La sonda MESSENGER fue lanzada a bordo de un cohete Delta II en agosto de 2004. Su trayectoria implicó una compleja serie de sobrevuelos : la nave espacial pasó una vez por la Tierra , dos veces por Venus y tres veces por Mercurio, lo que le permitió desacelerar en relación con Mercurio utilizando un mínimo de combustible. Durante su primer sobrevuelo de Mercurio en enero de 2008, la MESSENGER se convirtió en la segunda misión, después de la Mariner 10 en 1975, en llegar a Mercurio. [11] [12] [13]
La MESSENGER entró en órbita alrededor de Mercurio el 18 de marzo de 2011, convirtiéndose en la primera nave espacial en hacerlo. [9] Completó con éxito su misión principal en 2012. [2] Después de dos extensiones de misión, la nave espacial utilizó el último de su propulsor de maniobra para salir de la órbita, impactando la superficie de Mercurio el 30 de abril de 2015. [14]
Descripción general de la misión
La misión formal de recolección de datos de la sonda MESSENGER comenzó el 4 de abril de 2011. [15] La misión principal se completó el 17 de marzo de 2012, habiendo recolectado cerca de 100.000 imágenes. [16] La sonda logró mapear el 100% de Mercurio el 6 de marzo de 2013, y completó su primera misión extendida de un año el 17 de marzo de 2013. [2] La segunda misión extendida de la sonda duró más de dos años, pero a medida que su órbita baja se degradaba, requirió reimpulsos para evitar el impacto. Realizó sus últimos reimpulsos el 24 de octubre de 2014 y el 21 de enero de 2015, antes de estrellarse contra Mercurio el 30 de abril de 2015. [17] [18] [19]
Durante su estancia en la órbita de Mercurio, los instrumentos de la sonda proporcionaron datos importantes, incluida una caracterización del campo magnético de Mercurio [20] y el descubrimiento de hielo de agua en el polo norte del planeta, [21] [22] algo que se había sospechado durante mucho tiempo basándose en datos de radar basados en la Tierra. [23]
Antecedentes de la misión
Misiones anteriores
En 1973, la NASA lanzó la sonda Mariner 10 para realizar múltiples sobrevuelos de Venus y Mercurio. La sonda Mariner 10 proporcionó los primeros datos detallados de Mercurio, cartografiando entre el 40 y el 45 % de su superficie. [24] El último sobrevuelo de la sonda Mariner 10 sobre Mercurio se produjo el 16 de marzo de 1975. No se realizarían más observaciones cercanas del planeta durante más de 30 años.
Propuestas para la misión
En 1998, un estudio detalló una misión propuesta para enviar una nave espacial en órbita a Mercurio, ya que el planeta era en ese momento el menos explorado de los planetas interiores. En los años posteriores a la misión Mariner 10, las propuestas de misiones posteriores para volver a visitar Mercurio habían parecido demasiado costosas, requiriendo grandes cantidades de propulsor y un vehículo de lanzamiento de carga pesada . Además, insertar una nave espacial en órbita alrededor de Mercurio es difícil, porque una sonda que se acerca en una trayectoria directa desde la Tierra sería acelerada por la gravedad del Sol y pasaría Mercurio demasiado rápido para orbitarlo. Sin embargo, utilizando una trayectoria diseñada por Chen-wan Yen [25] en 1985, el estudio demostró que era posible ejecutar una misión de clase Discovery utilizando múltiples maniobras consecutivas de asistencia gravitatoria, "de paso" alrededor de Venus y Mercurio, en combinación con correcciones menores de la trayectoria propulsora, para reducir gradualmente la velocidad de la nave espacial y, de ese modo, minimizar las necesidades de propulsor. [26]
Objetivos
La misión MESSENGER fue diseñada para estudiar las características y el entorno de Mercurio desde la órbita. Los objetivos científicos de la misión fueron: [27] [28]
para caracterizar la composición química de la superficie de Mercurio.
para estudiar la historia geológica del planeta.
para dilucidar la naturaleza del campo magnético global ( magnetosfera ).
para determinar el tamaño y el estado del núcleo .
para determinar el inventario volátil en los polos.
para estudiar la naturaleza de la exosfera de Mercurio .
