Исследователи из Брауновского университета предложили концепт миссии Mercury Scout, которая сможет достичь Меркурия без традиционного топлива.
Вместо этого аппарат будет оснащен солнечным парусом, использующим давление солнечного света. Это снизит стоимость полета и позволит получить детальные снимки поверхности ближайшей к Солнцу планеты.
Основная задача Mercury Scout — геологическая съемка Меркурия в высоком разрешении. Миссия будет оснащена узкоугольной камерой NAC, способной делать снимки с разрешением до 1 м на пиксель. Это значительно лучше, чем камера MESSENGER, которая снимала поверхность Меркурия с разрешением до 20 метров на пиксель. Для сравнения, камера Lunar Reconnaissance Orbiter у Луны имеет разрешение до 0,5 м на пиксель.
Новая съемка поможет лучше понять историю коры Меркурия, оценить следы геологической активности и сравнить данные с предыдущими миссиями.
Особый интерес вызывает кора Меркурия, толщина которой составляет примерно 26 км. Это немного для планет Солнечной системы, и ее строение и история остаются важным вопросом для планетологов. Высокодетальная съемка позволит точнее рассмотреть разломы, уступы, кратеры и другие структуры, а также понять, как долго Меркурий оставался геологически активным.
Миссия к Меркурию сложна из-за близости к Солнцу. Когда космический аппарат приближается к внутренней части Солнечной системы, гравитация Солнца увеличивает его скорость, и для выхода на орбиту вокруг Меркурия требуется торможение. Это требует большого запаса топлива и сложной траектории.
Авторы Mercury Scout предлагают использовать солнечный парус, который не сжигает топливо, а использует давление света для движения и управления траекторией. Это может сделать аппарат компактнее и продлить срок службы миссии.
Идея солнечного паруса не нова, но успешных примеров его использования немного. В 2010 году миссия IKAROS стала первой, продемонстрировавшей использование солнечного паруса в межпланетном пространстве. В 2019 году LightSail 2 смог корректировать свою орбиту с помощью солнечного паруса. NASA также испытывает такие технологии, запустив в апреле 2024 года миссию Advanced Composite Solar Sail System (ACS3), которая успешно раскрыла паруса в августе 2024 года и сейчас работает на низкой околоземной орбите.
Mercury Scout задуман как миссия класса Discovery, недорогие научные проекты NASA стоимостью менее $1 млрд. Это сравнение особенно показательно, так как MESSENGER, первый аппарат на орбите Меркурия, также относился к этому классу. В новой работе авторы рассматривают все основные элементы миссии: схему движения, научные цели, состав приборов, конструкцию аппарата, связь и управление.
Для работы вблизи Солнца Mercury Scout будет иметь сильно вытянутую орбиту, проходящую в 200 км от поверхности в ближайшей точке и в 10 тыс. км в самой далекой. Это позволит сочетать детальную съемку с более щадящими условиями. Для связи будет использоваться плоская антенна, как на MESSENGER и Akatsuki, отправленной к Венере для изучения атмосферы.
Mercury Scout — это упрощенная миссия с одной научной нагрузкой, что позволяет сосредоточиться на главной цели.