sondy kosmiczne
MESSENGER
MESSENGER
Inne oznaczenia i nazwy:
   • Mercury Surface, Space Environment, Geochemistry and Ranging
   • 2004-030A
   • 28391

Data i godzina startu: 3 sierpnia 2004 roku o 6:15:56 czasu uniwersalnego
Masa całkowita sondy: 1093 kg

Cel misji
Sonda MESSENGER jest drugą sondą przeznaczoną do badania Merkurego i pierwszą, która weszła na jego orbitę. MESSENGER sfotografuje z wysoką rozdzielczością całą powierzchnię planety, przeanalizuje jej ukształtowanie, zbada strukturę wewnętrzną, magnetosferę oraz jej oddziaływanie z wiatrem słonecznym. Sprawdzi także czy w rejonach biegunowych Merkurego występuje lód wodny.

Budowa sondy
Korpus sondy powstał na bazie prostopadłościanu o wymiarach 1,27 na 1,42 na 1,85 metra. Wewnątrz znajdują się trzy zbiorniki paliwa, zbiornik helu, akumulatory oraz cała elektronika. Na dolnej podstawie umieszczono adapter rakiety nośnej oraz większość instrumentów naukowych, na górnej - dyszę silnika głównego. Na na prawym i lewym panelu bocznym zamocowano wsporniki dwóch baterii słonecznych a na przednim (zwróconym w stronę Słońca) panelu zamontowano półcylindryczną osłonę przeciwsłoneczną o wymiarach 2,5 na 2 metry. Na tylnym panelu zainstalowano maszt magnetometru o długości 3,6 metra.

System napędowy sondy składa się z pojedynczego silnika głównego LVA o ciągu 645 N, czterech silniczków o ciągu 22 N - do utrzymywania orientacji przestrzennej w czasie pracy silnika głównego, oraz dziesięciu silniczków o ciągu 4,4 N do małych korekt trajektorii oraz utrzymywania poprawnej orientacji przestrzennej. 607,8 kg paliwa do silniczków zgromadzono w trzech tytanowych zbiornikach (dwóch na hydrazynę i jeden na czterotlenek azotu). Paliwo przetłaczanie jest do silniczków za pomocą sprężonego helu zgromadzonego w osobnym zbiorniku ciśnieniowym.

Orientacja przestrzenna sondy utrzymywana jest w trybie trójosiowym za pomocą kół zamachowych (z ang. reaction wheel) i w razie konieczności dzięki małym silniczkom korekcyjnym. System nawigacyjny oraz orientacji przestrzennej sondy opiera się na danych gromadzonych przez dwie kamery śledzące pozycje gwiazd, sześć czujników położenia Słońca oraz jednostki inercyjne, złożone z żyroskopów oraz akcelerometrów.

Sonda zasilana jest za pomocą dwóch baterii słonecznych o wymiarach 1,5 na 1,65 metra. W trakcie podróży międzyplanetarnej generują one moc od 385 do 485 watów. Na orbicie Merkurego baterie będą wytwarzać 640 W mocy. W celu ochrony przed przegrzaniem, ogniwa słoneczne (GaAs/Ge) zostały poprzedzielane pasami błyszczącej folii, która pokrywa 72% powierzchni paneli. Sondę wyposażono także w akumulator niklowo-wodorowy o pojemności 23 Ah.

Komunikacja z sondą odbywa się w paśmie X poprzez dwie anteny wysokiego zysku HGA, dwie anteny średniego zysku (MGA) i cztery anteny niskiego zysku (LGA). Anteny HGA i LGA umieszczono na osłonie przeciwsłonecznej i tylnej ściance w taki sposób, aby co najmniej jedna znajdowała się w kontakcie z Ziemią. Dane z sondy mogą być przesyłane z szybkością od 9,9 b/s do 104 kb/s, natomiast transmisja komend z Ziemi - od 7,8 do 500 b/s.

