Оказывается, проникнуть внутрь Солнечной системы так же сложно, как и выйти за ее пределы. Проблема связана с потерей импульса от стартовой точки на Земле. Полетам может потребоваться несколько лет и облетов планет, прежде чем они будут зафиксированы и доставлены на орбиту вокруг Меркурия или Венеры. В соответствии с новым предложением, полет будет осуществляться с использованием инновационных и экономичных средств.
Новое предложение поступило из Отдела передовых концепций Центра космических полетов имени Маршала и было представлено на 56-й конференции по лунным и планетарным наукам (LPSC 2025), проходившей в Вудленде, штат Техас, в начале марта 2025 года. "Меркурий Скаут" должен был стать миссией класса "Дискавери".
Космический аппарат будет использовать традиционную ракету-носитель и разгонный блок, чтобы оторваться от Земли и выйти на солнечную гелиоцентрическую орбиту. Однако инновационная часть миссии - это большой солнечный парус, который будет развернут, как только он окажется в космосе. Это было бы единственным средством маневрирования и приведения в движение космического аппарата для достижения Меркурия и работы вокруг него.
Миссия преследует две заявленные основные цели. Первая - составить карту поверхности в метровом масштабе, чтобы определить минеральные ресурсы и понять геологию и эволюцию планеты. Второй - воспользоваться преимуществами номинальной миссии продолжительностью в десять лет, чтобы попытаться понаблюдать и понять геологические процессы, все еще происходящие на поверхности и в недрах Меркурия.
Приборы, необходимые для выполнения миссии, включают спектрометр среднего инфракрасного диапазона для картирования полезных ископаемых, радиометр для измерения температуры поверхности и узкоугольную камеру (NAC) с разрешением в масштабе 1 метр.
Небольшой космический аппарат, как ожидается, будет иметь массу от 250 до 300 килограммов, что примерно равно массе большого мотоцикла. В Mercury Scout также будет установлен солнцезащитный козырек для защиты от сильной солнечной активности вблизи Меркурия. В ходе миссии будет использована усовершенствованная концепция солнечного паруса НАСА.
В ходе миссии солнце используется для двух целей: приведения в движение и получения энергии. Для этого на "Меркурии-разведчике" будут использоваться четыре реактивных колеса, которые будут буквально лавировать и вращаться вместе с солнечным ветром.
Mercury Scout будет использовать четыре стрелы для развертывания паруса площадью 5000 м2 после сброса стартовой ступени. Первоначально для выполнения миссии требовался парус площадью 2500 м2 (немного больше, чем планировалось для Solar Cruiser - 1700 м2). Парус большего размера обеспечивает 7-летнее время полета к Меркурию без гравитационного воздействия при облетах планет. Парус большего размера площадью 10 000 м2 может обеспечить время полета менее четырех лет.
Конечно, добавление солнечного паруса также усложняет любую миссию: если его не удастся развернуть, вся миссия будет провалена. Недавно так было с NEA Scout, запущенным с Artemis 1. С другой стороны, миссия, работающая исключительно на солнечных батареях, могла бы провести на Меркурии более длительное время, поскольку ей не пришлось бы перевозить топливо для реактивных двигателей.
"Используя преимущества долговечности двигателя на солнечном парусе, орбитальный полет разбит на три этапа", - заявляют исследователи в своем исследовании. "Каждый этап... имеет солнечно-синхронную и высокоэллиптическую орбиту". Это привело бы к переходу миссии с эллиптической орбиты на более круговую в течение шести лет, хотя планировщики миссии надеются на десятилетие научных исследований и наблюдений вокруг Меркурия.
В теории плавание на солнечной энергии кажется простым, но на практике это оказывается сложнее осуществить. NanoSail D2, Световой парус 2 Планетарного общества и недавняя миссия ACS3 продемонстрировали, что такое развертывание и использование солнечного паруса в космосе возможно. В дополнение к двигательной установке, солнечные паруса также могут однажды стать стандартным оборудованием на спутниках для развертывания и создания более высокого лобового сопротивления, чтобы ускорить возвращение в атмосферу в конце срока службы миссии. Миссия под названием Breakthrough Starshot также может в один прекрасный день использовать парус и мощный лазер земного или космического базирования для полета к Альфе Центавра.
Меркурий определенно нуждается в исследовании. В 1974 году космический аппарат НАСА "Маринер-10" совершил первый облет внутренней части планеты, обнаружив планету с поверхностью, явно напоминающей Луну. На сегодняшний день только миссия НАСА "МЕССЕНДЖЕР" вышла на орбиту вокруг Меркурия, исследуя мир с 2011 по 2015 год. В конце следующего года совместная миссия JAXA/ESA BepiColombo выйдет на орбиту вокруг Меркурия в рамках своей 18-месячной номинальной миссии.
Возможно, еще придет время подчиняться ветрам, которые курсируют по Солнечной системе, и вскоре мы, возможно, отправимся в солнечное плавание к Меркурию.