Diseño de naves espaciales
Modelo 3D interactivo de MESSENGER
La nave espacial MESSENGER fue diseñada y construida en el Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins . Las operaciones científicas fueron gestionadas por Sean Solomon como investigador principal, y las operaciones de la misión también se llevaron a cabo en JHU/APL. [29] El autobús MESSENGER medía 1,85 metros (73 pulgadas) de alto, 1,42 m (56 pulgadas) de ancho y 1,27 m (50 pulgadas) de profundidad. El autobús se construyó principalmente con cuatro paneles compuestos de fibra de grafito / éster de cianato que sostenían los tanques de propulsor, el gran propulsor de ajuste de velocidad (LVA), los monitores de actitud y los propulsores de corrección, las antenas, la plataforma de instrumentos y un gran parasol de tela de cerámica, que medía 2,5 m (8,2 pies) de alto y 2 m (6,6 pies) de ancho, para el control térmico pasivo. [29] En el lanzamiento, la nave espacial pesaba aproximadamente 1100 kilogramos (2400 libras) con su carga completa de propulsor. [30] El costo total de la misión MESSENGER , incluido el costo de construcción de la nave espacial, se estimó en menos de 450 millones de dólares. [31]
Control de actitud y propulsión
La propulsión principal la proporcionaba el propulsor bipropelente ( hidrazina y tetróxido de nitrógeno ) de gran velocidad (LVA) de 645 N y 317 s. El modelo utilizado fue el LEROS 1b , desarrollado y fabricado en las instalaciones de AMPAC‐ISP en Westcott, en el Reino Unido. La nave espacial fue diseñada para transportar 607,8 kilogramos (1340 lb) de propelente y un presurizador de helio para el LVA. [29]
La sonda incluía dos pequeños transpondedores de espacio profundo para las comunicaciones con la Red de Espacio Profundo y tres tipos de antenas: una antena de matriz en fase de alta ganancia cuyo haz principal podía ser dirigido electrónicamente en un plano, una antena de "haz en abanico" de ganancia media y una bocina de baja ganancia con un patrón amplio. La antena de alta ganancia se utilizó solo para transmisión a 8,4 GHz, las antenas de ganancia media y baja transmiten a 8,4 GHz y reciben a 7,2 GHz, y las tres antenas funcionan con radiación polarizada circularmente a la derecha (RHCP). Una de cada una de estas antenas se montó en la parte delantera de la sonda de cara al Sol, y una de cada una se montó en la parte trasera de la sonda de cara al lado opuesto del Sol. [32]
Fuerza
La sonda espacial estaba alimentada por un panel solar de arseniuro de galio / germanio de dos paneles que proporcionaba una media de 450 vatios mientras se encontraba en órbita alrededor de Mercurio. Cada panel era giratorio e incluía reflectores solares ópticos para equilibrar la temperatura del panel. La energía se almacenaba en una batería de níquel-hidrógeno de 23 amperios -hora con un recipiente de presión común , con 11 recipientes y dos celdas por recipiente. [29]
Computadora y software
El sistema informático de a bordo de la nave espacial estaba contenido en un módulo electrónico integrado (IEM), un dispositivo que combinaba la aviónica básica en una única caja. El ordenador presentaba dos IBM RAD6000 reforzados contra la radiación , un procesador principal de 25 megahercios y un procesador de protección contra fallos de 10 MHz. Para la redundancia, la nave espacial llevaba un par de IEM idénticos. Para el almacenamiento de datos , la nave espacial llevaba dos grabadoras de estado sólido capaces de almacenar hasta un gigabyte cada una. El procesador principal IBM RAD6000 recopilaba, comprimía y almacenaba datos de los instrumentos de MESSENGER para su posterior reproducción a la Tierra. [29]
MESSENGER utilizó un paquete de software llamado SciBox para simular su órbita e instrumentos, con el fin de "coreografiar el complicado proceso de maximizar el retorno científico de la misión y minimizar los conflictos entre las observaciones de los instrumentos, mientras que al mismo tiempo se cumplen todas las restricciones de la nave espacial en cuanto a orientación, velocidades de transmisión de datos y capacidad de almacenamiento de datos a bordo". [33]
Instrumentos científicos
Sistema de imágenes duales de Mercury (MDIS)
Incluía dos cámaras CCD , una cámara de ángulo estrecho (NAC) y una cámara de ángulo amplio (WAC) montadas en una plataforma giratoria. El sistema de cámaras proporcionaba un mapa completo de la superficie de Mercurio con una resolución de 250 metros/píxel (820 pies/píxel), e imágenes de regiones de interés geológico con una resolución de 20 a 50 metros/píxel (66 a 164 pies/píxel). La obtención de imágenes en color solo era posible con la rueda de filtros de banda estrecha acoplada a la cámara de ángulo amplio. [34] [35]
Objetivos: [34]
Fase de sobrevuelo:
Adquisición de una cobertura casi global a ≈500 metros/píxel (1.600 pies/píxel).