Ponieważ sondą będzie pracować w odległości około 46 milionów kilometrów od Słońca, została wyposażona w osłonę przeciwsłoneczną wykonaną z tworzywa ceramicznego Nextel oraz kilku warstw izolacji Kaptonowej. Większość powierzchni sondy została pokryta wielowarstwową izolacja termiczną, nadmiar ciepła z elektroniki odprowadzany jest za pomocą specjalnych radiatorów. Aby zminimalizować nagrzewanie się sondy promieniowaniem odbitym od powierzchni Merkurego, zoptymalizowano odpowiednio orbitę MESSENGERA.

Sonda posiada dwa w pełni zdublowane systemy komputerowe: główny i zapasowy. Sercem każdego z nich jest 25 MHz procesor główny oraz 10 MHz awaryjny procesor wspomagający - obydwa bazują na procesorach RAD6000. Dane zarówno naukowe jak i inżynieryjne zapisywane są na dwóch (jeden zapasowy) jednostkach rejestracyjnych typu flash o pojemności 1 GB każdy.

Instrumenty naukowe
Sondę wyposażono w siedem instrumentów naukowych: MDIS, GRNS, XRS, MAG, MLA, MASCS i EPPS. Eksperyment radiowy Radio Science zostanie przeprowadzony przy użyciu podsystemu komunikacyjnego sondy.

   • MDIS (Mercury Dual Imaging System) - instrument łączy w sobie dwie kamery: szerokokątną i wąskokątną. Kamera szerokokątna ma pole widzenia 10,5° i została wyposażona w zestaw 12 filtrów pokrywających zakres spektralny od 395 do 1040 nm. Światło po przejściu przez filtr trafia ma matrycę detektora CCD o rozmiarze 1024 na 1024 piksele. Zapewnia rozdzielczość od 72 m (z odległości 200 km) do około 5,4 kilometra (z odległości 15 000 kilometrów). Kamera wąskokątna ma pole widzenia 1,5° i została wyposażona jedynie w filtr ograniczający zakres spektralny. Detektorem jest matryca CCD o rozmiarze 1024 na 1024 piksele. Zapewnia rozdzielczość 5,2 m (z odległości 200 km) i 390 m (z odległości 15 000 km). Czas naświetlania obydwóch detektorów można zmieniać w zakresie od 1 ms do 10 s. Zadaniem instrumentu jest wykonanie zdjęć zarówno kolorowych, monochromatycznych jak i trójwymiarowych) powierzchni Merkurego.

   • GRNS (Gamma-Ray and Neutron Spectrometer) - instrument składa się z dwóch przyrządów: spektrometru promieniowania gamma i spektrometru neutronów. Spektrometr promieniowania gamma składa się ze scentylatora w kształcie walca (średnica 9,0 cm; wysokość 9,5 cm; grubości ścianki 1,25 cm) wykonanego z germanku bizmutu oraz chłodzonego do temperatury -183°C półprzewodnikowego kryształu germanu, służącego jako detektor. Specjalne osłony zapewniają 45 stopniowe pole widzenia przyrządu. Energetyczny zakres detekcji promieniowania mieści się w granicach od 0,3 do 10 MeV. Przyrząd będzie przesyłał dane o składzie powierzchni Merkurego, w szczególności o występowaniu takich pierwiastków jak: tlen, magnez, tytan, sód, krzem, żelazo, wodór, potas, tor i uran. Spektrometr neutronów składa się z dwóch płytek scentylatorów wykonanych ze szkła GS20 (6,6% wag. dodatek litu) przedzielonych dwoma płytkami scentylatora wykonanego z materiału absorbującego neutrony BC454. Scentylatory znajdują się w polu widzenia oddzielnych fotomnożników. GS20 zlicza neutrony termiczne, podczas gdy BC454 mierzy tzw. szybkie neutrony i neutrony epitermiczne. Mierząc stosunek neutronów termicznych do epitermicznych wybitych z powierzchni Merkurego, będzie można określić ilość wodoru w gruncie (prawdopodobnie związanego w cząsteczce wody) oraz innych pierwiastków.

