Меркурий останется загадкой, пока туда не отправят посадочный аппарат
Меркурий — самая внутренняя и, пожалуй, самая непонятная планета Солнечной системы. Отправить зонд к ледяным лунам Сатурна или даже к Плутону оказывается проще, чем совершить мягкую посадку на этот раскалённый мир. И хотя в конце 2026 года к Меркурию наконец прибудет европейско-японская миссия BepiColombo, учёные уже сейчас говорят: без посадочного аппарата главные тайны планеты так и останутся нераскрытыми [1].
Почему Меркурий так сложно изучать
Наземные телескопы стараются не направлять на Меркурий: он находится слишком близко к Солнцу. Яркий свет может повредить оптику. Поэтому за всю историю к планете отправляли лишь два аппарата. NASA Mariner 10 трижды пролетел мимо в 1974–1975 годах. Позже MESSENGER вышел на орбиту в 2011 году и проработал там около четырёх лет . Эти миссии дали много данных, но поверхность планеты до сих пор изучена фрагментарно.
Сейчас свой шанс есть у BepiColombo. Это совместный проект Европейского космического агентства и Японского агентства аэрокосмических исследований. Аппарат должен выйти на орбиту Меркурия в ноябре 2026 года. Однако научные наблюдения начнутся только в апреле 2027-го [2]. Как отмечает планетолог Пол Бирн, после BepiColombo на чертёжной доске нет ничего. «Посадочный аппарат — это следующий естественный шаг, даже если это технически сложное и дорогое предприятие» [1].
Гигантское ядро: аномалия или норма?
Одна из главных загадок Меркурия — его непропорционально большое железное ядро. Считается, что оно занимает около 85% радиуса планеты. Для сравнения, у Земли ядро составляет примерно половину радиуса .
Учёные рассматривают две основные гипотезы. Согласно первой, Меркурий сформировался из богатых металлами строительных блоков. Вторая предполагает, что планета изначально была крупнее. У неё было соотношение коры, мантии и ядра ближе к земному. Однако, по словам Энн Поммье из Лаборатории Карнеги, более вероятно, что мощные удары в прошлом сорвали значительную часть каменной мантии Меркурия. В итоге осталось аномально большое металлическое ядро [1].
Интересно, что астрономы начинают находить всё больше каменистых экзопланет с гигантскими железными ядрами. Поэтому Бирн задаётся вопросом: Меркурий — это уникальный «урод» или планетарный результат, который встречается гораздо чаще, чем мы думаем?
Магнитное поле и сжимающаяся планета
Помимо Земли, Меркурий — единственная каменистая планета в Солнечной системе с глобальным магнитным полем. Оно примерно в 100 раз слабее земного. Однако оно всё же генерируется в жидкой части ядра. Это движение создаёт электрические токи, которые поддерживают магнитное динамо на протяжении миллиардов лет .
Казалось бы, если есть магнитное поле, почему планета не может удержать атмосферу? Ответ прост. Меркурий слишком мал и находится слишком близко к Солнцу. Солнечный ветер постоянно «обстреливает» планету. У неё просто нет достаточного запаса газов, чтобы восполнять потери. Вместо полноценной атмосферы у Меркурия есть лишь крайне разреженная экзосфера из кислорода, водорода, натрия и гелия.
Кроме того, на поверхности есть свидетельства того, что планета сжимается. Этот процесс, вероятно, связан с охлаждением ядра. Однако детали пока неясны [1].
Загадочное тёмное вещество и графит
Ещё одна странность Меркурия — низкоотражающее вещество, покрывающее большие участки поверхности. Предполагается, что оно может содержать эндогенный углерод, например графит. По одной из гипотез, это вещество образовалось при кристаллизации магматического океана в ранней истории планеты [1].
Пол Бирн предполагает, что этот графит может быть остатками когда-то широко распространённой и, вероятно, тонкой богатой углеродом «плавучей» коры. Со временем удары и вулканизм погребли, переработали или выбросили в космос большую часть этой коры.
Почему посадочный аппарат так важен
На Земле до сих пор нет официально подтверждённых метеоритов с Меркурия. Хотя некоторые исследования предполагают, что энстатитовые хондриты могут иметь меркурианское происхождение, доказательств пока недостаточно. Именно поэтому посадка на планету критически важна. Анализ пород на месте дал бы учёным эталон, с которым можно сравнивать земные коллекции метеоритов. Вполне возможно, что фрагменты Меркурия уже лежат в музеях, но мы просто не знаем об этом.
Однако технически это невероятно сложно. Полёт к Меркурию требует огромного запаса энергии. Чтобы затормозить и выйти на орбиту, нужно погасить колоссальную скорость, набранную при падении в гравитационную яму Солнца. Энергозатраты на такую миссию превышают даже те, что нужны для отправки зонда к Плутону.
Кроме того, у Меркурия нет атмосферы, которая могла бы помочь при торможении. Посадка возможна только на тормозных двигателях. При этом гравитация на планете примерно вдвое выше лунной, а путешествие займёт около десяти лет. В концепции миссии NASA 2020 года предлагалось садиться на закате, чтобы аппарат проработал в течение меркурианской ночи. Она длится около 88 земных суток. Светодиодные фонари помогли бы фотографировать поверхность в кромешной тьме [1].
Есть и альтернативная идея. Учёные предлагают отправить ровер, который будет двигаться вдоль терминатора — границы между днём и ночью. В этой зоне температура относительно стабильна, и солнечные панели могут получать достаточно света для работы [3].
Пока же учёным остаётся ждать данных от BepiColombo и надеяться, что в ближайшее десятилетие найдётся способ отправить на Меркурий полноценный посадочный аппарат. Только тогда мы сможем наконец увидеть эту планету вблизи и понять, что она скрывает.
Список источников
- Enigmatic Mercury Will Remain A Puzzle Until Someone Sends A Lander — Universe Today (Автор: Bruce Dorminey)
- Media briefing: BepiColombo’s next milestone towards Mercury — European Space Agency
- A Mercury Rover Could Explore the Planet by Sticking to the Terminator — Universe Today