Un mosaico a 25° del nadir para complementar el mosaico con apariencia de nadir para el mapeo estéreo global .
Finalización del mapeo multiespectral iniciado durante los sobrevuelos.
Franjas de imágenes de alta resolución (20–50 metros/píxel (66–164 pies/píxel)) que representan entidades representativas de las principales unidades y estructuras geológicas.
Investigador principal: Scott Murchie / Universidad Johns Hopkins
Proporcionar abundancias superficiales de los elementos principales.
Proporcionar abundancias superficiales de Fe, Si y K, inferir el agotamiento de álcali a partir de las abundancias de K y proporcionar límites de abundancia de H (hielo de agua) y S (si está presente) en los polos.
Mapear las abundancias de los elementos de la superficie cuando sea posible y, de lo contrario, proporcionar abundancias promedio en la superficie o establecer límites superiores.
Investigador principal: William Boynton / Universidad de Arizona
Espectrómetro de neutrones (NS)
Se determinó la composición mineral de hidrógeno a una profundidad de 40 cm mediante la detección de neutrones de baja energía resultantes de la colisión de rayos cósmicos con los minerales. [37] [38]
Objetivos: [37]
Establecer y mapear la abundancia de hidrógeno en la mayor parte del hemisferio norte de Mercurio.
Investigar la posible presencia de hielo de agua dentro y cerca de cráteres permanentemente sombreados cerca del polo norte.
Proporcionar evidencia secundaria para ayudar a interpretar las intensidades de las líneas de rayos gamma medidas por GRS en términos de abundancias elementales.
Delinear los dominios superficiales en la base de las cúspides norte y sur de la magnetosfera donde el viento solar puede implantar hidrógeno en el material de la superficie.
Investigador principal: William Boynton / Universidad de Arizona
Caracterizar la geometría y la variabilidad temporal del campo magnetosférico.
Detectar interacciones onda-partícula con la magnetosfera.
Observar la dinámica de las colas magnéticas, incluidos fenómenos posiblemente análogos a las subtormentas en la magnetosfera de la Tierra.
Caracterizar la estructura y dinámica de la magnetopausa.
Caracterizar las corrientes alineadas al campo que unen al planeta con la magnetosfera.
Investigador principal: Mario Acuña / Centro de vuelo espacial Goddard de la NASA
Altímetro láser de mercurio (MLA)
Proporcionó información detallada sobre la altura de las formas del relieve en la superficie de Mercurio al detectar la luz de un láser infrarrojo cuando la luz rebotaba en la superficie. [43] [44]
Objetivos: [43]
Proporcionar un mapa topográfico de alta precisión de las regiones de alta latitud norte.
Mida las características topográficas de longitud de onda larga en latitudes medias y bajas del norte.
Determinar perfiles topográficos de las principales características geológicas del hemisferio norte.
Detectar y cuantificar las libraciones físicas forzadas del planeta mediante el seguimiento del movimiento de características topográficas a gran escala en función del tiempo.
Mida la reflectividad de la superficie del mercurio en la longitud de onda operativa MLA de 1.064 nanómetros.
Investigador principal: David Smith / GSFC
Espectrómetro de composición atmosférica y superficial de mercurio (MASCS)
Se determinaron las características de la tenue atmósfera que rodea a Mercurio midiendo las emisiones de luz ultravioleta y se comprobó la prevalencia de minerales de hierro y titanio en la superficie midiendo la reflectancia de la luz infrarroja. [45] [46]
Objetivos: [45]
Caracterizar la composición, estructura y comportamiento temporal de la exosfera.