   • XRS (X-ray Spectrometer) - instrument składa się z trzech liczników proporcjonalnych wyposażonych w okna berylowe. Każdy licznik posiada specjalne obwody i ekrany do eliminacji promieniowania kosmicznego oraz berylowy kolimator o polu widzenia 12°. Dwa detektory wyposażono w cienkie (8,5 mikrometra) filtry magnezowe i glinowe do lepszego rozdzielenia niskoenergetycznych linii emisyjnych krzemu, glinu i magnezu. Energetyczny zakres detekcji promieniowania mieści się w granicach od 0,7 do 10 keV. Dodatkowo przyrząd wyposażono w mały półprzewodnikowy, krzemowy detektor monitorujący strumień słonecznego promieniowania rentgenowskiego. Przyrząd zbada skład gruntu Merkurego, w szczególności określi występowanie pierwiastków takich jak: magnez, glin, krzem, siarka, wapń, tytan i żelazo.

   • MAG (Magnetometer) - jest to trójosiowy pierścieniowo-rdzeniowy magnetometr typu fluxgate, umieszczony na maszcie długości 3,6 metra. Zakres detekcji natężenia pola magnetycznego mieści się w granicach od -1024 do +1024 nT. Instrument może pracować z częstotliwością 40 Hz, czas odczytu można zmieniać w zakresie od 0,025 do 1 sekundy. Magnetometr szczegółowo zbada pole magnetyczne Merkurego, w szczególności dokładnie określi jego natężenie oraz zmienność wraz z pozycją sondy na orbicie.

   • MLA (Mercury Laser Altimeter) - wysokościomierz laserowy. Instrument składa się z lasera Cr:Nd:YAG (długość fali 1064 nm) oraz czterech odbiorników. Każdy odbiornik składa się z teleskopu z szafirową soczewką oraz fotodiodą. Specjalny zegar mierzy czas pomiędzy wysłaniem impulsu a jego odbiorem. Dokładność mierzonego czasu wynosi 3,3 ns - odpowiada to różnicy wysokości około 50 cm. Zadaniem instrumentu jest zbadanie topografii powierzchni Merkurego, a w połączeniu z innymi danymi będzie można określić kształt globu Merkurego, jego osi obrotu, libracji oraz pola grawitacyjnego.

   • MASCS (Mercury Atmospheric and Surface Composition Spectrometer) - instrument składa się z dwóch spektrometrów: światła widzialnego i ultrafioletu (UVVS) oraz światła widzialnego i podczerwieni (VIRS). UVVS składa się z siatki dyfrakcyjnej, trzech szczelin wejściowych i trzech fotomnożników (detektory). Każdy fotomnożnik przydzielony jest do jednego z trzech zakresów widma: do dalekiego ultrafioletu (115-190 nm), do środkowego ultrafioletu (160-320 nm) i do światła widzialnego (250-600 nm). Instrument zoptymalizowany jest do detekcji słabych emisji z rzadkiej atmosfery Merkurego, ale obydwa detektory ultrafioletu mogą również analizować światło odbite od jego powierzchni. Pole widzenia instrumentu w przypadku obserwacji atmosfery wynosi 1° na 0,05°; w przypadku obserwacji powierzchni Merkurego - 0,023° na 0,023°. VIRS przeznaczony jest do badania widma powierzchni w zakresie spektralnym od 300 do 1450 nm, z rozdzielczością przestrzenną od 100 m do 7,5 km. Pole widzenia przyrządu wynosi 0,023° na 0,023°. Światło po przejściu przez siatkę dyfrakcyjną pada na płytkę światłodzielną, która oddziela światło widzialne (300-1025 nm) od promieniowania podczerwonego (950-1450 nm). Detektorem światła widzialnego jest liniowy układ 512 pikseli krzemowych, natomiast w przypadku podczerwieni detektorem jest liniowy układ 254 pikseli wykonanych z arsenku galowo-indowego. UVVS określi skład i strukturę egzosfery Merkurego, zbada emisję gazów oraz będzie poszukiwał jonów w rzadkiej atmosferze Merkurego. VIRS będzie poszukiwał na powierzchni Merkurego minerałów krzemianowych zawierających żelazo i tytan takich jak piroksen, oliwin i ilmenit.

