Меркурий — ближайшая к Солнцу планета, и при этом одна из самых трудно доступных для космических аппаратов.
Достигнуть Меркурия так сложно именно из-за его близости к звезде: по мере приближения гравитация Солнца разгоняет аппарат так сильно, что для торможения и выхода на орбиту требуется огромное количество топлива. За всю историю космонавтики лишь два аппарата работали на орбите Меркурия — MESSENGER (NASA) и действующий BepiColombo (ESA/JAXA).
Специалисты Брауновского университета предложили концептуально новый подход: отправить к Меркурию аппарат, которому не потребуется топливо вовсе. Концепция миссии под названием Mercury Scout, представленная на 57-й Конференции по лунным и планетарным наукам, предполагает применение солнечного паруса — тонкой отражающей мембраны, которую разгоняет давление солнечного света.
Солнечный парус — это не новшество, однако до сих пор он использовался лишь в редких случаях. Японский аппарат IKAROS успешно применил его в 2010 году, а в 2019 году проект LightSail-2 Планетарного общества поднял свою орбиту с помощью такого паруса. В 2024 году NASA развернул экспериментальный парус ACS3 на низкой околоземной орбите. Однако к Меркурию на солнечном парусе еще никто не отправлялся.
Mercury Scout задуман как миссия класса Discovery — это категория относительно недорогих проектов NASA стоимостью менее миллиарда долларов (для сравнения, флагманские миссии обходятся в несколько миллиардов). Отсутствие топлива и двигательной установки позволяет уменьшить размеры и массу аппарата, что, в свою очередь, приводит к снижению стоимости и увеличению срока его работы.
Единственным научным инструментом на борту станет узкоугольная камера высокого разрешения, способная фиксировать поверхность Меркурия с детализацией до одного метра на пиксель. Это в двадцать раз лучше, чем камера аппарата MESSENGER. С таким уровнем точности ученые смогут детально исследовать геологическую историю планеты, толщина коры которой составляет всего около 26 километров — это крайне мало по сравнению с другими планетами. Среди научных задач миссии ключевым является поиск следов недавней или продолжающейся геологической активности.
Из-за экстремального нагрева вблизи Солнца аппарат будет двигаться по сильно вытянутой эллиптической орбите, то приближаясь к поверхности Меркурия на 200 километров, то удаляясь на 10 000 — это позволит ему периодически «остывать» вдали от планеты.
Авторы признают, что перед ними стоит ряд технических вызовов, включая необходимость стабилизации аппарата, защиту его от перегрева и управление ориентацией. Тем не менее, как подчеркивается в работе, «никаких фундаментальных физических барьеров» для получения снимков высокого разрешения с орбиты Меркурия без использования топлива не существует. Если концепция будет реализована, это станет как технологическим прорывом, так и новой главой в изучении самой загадочной из ближайших к нам планет.
Фото: hi-tech.mail.ru