Investigar los procesos que generan y mantienen la exosfera.
Determinar la relación entre la composición exosférica y la superficial.
Buscar depósitos polares de material volátil y determinar cómo se relaciona la acumulación de estos depósitos con los procesos exosféricos.
Investigador principal: William McClintock / Universidad de Colorado [47]
Espectrómetro de partículas energéticas y plasma (EPPS)
Se midieron las partículas cargadas en la magnetosfera alrededor de Mercurio utilizando un espectrómetro de partículas energéticas (EPS) y las partículas cargadas que provienen de la superficie utilizando un espectrómetro de plasma de imágenes rápidas (FIPS). [48] [49]
Objetivos: [48]
Determinar la estructura del campo magnético del planeta.
Caracterizar los neutros de la exosfera y los iones magnetosféricos acelerados.
Determinar la composición de los materiales reflectantes del radar en los gimnasios de los polos de Mercurio.
Determinar las propiedades eléctricas de la interfaz corteza/atmósfera/ambiente.
Determinar las características de la dinámica de la magnetosfera de Mercurio y sus relaciones con los factores externos y sus condiciones internas.
Medir las propiedades del plasma interplanetario en crucero y en las proximidades de Mercurio.
Investigador principal: Barry Mauk / APL
Ciencia de la radio (RS)
Se midió la gravedad de Mercurio y el estado del núcleo planetario utilizando los datos de posicionamiento de la nave espacial. [50] [51]
Objetivos: [51]
Determinar la posición de la nave espacial durante las fases de crucero y orbital de la misión.
Observar las perturbaciones gravitacionales de Mercurio para investigar las variaciones espaciales de la densidad en el interior del planeta y un componente variable en el tiempo de la gravedad de Mercurio para cuantificar la amplitud de la libración de Mercurio .
Proporcionar mediciones precisas del alcance de la nave espacial MESSENGER a la superficie de Mercurio para determinar el mapeo de altitud adecuado con el MLA.
Investigador principal: David Smith / Centro de vuelo espacial Goddard de la NASA
Imágenes de la nave espacial
Diagrama de MESSENGER .
El montaje de los paneles solares de MESSENGER por técnicos de APL.
Los técnicos preparan a MESSENGER para transferirlo a una instalación de procesamiento peligroso.
Fijación del PAM al MESSENGER . En esta vista destaca el parasol de tela cerámica.
Un trabajador traje supervisa el suministro de combustible de hidracina que se cargará en el MESSENGER .
Perfil de la misión
Lanzamiento y trayectoria
La sonda MESSENGER fue lanzada el 3 de agosto de 2004 a las 06:15:56 UTC por la NASA desde el Complejo de Lanzamiento Espacial 17B en la Estación de la Fuerza Aérea de Cabo Cañaveral en Florida, a bordo de un vehículo de lanzamiento Delta II 7925. La secuencia completa de encendido duró 57 minutos, llevando a la nave espacial a una órbita heliocéntrica, con una velocidad final de 10,68 km/s (6,64 millas/s) y enviando la sonda a una trayectoria de 7.900 millones de kilómetros (4.900 millones de millas) que tardó 6 años, 7 meses y 16 días antes de su inserción orbital el 18 de marzo de 2011. [29]
Viajar a Mercurio y entrar en órbita requiere un cambio de velocidad extremadamente grande ( ver delta-v ) porque la órbita de Mercurio está en lo profundo del pozo de gravedad del Sol . En un curso directo de la Tierra a Mercurio, una nave espacial se acelera constantemente a medida que cae hacia el Sol, y llegará a Mercurio con una velocidad demasiado alta para alcanzar la órbita sin un uso excesivo de combustible. Para los planetas con atmósfera, como Venus y Marte , las naves espaciales pueden minimizar su consumo de combustible al llegar utilizando la fricción con la atmósfera para entrar en órbita ( aerocaptura ), o pueden encender brevemente sus motores de cohete para entrar en órbita seguido de una reducción de la órbita por aerofrenado . Sin embargo, la tenue atmósfera de Mercurio es demasiado delgada para estas maniobras. En cambio, MESSENGER utilizó ampliamente maniobras de asistencia gravitatoria en la Tierra, Venus y Mercurio para reducir la velocidad relativa a Mercurio, luego utilizó su gran motor de cohete para entrar en una órbita elíptica alrededor del planeta. El proceso de sobrevuelo múltiple redujo en gran medida la cantidad de combustible necesario para frenar la nave espacial, pero al precio de prolongar el viaje por muchos años y hasta una distancia total de 7.900 millones de kilómetros (4.900 millones de millas).