   • EPPS (Energetic Particle and Plasma Spectrometer) - spektrometr plazmy i cząstek energetycznych. Instrument składa się z dwóch przyrządów: spektrometru plazmy (FIPS) i spektrometru cząstek energetycznych (EPS). Głowica EPS przeznaczona jest do pomiaru kątowego rozkładu jonów o energiach od 10 keV/nukleon do około 5 MeV (pierwiastki wodór, hel, żelazo oraz cząstki CNO) oraz elektronów o energiach od 20 do 700 keV. Kolimator dla jonów ma pole widzenia 160° na 12° podzielony został na sześć sekcji, natomiast elektrony mierzone są w dwóch 25-stopniowych sekcjach. FIPS przeznaczony jest do detekcji wodoru, helu-3, helu-4, tlenu, neonu, sodu, potasu, siarki, argonu i żelaza. Przyrząd, którego pole widzenia wynosi 360° na 70°, może analizować jony o energiach od 0 do 10 keV/q (q - ładunek elementarny). EPPS zbada cząstki naładowane i elektrony w egzosferze i magnetosferze Merkurego.

   • Radio Science - eksperyment radiowy. Dokładne śledzenie sygnału radiowego pozwoli oszacować zmiany prędkości orbitalnej sondy (z dokładnością do 1 mm/s), która jest związana ze zmianami pola grawitacyjnego Merkurego. Pole grawitacyjne zależy z kolei od rozkładu wewnętrznego masy. Do przeprowadzenia pomiarów zostanie wykorzystany system komunikacyjny sondy. Eksperyment posłuży do wyznaczenia mapy pola grawitacyjnego, kształtu globu oraz amplitudy libracji.

