мессенджер» будет укрыта полуцилиндрическим теплоизолирующим экраном из специальной керамической ткани Nextel.
Вспомогательный спутник в виде плоского цилиндра массой 165 кг, называемый магнитосферным, планируется вывести на сильно вытянутую орбиту с минимальным расстоянием от Меркурия 400 км и максимальным – 12 000 км. Работая в паре с основным спутником, он будет производить измерения параметров удаленных областей магнитного поля планеты, в то время как основной займется наблюдением магнитосферы вблизи Меркурия. Такие совместные измерения позволят построить объемную картину магнитосферы и ее изменений во времени при взаимодействии с меняющими свою интенсивность потоками заряженных частиц солнечного ветра. На вспомогательном спутнике так-же будет установлена телекамера для съемки поверхности Меркурия. Магнитосферный спутник создается в Японии, а основной разрабатывается учеными европейских стран.
В проектировании посадочного аппарата участвуют Научно-исследовательский центр имени Г.Н. Бабакина при НПО имени С.А. Лавочкина, а также фирмы Германии и Франции. Запуск «БепиКоломбо» планируется произвести в 2009—2010 годах. В связи с этим рассматриваются два варианта: либо единый запуск всех трех аппаратов ракетой «Ариан-5» с космодрома Куру во Французской Гвиане (Южная Америка), либо – два отдельных пуска с космодрома Байконур в Казахстане российскими ракетами «Союз—Фрегат» (на одной—основной спутник, на другой – посадочный аппаратимагнитосферный спутник). Предполагается, что перелет к Меркурию будет длиться 2—3 года, за которые аппарат должен пролететь сравнительно близко от Луны и Венеры, гравитационное воздействие которых «скорректирует» его траекторию, придав направление и скорость, необходимые для достижения ближайших окрестностей Меркурия в 2012 году.
Как уже было сказано, исследования со спутников планируется проводить в течение одного земного года. Что же касается посадочного блока, то он сможет проработать очень недолгое время – сильный нагрев, которому он должен подвергнуться на поверхности планеты, неизбежно приведет к выходу из строя его радиоэлектронных устройств. Во время межпланетного перелета небольшой посадочный аппарат дискообразной формы (диаметр 90 см, масса 44 кг) будет находиться «на спине» у магнитосферного спутника. После их разделения вблизи Меркурия посадочный аппарат будет выведен на орбиту искусственного спутника с высотой 10 км над поверхностью планеты.
Чтобы избежать нагрева теплом, отраженным поверхностью Меркурия, станция «Мессенджер» будет находиться над его сильно нагретыми районами минимальное количество времени, двигаясь в основном по орбите, расположенной вдоль терминатора (границы между освещенным и затененным полушариями).
Другой маневр переведет его на траекторию снижения. Когда до поверхности Меркурия останется 120 м, скорость посадочного блока должна уменьшиться до нуля. В этот момент он начнет свободное падение на планету, в ходе которого произойдет наполнение сжатым воздухом пластиковых мешков – они укроют аппарат со всех сторон и смягчат его удар о поверхность Меркурия, которой он коснется со скоростью 30 м/с (108 км/ч).
Чтобы уменьшить негативное воздействие солнечного тепла и радиации, посадку на Меркурий планируется произвести в полярной области на ночной стороне, невдалеке от линии раздела темной и освещенной частей планеты, с таким расчетом, чтобы примерно через 7 земных дней аппарат «увидел» рассвет и поднимающееся над горизонтом Солнце. Для того чтобы бортовая телекамера смогла получить изображения местности, планируется снабдить посадочный блок своего рода прожектором. С помощью двух спектрометров будет определено, какие химические элементы и минералы содержатся в точке посадки. А небольшой зонд, прозванный «кротом», проникнет вглубь, чтобы провести измерения механических и тепловых характеристик грунта. Сейсмометром попытаются зарегистрировать возможные «меркуретрясения», которые, кстати, весьма вероятны.
