1 декабря 2024 года, во время пятого пролета Меркурия, миссия BepiColombo, совместная инициатива Европейского космического агентства (ESA) и Японского космического агентства (JAXA), впервые зафиксировала в среднем инфракрасном диапазоне волн эту самую маленькую и наименее исследованную планету нашей Солнечной системы.
Этот пролет, в ходе которого BepiColombo приблизился к Меркурию на расстояние 37 628 км, также позволил впервые применить прибор MERTIS. Помимо съемки поверхности планеты и измерения частиц и электромагнитных полей, это событие стало важной вехой в миссии.
MERTIS (Меркурийский радиометр и тепловизионный спектрометр) — это прибор, созданный в Германии, который позволяет получать инфракрасные изображения, демонстрирующие изменения температуры и состава на испещренной кратерами поверхности Меркурия.
Почему Меркурий такой темный?
Состав поверхности Меркурия остается одной из неразгаданных тайн. Приборы MERTIS и другие инструменты на борту планетарного орбитального аппарата Меркурия, европейского зонда миссии BepiColombo, позволят получить данные об элементном составе с большей точностью и детализацией, чем те, что были получены в ходе миссии НАСА Messenger.
Данные, полученные с аппарата Messenger, указывают на низкое содержание железа в верхних слоях планеты, что контрастирует с её массивным железо-никелевым ядром. Несмотря на близость Меркурия к Солнцу, в его составе обнаружены повышенные концентрации химических элементов, склонных к испарению.
Сложность заключается в том, почему планета кажется такой темной. Поверхность Меркурия, покрытая кратерами и пылью, на первый взгляд напоминает Луну, однако отражает лишь две трети света, попадающего на нее.
Взгляд на Меркурий новыми глазами
Первое изображение Меркурия, полученное прибором MERTIS, демонстрирует участки поверхности, которые наиболее интенсивно отражают средний инфракрасный свет, с разрешением приблизительно 26-30 км. На снимке запечатлена часть котловины Калорис и участок обширной вулканической равнины, расположенной в северном полушарии.
MERTIS реагирует на средний инфракрасный свет в диапазоне длин волн от 7 до 14 микрометров, что делает его особенно эффективным для идентификации минералов, составляющих горные породы.
Представленные ниже данные отражают результаты наблюдений. Цветовая гамма указывает на интенсивность излучения, достигающего поверхности Меркурия на длине волны 8,45 микрометра. Эта интенсивность определяется минералогическим составом поверхности, её шероховатостью и температурой. Регулярные промежутки на карте связаны с циклом калибровки используемого прибора. В качестве справочного изображения в серых тонах показана поверхность Меркурия, полученная миссией НАСА Messenger в видимом свете.
На представленном снимке акцентировано внимание на ударном кратере Басё, который ранее был замечен миссией Mariner 10 и подвергся детальному изучению аппаратом Messenger. Изображения, полученные в видимом свете, демонстрируют наличие как темных, так и светлых пород в ударном кратере Басё. Данные, полученные в ходе пролетных наблюдений MERTIS, указывают на то, что кратер также отличается по своим характеристикам в инфракрасном диапазоне.
На пути к миссии на орбите
В преддверии выхода миссии BepiColombo на орбиту Меркурия, намеченный на 2026 год, специалисты MERTIS осуществили лабораторные испытания. В ходе них были исследованы различные материалы и минеральные смеси путем нагревания и измерения их отражательной способности в среднем инфракрасном диапазоне.
Чтобы правильно проанализировать данные, полученные с помощью MERTIS, важно понимать, как различные минералы излучают в среднем инфракрасном спектре и как это излучение меняется с температурой. В процессе пролета, сторона Меркурия, обращенная к Солнцу, могла значительно нагреться: радиометр MERTIS зафиксировал температуру до 420 °C.
В связи с низким содержанием железа в структуре поверхности Меркурия, исследователи изучили природные и синтетические минералы, не содержащие железа, в том числе минералы, формирующие горные породы, чтобы создать модель, соответствующую составу этой поверхности.
Пока зонд BepiColombo не достигнет Меркурия в 2026 году, два научных аппарата – Mercury Planetary Orbiter ЕКА и Mercury Magnetospheric Orbiter JAXA – продолжат функционировать в сложенном состоянии, что не позволит в полной мере задействовать прибор MERTIS. Однако, благодаря внесению изменений в программное обеспечение, удалось провести некоторые целевые наблюдения с его помощью во время пятого пролета мимо Меркурия.
После выведения планетарного орбитального аппарата ЕКА Mercury на орбиту, прибор MERTIS сможет начать свою работу. Он предназначен для создания подробной карты распределения минералов по всей поверхности Меркурия с разрешением до 500 метров.