Przebieg misji
   • 7 lipca 1999 - NASA wybrała do realizacji sondę MESSENGER jako siódmą misję programu Discovery.
   • 19 grudnia 2003 - MESSENGER został przewieziony z Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory w Laurel do Goddard Space Flight Center w Greenbelt.
   • 27 lutego 2004 - zakończono pięciotygodniowe testy sondy w komorze próżniowo-termicznej.
   • 9 marca 2004 - sonda została przewieziona z GSFC do pomieszczeń Astrotech w Titusville (Floryda), gdzie została ostatecznie przygotowana do startu.
   • 2 lipca 2004 - zbiorniki sondy zostały zatankowane niezbędną ilością paliwa.
   • 6 lipca 2004 - przeprowadzono test wirowania sondy - sprawdzono wówczas czy jest właściwie wyważona.
   • 12 lipca 2004 - MESSENGER został połączony z silnikiem trzeciego stopnia rakiety.
   • 27 lipca 2004 - sonda została zamknięta w kapsule aerodynamicznej rakiety nośnej.
   • 3 sierpnia 2004 - o godzinie 6:15:56 czasu uniwersalnego z Przylądka Canaveral wystartowała rakieta nośna Delta II (wersja 7925H) z sondą MESSENGER na pokładzie.
   • 2 sierpnia 2005 - o 19:13:08 czasu uniwersalnego nastąpił przelot sondy obok Ziemi w odległości 2348 km (nad Mongolią).
   • 12 grudnia 2005 - wykonano pierwszy manewr DSM-1, 553-sekundowe odpalenie silnika głównego zmieniło prędkość sondy o 315 m/s.
   • 24 października 2006 - o 8:34:00 czasu uniwersalnego nastąpił pierwszy przelot sondy obok Wenus (odległość 2987 km).
   • 5 czerwca 2007 - o 23:10:11 czasu uniwersalnego sonda przeleciała w odległości 313 km od Wenus, realizując tym samym manewr wsparcia grawitacyjnego (zmiana prędkości sondy o około 8,7 km/s).
   • 17 października 2007 - wykonano drugi manewr DSM-2, zmiana prędkości o 226 m/s.
   • 14 stycznia 2008 - o 19:04:39 czasu uniwersalnego, sonda przeleciała w odległości 200 kilometrów nad powierzchnią Merkurego.
   • 19 marca 2008 - o 19:30 czasu uniwersalnego rozpoczęto manewr korekty trajektorii TCM-23 (DSM-3). 150-sekundowa praca silnika głównego zmieniła prędkość sondy o 72,24 m/s.
   • 6 października 2008 - o 8:43 czasu uniwersalnego sonda przeleciała w odległości 200 kilometrów od powierzchni Merkurego,
   • 4 grudnia 2008 - o 19:30 czasu uniwersalnego rozpoczęto 4,5-minutowy manewr korekty trajektorii TCM-24 (DSM-4A), który zwiększył prędkość sondy o 219 m/s (do 30,994 km/s).
   • 8 grudnia 2008 - o 19:30 czasu uniwersalnego rozpoczęto manewr korekty trajektorii TCM-25 (DSM-4B), który zwiększył prędkość sondy o 24,7 m/s.
   • 29 września 2009 - o 21:55 czasu uniwersalnego sonda przeleciała w odległości 228 kilometrów od powierzchni Merkurego, realizując tym samym trzeci i ostatni manewr wsparcia grawitacyjnego z tą planetą.
   • 24 listopada 2009 - silnik główny sondy wykonał 3 minutowy i 18 sekundowy manewr DSM-5, który zwiększył prędkość sondy o 177 m/s.
   • 27 lutego 2010 - od startu sonda przebyła drogę 4 miliardów mil (6,436 miliarda kilometrów).
   • 18 marca 2011 - po 15-minutowej pracy silnika głównego (w trakcie której sonda zwolniła o 862 m/s), o 1:00 czasu uniwersalnego MESSENGER wszedł na orbitę Merkurego (200 na 15 000 km).
   • 4 kwietnia 2011 - po zakończeniu kilkunastodniowego okresu testów sondy i instrumentów naukowych, rozpoczęła się roczna misja główna MESSENGERA.
   • 13 czerwca 2011 - sonda MESSENGER spędziła już merkuriański rok (88 dni ziemskich) na orbicie tej najbliższej Słońcu planety.
   • 15 czerwca 2011 - sonda wykonała pierwszy manewr korekty perycentrum swojej orbity do wysokości 200 km (wskutek oddziaływania grawitacyjnego Słońca wysokość perycentrum wzrosła do około 506 km). 2 minutowy i 52 sekundowy manewr rozpoczął się o 19:40 czasu uniwersalnego - całkowita zmiana prędkości sondy wyniosła 28 m/s. Więcej...