Varios encendidos de propulsores planificados en ruta a Mercurio fueron innecesarios, porque estos ajustes finos del curso se realizaron utilizando la presión de la radiación solar que actuaba sobre los paneles solares de MESSENGER. [58] Para minimizar aún más la cantidad de propulsor necesario, la inserción orbital de la nave espacial apuntó a una órbita altamente elíptica alrededor de Mercurio.
La órbita alargada tenía otras dos ventajas: permitía que la nave espacial tuviera tiempo de enfriarse después de los momentos en que estuvo entre la superficie caliente de Mercurio y el Sol, y también permitía que la nave espacial midiera los efectos del viento solar y los campos magnéticos del planeta a varias distancias, al tiempo que permitía realizar mediciones y fotografías de cerca de la superficie y la exosfera. La nave espacial estaba originalmente programada para lanzarse durante una ventana de 12 días que comenzaba el 11 de mayo de 2004. El 26 de marzo de 2004, la NASA anunció que el lanzamiento se trasladaría a una ventana de lanzamiento posterior de 15 días que comenzaba el 30 de julio de 2004, para permitir más pruebas de la nave espacial. [59] Este cambio alteró significativamente la trayectoria de la misión y retrasó la llegada a Mercurio dos años. El plan original preveía tres maniobras de sobrevuelo de Venus, con la inserción en órbita de Mercurio programada para 2009. La trayectoria se modificó para incluir un sobrevuelo de la Tierra, dos sobrevuelos de Venus y tres sobrevuelos de Mercurio antes de la inserción en órbita el 18 de marzo de 2011. [60]
Diagrama despiezado del vehículo de lanzamiento Delta II con MESSENGER
El lanzamiento de MESSENGER en un vehículo de lanzamiento Delta II.
Animación de la trayectoria de MESSENGER desde el 3 de agosto de 2004 hasta el 1 de mayo de 2015 MENSAJERO ·Tierra ·Mercurio ·Venus
Trayectoria interplanetaria del orbitador MESSENGER .
Sobrevuelo de la Tierra
La MESSENGER realizó un sobrevuelo de la Tierra un año después de su lanzamiento, el 2 de agosto de 2005, con su aproximación más cercana a las 19:13 UTC a una altitud de 2.347 kilómetros (1.458 millas terrestres) sobre Mongolia central . El 12 de diciembre de 2005, un encendido de 524 segundos de duración (Maniobra en el Espacio Profundo o DSM-1) del gran propulsor ajustó la trayectoria para el próximo sobrevuelo de Venus en 316 m/s. [61]
Durante el sobrevuelo de la Tierra, el equipo de MESSENGER tomó imágenes de la Tierra y la Luna utilizando MDIS y verificó el estado de varios otros instrumentos observando la composición atmosférica y de la superficie y probando la magnetosfera y determinando que todos los instrumentos probados estaban funcionando como se esperaba. Este período de calibración tenía como objetivo garantizar la interpretación precisa de los datos cuando la nave espacial entró en órbita alrededor de Mercurio. Asegurarse de que los instrumentos funcionaran correctamente en una etapa tan temprana de la misión permitió la oportunidad de corregir múltiples errores menores. [62]
El paso de la Tierra se utilizó para investigar la anomalía de paso , en la que se ha observado que algunas naves espaciales tienen trayectorias ligeramente diferentes a las previstas. Sin embargo, no se observó ninguna anomalía en el paso de MESSENGER. [63]
Una vista de la Tierra desde la sonda MESSENGER durante su sobrevuelo.
Una vista de la Tierra desde la sonda MESSENGER durante su sobrevuelo.
La Tierra y la Luna (abajo a la izquierda), capturadas por MESSENGER desde una distancia de 183 millones de kilómetros.
Secuencia de sobrevuelo de la Tierra capturada el 3 de agosto de 2005 ( video de tamaño completo ).
