Маринер-10

Аппарат был построен компанией «Боинг» на базе модифицированной платформы «Маринер». Корпус представлял собой восьмигранную конструкцию из магниевого и алюминиевого сплавов с диагональю 1,39 м и высотой 0,457 м. К корпусу крепились две поворотные солнечные панели, каждая длиной 2,7 м и шириной 0,97 м; общий размах аппарата с развёрнутыми панелями достигал 8 м. Аппарат был оснащён параболической антенной высокого усиления диаметром 1,37 м^[11]. Масса аппарата при запуске составляла 503 кг, из которых 79,4 кг приходилось на научные приборы.

Электроэнергию вырабатывали две солнечные панели общей площадью 5,1 м². Мощность варьировалась в зависимости от расстояния до Солнца: от 820 Вт при пролёте Венеры до 475 Вт у Меркурия. Для накопления энергии использовались никель-кадмиевые аккумуляторы ёмкостью 20 А·ч.

Аппарат использовал трёхосную систему ориентации. Для определения положения использовались солнечный датчик и звёздный датчик, нацеленный на Канопус. Коррекция положения осуществлялась с помощью двух комплектов микродвигателей, работавших на сжатом азоте и расположенных на концах солнечных панелей. Кроме того, «Маринер-10» стал первым аппаратом, использовавшим для управления ориентацией давление солнечного света на панели и антенну.

Управление аппаратом осуществлял бортовой компьютер с памятью на 512 слов. Для хранения научных данных, в первую очередь изображений, использовался ленточный накопитель ёмкостью 160 Мбит. Максимальная скорость передачи данных на Землю составляла 117,6 кбит/с.

В состав научной аппаратуры общей массой 79,4 кг входили:

• Две идентичные телевизионные камеры, установленные на сканирующей платформе.
• Два ультрафиолетовых спектрометра для изучения состава и свечения атмосферы^[12].
• Инфракрасный радиометр для измерения температуры поверхности.
• Два магнитометра, вынесенные на штанге для минимизации помех.
• Детекторы плазмы (сканирующий электростатический анализатор и спектрометр) для изучения солнечного ветра.
• Телескоп для регистрации заряженных частиц на базе счётчиков Гейгера-Мюллера.

Траектория полёта «Маринера-10» была новаторской для своего времени. Это была первая миссия, в ходе которой один аппарат исследовал две планеты (Венеру и Меркурий), и первая, использовавшая гравитационный манёвр у одной планеты для достижения другой.

Аппарат был запущен 3 ноября 1973 года. 5 февраля 1974 года «Маринер-10» совершил пролёт мимо Венеры на расстоянии 5768 км^[13]. Этот манёвр позволил скорректировать траекторию и замедлить аппарат, направив его к Меркурию.

После пролёта Венеры «Маринер-10» вышел на гелиоцентрическую орбиту с периодом обращения 176 суток, что было ровно вдвое больше периода обращения Меркурия (88 суток). Этот орбитальный резонанс позволил аппарату трижды сблизиться с планетой для её изучения^[14].

Миссия была официально завершена 24 марта 1975 года, когда на борту иссяк запас сжатого азота, необходимого для работы двигателей системы ориентации. После этого неактивный аппарат остался на орбите вокруг Солнца^[15].

Основные параметры гелиоцентрической орбиты аппарата после манёвра у Венеры:

• COSPAR: 1973-085A
• Большая полуось: 0,613 а. е.
• Эксцентриситет: 0,369
• Наклонение: 2,6°
• Период обращения: 176 суток

5 февраля 1974 года «Маринер-10» совершил пролёт мимо Венеры на минимальном расстоянии 5768 км. Он стал вторым (после Луна-3) аппаратом, использовавшим гравитационный манёвр, опустив с помощью Венеры свой перигелий для сближения с орбитой Меркурия.

В ходе пролёта было передано 4165 снимков планеты в видимых и ультрафиолетовых лучах с максимальным разрешением до 90 метров и 18 метров соответственно. Фотографии показали, что атмосфера планеты находится в постоянном движении; была составлена модель атмосферной динамики Венеры. Аппарат также уточнил массу планеты (которая оказалась несколько меньше расчётной) и подтвердил отсутствие у неё магнитного поля.

«Маринер-10» трижды пролетал мимо Меркурия: 29 марта (на расстоянии 703 км), 21 сентября (48 069 км) 1974 года и 16 марта 1975 (327 км). Была составлена карта 40—45 % поверхности планеты. Поверхность Меркурия оказалась сильно кратерированной и схожей с лунной. Но в отличие от Луны на Меркурии обнаружены необычные высокие и очень протяжённые обрывы (эскарпы).

«Маринер-10» определил, что ночью температура на Меркурии составляет −183 °C, а максимальная дневная температура +187 °C (по современным данным — от −190 до +500 °C).

По данным «Маринера-10», Меркурий почти лишён атмосферы, имеется крайне разреженная газовая оболочка из гелия.

Аппарат впервые измерил магнитное поле Меркурия.

Следующим космическим аппаратом для изучения Меркурия стал «Мессенджер», который был запущен 3 августа 2004 года и после торможения 18 марта 2011 вышел на орбиту вокруг планеты, став первым искусственным спутником Меркурия.

Последующей миссией стала «БепиКоломбо» (BepiColombo) — совместный проект ЕКА и JAXA^[16], запущенный 20 октября 2018 года^[17]. Миссия состоит из двух орбитальных аппаратов — Mercury Planetary Orbiter (MPO) и Mercury Magnetospheric Orbiter (MMO, или «Mio»), которые займутся комплексным изучением планеты и её магнитосферы^[18]. Прибытие на орбиту Меркурия, изначально запланированное на 2025 год, было перенесено на ноябрь 2026 года из-за технических проблем с двигательной установкой^[19][20]. Начало основной научной программы ожидается в 2027 году^[21].