   • 26 lipca 2011 - sonda wykonała drugi manewr korekty swojej orbity. W trakcie 3 minutowego i 8 sekundowego manewru, który rozpoczął się o 21:20 czasu uniwersalnego, zużyto 1,9 kg paliwa.
   • 7 września 2011 - sonda wykonała trzeci manewr korekty swojej orbity (wskutek oddziaływania grawitacyjnego Słońca wysokość perycentrum wzrosła do około 470 km). 2 minutowy i 46 sekundowy manewr rozpoczął się o 15:08 czasu uniwersalnego.
   • 24 października 2011 - sonda wykonała czwarty manewr korekty swojej orbity. W trakcie 2 minutowego i 39 sekundowego manewru, który rozpoczął się o 22:12 czasu uniwersalnego, nastąpiła zmiana prędkości sondy o 4,2 m/s.
   • 3 marca 2012 - o 1:44 czasu uniwersalnego sonda rozpoczęła 171 sekundowy manewr, który zredukował wysokość perycentrum orbity MESSENGERA z 405 do 200 kilometrów (obecna orbita 200 na 15 200 km, okres obiegu 12 godzin).
   • 18 marca 2012 - sonda MESSENGER oficjalnie rozpoczęła rozszerzoną fazę misji. Więcej...
   • 16 kwietnia 2012 - o godzinie 19:13 czasu uniwersalnego rozpoczął się 188-sekundowy manewr korekty orbity, który zredukował okres orbitalny MESSENGERA z 11 godzin i 36 minut do 9 godzin i 5 minut. Było to ostatnie odpalenie głównego silnika sondy (o ciągu 645 N), który działał aż do zużycia jednego ze składników (utleniacza - czterotleneku azotu) dwukomponentowego materiału pędnego. Więcej...
   • 20 kwietnia 2012 - o godzinie 23:05 czasu uniwersalnego rozpoczął się 4-minutowy manewr korekty orbity, który zredukował okres orbitalny MESSENGERA do 8 godzin (został on przeprowadzony przy użyciu czterech hydrazynowych silniczków korekcyjnych o ciągu 22 niutonów). Obecnie sonda znajduje się na polarnej orbicie o wysokości perycentrum 278 km i apocentrum 10 314 km. Więcej...
   • 3 maja 2012 - od chwili wejścia na orbitę Merkurego kamery MDIS wykonały łącznie 100 000 zdjęć. Więcej...
   • 23 czerwca 2012 - o godzinie 3:22 czasu uniwersalnego sonda MESSENGER wykonała 1000 orbitę wokół Merkurego.
   • 17 marca 2013 - sonda MESSENGER oficjalnie zakończyła rozszerzoną fazę misji. Więcej...
   • 22 maja 2013 - licząc od chwili wejścia MESSENGERA na orbitę Merkurego, sonda wykonała 2000 orbitę wokół tej planety. Więcej...
   • 6 lutego 2014 - prawie trzy lata po dotarciu MESSENGERA do Merkurego, sonda ta przesłała dwustutysięczne zdjęcie wykonane z orbity tej najbliższej Słońcu planety. Więcej...
   • 20 kwietnia 2014 - licząc od chwili wejścia MESSENGERA na orbitę Merkurego, sonda wykonała 3000 orbitę wokół tej planety. Więcej...
   • 17 czerwca 2014 - o godzinie 14:53 czasu uniwersalnego rozpoczęto 3 minutowy i 12 sekundowy manewr korekty orbity (OCM-9), który podwyższył perycentrum orbity MESSENGERA z 113,9 kilometra na 155,1 kilometra. Więcej...
   • 3 sierpnia 2014 - 10 rocznica wystrzelenia sondy MESSENGER z Ziemi. Więcej...
   • 8 października 2014 - kamera MESSENGERA sfotografowała zaćmienie Księżyca przez cień Ziemi. Więcej...
   • 24 października 2014 - o godzinie 18:58 czasu uniwersalnego rozpoczęto 2 minutowy i 29 sekundowy manewr korekty orbity, który podwyższył perycentrum orbity MESSENGERA z 26 kilometrów do 185,2 kilometra. Więcej...
   • 24 grudnia 2014 - inżynierowie poinformowali o możliwości wydłużenia misji MESSENGER-a o kolejne cztery tygodnie (do kwietnia 2015). Więcej...
   • 21 stycznia 2015 - o godzinie 17:27 czasu uniwersalnego rozpoczęto 1 minutowy i 49 sekundowy manewr korekty orbity, który podwyższył perycentrum orbity MESSENGERA z 25,7 kilometra do 105,1 kilometra. Więcej...
   • 30 kwietnia 2015 - o 19:26 czasu uniwersalnego sonda uderzyła w powierzchnię Merkurego, kończąc tym samym swoją ponad 10-letnią misję. Więcej...


Mapa serwisu
Zasady korzystania z serwisu
• Misje sond kosmicznych 2007-2015
• Data ostatniej aktualizacji: 5 maja 2015