Dos sobrevuelos de Venus
El 24 de octubre de 2006, a las 08:34 UTC, la MESSENGER se encontró con Venus a una altitud de 2.992 kilómetros (1.859 mi). Durante el encuentro, la MESSENGER pasó por detrás de Venus y entró en conjunción superior , un período en el que la Tierra estaba en el lado exactamente opuesto del Sistema Solar, con el Sol inhibiendo el contacto por radio. Por esta razón, no se realizaron observaciones científicas durante el sobrevuelo. La comunicación con la nave espacial se restableció a fines de noviembre y realizó una maniobra en el espacio profundo el 12 de diciembre, para corregir la trayectoria y encontrarse con Venus en un segundo sobrevuelo. [64]
El 5 de junio de 2007, a las 23:08 UTC, la sonda MESSENGER realizó un segundo sobrevuelo de Venus a una altitud de 338 km (210 mi), lo que supuso la mayor reducción de velocidad de la misión. Durante el encuentro, todos los instrumentos se utilizaron para observar Venus y prepararse para los siguientes encuentros con Mercurio. El encuentro proporcionó datos de imágenes en el espectro visible e infrarrojo cercano de la atmósfera superior de Venus . También se registraron espectrometrías ultravioleta y de rayos X de la atmósfera superior para caracterizar la composición. La Venus Express de la ESA también estaba en órbita durante el encuentro, lo que proporcionó la primera oportunidad de medir simultáneamente las características de partículas y campos del planeta. [65]
Venus fotografiada por MESSENGER en su primer sobrevuelo del planeta en 2006.
Venus fotografiada por MESSENGER en su segundo sobrevuelo del planeta en 2007.
Una imagen más detallada de Venus MESSENGER en el segundo sobrevuelo del planeta.
Secuencia de imágenes a la salida de MESSENGER tras su segundo sobrevuelo del planeta.
Tres sobrevuelos de Mercurio
La MESSENGER realizó un sobrevuelo de Mercurio el 14 de enero de 2008 (realizando su aproximación más cercana de 200 km sobre la superficie de Mercurio a las 19:04:39 UTC ), seguido de un segundo sobrevuelo el 6 de octubre de 2008. [11] La MESSENGER ejecutó un sobrevuelo final el 29 de septiembre de 2009, desacelerando aún más la nave espacial. [12] [13] En algún momento durante el acercamiento más cercano del último sobrevuelo, la nave espacial entró en modo seguro . Aunque esto no tuvo efecto en la trayectoria necesaria para la inserción en órbita posterior, resultó en la pérdida de datos científicos e imágenes que estaban planificados para el tramo de ida del sobrevuelo. La nave espacial se había recuperado por completo aproximadamente siete horas después. [66] Una última maniobra en el espacio profundo, DSM-5, se ejecutó el 24 de noviembre de 2009, a las 22:45 UTC para proporcionar el cambio de velocidad requerido de 0,177 kilómetros por segundo (0,110 mi/s) para la inserción programada en la órbita de Mercurio el 18 de marzo de 2011, marcando el comienzo de la misión orbital. [67]
La primera imagen de Mercurio obtenida con la cámara gran angular en color de alta resolución por MESSENGER .
Mercurio visto más adelante en el primer sobrevuelo, mostrando muchas características previamente desconocidas
Vista desde el segundo sobrevuelo en octubre de 2008, con el cráter Kuiper cerca del centro
Llanuras suaves de Borealis Planitia fotografiadas por MESSENGER durante el tercer sobrevuelo del planeta.
Una imagen de parte del lado nunca antes visto del planeta.
Cráteres inundados de lava y grandes extensiones de llanuras volcánicas lisas en Mercurio.