Также планируется, что с посадочного аппарата на поверхность сойдет миниатюрный планетоход – для исследования свойств грунта на прилегающей территории. Несмотря на грандиозность планов, детальное изучение Меркурия только начинается. И то, что земляне намерены потратить на это множество сил и средств, отнюдь не случайно. Меркурий – единственное небесное тело, внутреннее строение которого столь сходно с земным, поэтому для сравнительной планетологии интерес он представляет исключительный. Возможно, исследования этой далекой планеты позволят пролить свет на загадки, таящиеся в биографии нашей Земли.
Миссия «БепиКоломбо» над поверхностью Меркурия: на переднем плане – основной орбитальный спутник, в отдалении – магнитосферный модуль.
Одинокий гость.«Маринер-10» – единственный космический аппарат, исследовавший Меркурий. Сведения, полученные им 30 лет назад, до сих пор остаются наилучшим источником информации об этой планете. Полет «Маринера-10» считается исключительно успешным – вместо намеченного по плану одного раза он провел исследования планеты трижды. На сведениях, полученных им в ходе полета, основаны все современные карты Меркурия и подавляющее большинство данных о его физических характеристиках. Сообщив о Меркурии всю возможную инфрмацию, «Маринер-10» исчерпал ресурс «жизнедеятельности», но и до сих пор продолжает безмолвно двигаться по прежней траектории, встречаясь с Меркурием каждые 176 земных дней – точно через два оборота планеты вокруг Солнца и через три оборота ее вокруг своей оси. Из-за такой синхронности движения он всегда пролетает над одним и тем же районом планеты, освещаемым Солнцем, точно под тем же углом, как и во время самого первого своего пролета.
Солнечные танцы. Самым впечатляющим зрелищем на меркурианском небосводе является Солнце. Там оно выглядит в 2—3 раза большим, чем на земном небе. Особенности сочетания скоростей вращения планеты вокруг своей оси и вокруг Солнца, а так-же сильная вытянутость ее орбиты приводят к тому, что видимое перемещение Солнца по черному меркурианскому небу совсем не такое, как на Земле. При этом путь Солнца выглядит неодинаково на разных долготах планеты. Так, в районах меридианов 0 и 180° з. д. рано утром в восточной части неба над горизонтом воображаемый наблюдатель мог бы увидеть «маленькое» (но в 2 раза большее, чем на небе Земли), очень быстро поднимающееся над горизонтом Светило, скорость которого по мере приближения к зениту постепенно замедляется, а само оно становится ярче и жарче, увеличиваясь в размерах в 1,5 раза – это Меркурий подходит по своей сильно вытянутой орбите ближе к Солнцу. Едва пройдя точку зенита, Солнце замирает, немного пятится назад в течение 2—3 земных суток, еще раз замирает, а затем начинает уходить вниз со все возрастающей скоростью и заметно уменьшаясь в размерах – это Меркурий отдаляется от Солнца, уходя в вытянутую часть своей орбиты – и с большой скоростью скрывается за горизонтом на западе.
Совсем по-иному выглядит дневной ход Солнца вблизи 90 и 270° з. д. Здесь Светило выписывает совсем удивительные пируэты – за сутки происходит по три восхода и по три заката. Утром из-за горизонта на востоке очень медленно появляется яркий светящийся диск громадного размера (в 3 раза больше, чем на земном небосводе), он немного поднимается над горизонтом, останавливается, а затем идет вниз и ненадолго скрывается за горизонтом.
Вскоре следует повторный восход, после которого Солнце начинает медленно ползти по небу вверх, постепенно ускоряя свой ход и при этом быстро уменьшаясь в размерах и тускнея. Точку зенит это «маленькое» Солнце пролетает на большой скорости, а потом замедляет свой бег, растет в размерах и медленно скрывается за вечерним горизонтом. Вскоре после первого заката Солнце поднимается вновь на небольшую высоту, ненадолго застывает на месте, а затем снова опускается к горизонту и заходит окончательно.