La maniobra de los propulsores para insertar la sonda en la órbita de Mercurio comenzó a las 00:45 UTC del 18 de marzo de 2011. La maniobra de frenado a 0,9 km/s (0,5 mi/s) duró unos 15 minutos, y la confirmación de que la nave estaba en la órbita de Mercurio se recibió a la 01:10 UTC del 18 de marzo (21:10, 17 de marzo EDT). [57] El ingeniero líder de la misión, Eric Finnegan, indicó que la nave espacial había logrado una órbita casi perfecta. [68]
La órbita de la MESSENGER era muy elíptica, y se acercaba a 200 kilómetros de la superficie de Mercurio y luego a 15.000 kilómetros de ella cada doce horas. Se eligió esta órbita para proteger a la sonda del calor irradiado por la superficie caliente de Mercurio. Solo una pequeña parte de cada órbita se encontraba a baja altitud, donde la nave espacial estaba sujeta al calentamiento radiativo del lado caliente del planeta. [69]
Animación de la trayectoria de la sonda MESSENGER alrededor de Mercurio desde el 15 de marzo de 2011 hasta el 30 de diciembre de 2014 MENSAJERO ·Mercurio
Charles Bolden y sus colegas esperan noticias de la sonda MESSENGER .
Charles Bolden felicita a Eric Finnegan luego de la exitosa inserción orbital.
La primera fotografía desde la órbita de Mercurio, tomada por MESSENGER el 29 de marzo de 2011.
Un gráfico simplificado que muestra la trayectoria de inserción orbital de MESSENGER .
Ciencia primaria
Después de la inserción orbital de la MESSENGER , se llevó a cabo una fase de puesta en servicio de dieciocho días. El personal supervisor encendió y probó los instrumentos científicos de la nave para asegurarse de que habían completado el viaje sin daños. [70] La fase de puesta en servicio "demostró que la nave espacial y la carga útil [estaban] funcionando normalmente, a pesar del desafiante entorno de Mercurio". [33]
La misión principal comenzó como estaba previsto el 4 de abril de 2011, con MESSENGER orbitando Mercurio una vez cada doce horas durante una duración prevista de doce meses terrestres, el equivalente a dos días solares en Mercurio. [33] El investigador principal Sean Solomon, entonces del Instituto Carnegie de Washington , dijo: "Con el comienzo hoy de la fase científica primaria de la misión, realizaremos observaciones casi continuas que nos permitirán obtener la primera perspectiva global del planeta más interior. Además, a medida que la actividad solar aumenta de manera constante, tendremos un asiento en primera fila en el sistema magnetosfera-atmósfera más dinámico del Sistema Solar". [33]
El 5 de octubre de 2011, los resultados científicos obtenidos por MESSENGER durante sus primeros seis meses terrestres en la órbita de Mercurio se presentaron en una serie de artículos en el Congreso Europeo de Ciencias Planetarias en Nantes , Francia. [20] Entre los descubrimientos presentados estaban las concentraciones inesperadamente altas de magnesio y calcio encontradas en el lado nocturno de Mercurio, y el hecho de que el campo magnético de Mercurio está desplazado mucho más al norte del centro del planeta. [20]
Una imagen monocromática de Mercurio de MESSENGER , con Warhol en el centro.
Una instantánea cercana de las crestas cercanas al polo sur de Mercurio.
A MESSENGER image of Mercury shows previously undetected fault scarps— cliff-like landforms resembling stairs that are small enough that scientists believe they are geologically young. This shows that Mercury is still contracting, and that Earth is not the only tectonically active Solar System planet.
Extended mission
Topography of Mercury based on MDIS (Mercury Dual Imaging System) data
In November 2011, NASA announced that the MESSENGER mission would be extended by one year, allowing the spacecraft to observe the 2012 solar maximum.[1] Its extended mission began on March 17, 2012, and continued until March 17, 2013. Between April 16 and 20, 2012, MESSENGER carried out a series of thruster manoeuvres, placing it in an eight-hour orbit to conduct further scans of Mercury.[71]
In November 2012, NASA reported that MESSENGER had discovered both water ice and organic compounds in permanently shadowed craters in Mercury's north pole.[21][72] In February 2013, NASA published the most detailed and accurate 3D map of Mercury to date, assembled from thousands of images taken by MESSENGER.[73][74]MESSENGER completed its first extended mission on March 17, 2013,[2] and its second lasted until April 2015.[19] In November 2013, MESSENGER was among the numerous space assets that imaged Comet Encke (2P/Encke) and Comet ISON (C/2012 S1).[75][76][77] As its orbit began to decay in early 2015, MESSENGER was able to take highly detailed close-up photographs of ice-filled craters and other landforms at Mercury's north pole.[78] After the mission was completed, review of the radio ranging data provided the first measurement of the rate of mass loss from the Sun.[79]
False-color map showing maximum temperatures of north polar region.
Perspective view of Caloris Basin – high (red); low (blue).
Discovery of water, organic compounds and volcanism
On July 3, 2008, the MESSENGER team announced that the probe had discovered large amounts of water present in Mercury's exosphere, which was an unexpected finding.[82] In the later years of its mission, MESSENGER also provided visual evidence of past volcanic activity on the surface of Mercury,[83] as well as evidence for a liquid iron planetary core.[82] The probe also constructed the most detailed and accurate maps of Mercury to date, and furthermore discovered carbon-containing organic compounds and water ice inside permanently shadowed craters near the north pole.[84]
On February 18, 2011, a portrait of the Solar System was published on the MESSENGER website. The mosaic contained 34 images, acquired by the MDIS instrument during November 2010. All the planets were visible with the exception of Uranus and Neptune, due to their vast distances from the Sun. The MESSENGER "family portrait" was intended to be complementary to the Voyager family portrait, which was acquired from the outer Solar System by Voyager 1 on February 14, 1990.[85]
MESSENGER captured a near-complete portrait of the Solar System during November 2010.
View of a total lunar eclipse
A lunar eclipse as viewed from Mercury, captured from the MESSENGER spacecraft. The Moon can be seen falling into the shadow of Earth.
On October 8, 2014 from 9:18 UTC to 10:18 UTC, MESSENGER took 31 images, taken two minutes apart, of the Earth and the Moon, as the Moon underwent a total lunar eclipse. MESSENGER was 107 million kilometers (66 million miles) from the Earth at the time of the lunar eclipse. The Earth is about 5 pixels across and the Moon is just over 1 pixel across in the field of view of the NAC, with about 40 pixels distance between them. The images are zoomed by a factor of two and the Moon's brightness has been increased by a factor of about 25 to show its disappearance more clearly. This was the first observation of a lunar eclipse, of Earth's Moon, in history to be viewed from another planet.[86][17]
End of mission
After running out of propellant for course adjustments, MESSENGER entered its expected terminal phase of orbital decay in late 2014. The spacecraft's operation was extended by several weeks by exploiting its remaining supply of helium gas, which was used to pressurize its propellant tanks, as reaction mass.[87]MESSENGER continued studying Mercury during its decay period.[3] The spacecraft crashed onto the surface of Mercury on April 30, 2015, at 3:26 p.m. EDT (19:26 GMT), at a velocity of 14,080 km/h (8,750 mph), probably creating a crater in the planet's surface approximately 16 m (52 ft) wide.[18][88] The spacecraft was estimated to have impacted at 54.4° N, 149.9° W on Suisei Planitia, near the crater Janáček.[89] The crash occurred at a place not visible from Earth at the time, and thus was not detected by any observers or instruments. NASA confirmed the end of the MESSENGER mission at 3:40 p.m. EDT (19:40 GMT) after NASA's Deep Space Network did not detect the spacecraft's reemergence from behind Mercury.[88][90]
MESSENGER's first (March 29, 2011) and last (April 30, 2015) images from Mercury's orbit (impact details).
^ a b"NASA extends spacecraft's Mercury mission". UPI. November 15, 2011. Retrieved December 20, 2012.
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MESSENGER Mission Page Archived December 13, 2020, at the Wayback Machine – official information regarding the mission on the NASA website
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Mercury Flyby 1 Visualization Tool and Mercury Flyby 1 Actuals – comparison between simulated views of Mercury to the images actually acquired by MESSENGER during flyby 1
Mercury Flyby 2 Visualization Tool and Mercury Flyby 2 Actuals – comparison between simulated views of Mercury to the images actually acquired by MESSENGER during flyby 2
MESSENGER Image Gallery
NSSDC Master Catalog entry
Video from MESSENGER as it departs Earth
Mercury data collected by both Mariner 10 and MESSENGER
NASA Solar System 2015-04-27 MESSENGER at Mercury Images of the Mission
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![Hollows in the wall of crater Sholem Aleichem.[80][81]](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/7/7f/Hollows_in_Sholem_Aleichem.jpg/1280px-Hollows_in_Sholem_Aleichem.jpg)
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