Знание - сила, 2007 № 06 (960)

Экспедиция к Меркурию — это еще и полет. в пекло. Планета приближается к Солнцу на расстояние в 46 миллионов километров — почти в 3,5 раза ближе, чем Земля. Обращенная к Солнцу сторона нагревается до 450° С — при такой температуре расплавился бы свинец. Солнечная радиация очень высока — в 10-11 раз выше, чем на Земле.

Одна из самых загадочных планет Солнечной системы явно не ждет гостей, хотя задает астрономам немало загадок.

Так, две трети массы Меркурия сосредоточено в его громадном ядре, состоящем из железа. Это вдвое больше, чем, например, на Земле. Диаметр ядра составляет, по разным оценкам, от 3000 до 3400 километров, то есть сравним с размерами Луны, тогда как вся планета достигает в поперечнике лишь 4880 километров. Почему так необычно ее строение — мощное ядро, окруженное тонкой оболочкой?

Плотность Меркурия поразительно высока. По этому показателю он занимает второе место среди планет Солнечной системы, лишь немного уступая Земле. А ведь плотность планет земной группы обычно зависит от их массы: они спрессовываются под действием собственной силы тяжести. Меркурий же гораздо легче Земли, и сила тяжести на нем примерно в три раза меньше, чем на Земле.

Ввиду небольших размеров Меркурия его металлическое ядро должно было давно остыть и затвердеть, но почему тогда Меркурий, единственная планета земной группы, не считая нашей, обладает мощным магнитным полем (оно лишь в сто раз слабее магнитного поля Земли)? Как оно создается? Вся ли планета окружена им или только ее отдельные участки? Может быть, оно возникает где-то у поверхности Меркурия? Или планета покрыта намагниченными металлами? Кстати, каков химический состав минералов на ее поверхности? А если ядро Меркурия до сих пор пребывает в жидком состоянии? И как, к слову, переносится тепло из недр планеты на ее поверхность?

Загадочны и полюса самой жаркой планеты. Судя по всему, их окрестности совершенно гладкие, ну а раз туда не попадает солнечный свет, астрономы предположили, что на полюсах скопилась жидкая вода или сера. А может быть, там, в глубоких кратерах, скрывается лед? И это на планете, нещадно разогретой солнечными лучами? И из чего состоит этот лед? Это водяной лед? Его вполне могли принести на Меркурий кометы или астероиды.

Ось вращения Меркурия почти перпендикулярна плоскости орбиты. Поэтому внутрь глубоких полярных кратеров — этих естественных морозильников — никогда не упадет ни один солнечный луч. Там царит вечный холод. Там и мог скопиться слой льда толщиной в несколько сантиметров. На протяжении миллионов лет его количество оставалось неизменным. Или там скопилась сера?

Лишь в 2006 году появилась достойная внимания модель, объясняющая, почему плотность Меркурия так высока.

Отсутствие атмосферы делает Меркурий (справа) и Луну (слева) внешне очень похожими

Четыре с половиной миллиарда лет назад любая планета Солнечной системы могла стремительно уменьшиться в размерах или, наоборот, увеличиться. Первое, очевидно, произошло с Меркурием. По расчетам швейцарских астрофизиков, после крупнейшей коллизии — столкновения с астероидом — он потерял миллиарды миллиардов тонн своей массы.

Йонатан Хорнер и его коллеги из Бернского университета смоделировали разные варианты столкновения Протомеркурия с небесным телом, преградившим ему путь. Судя по ним, Меркурий лишился значительной части коры и мантии, содержавшей силикаты, а вот плотное металлическое ядро уцелело.

Развороченную планету окружило облако пыли, камней и крупиц. Она не могла удержать большую часть разлетевшихся обломков — их унес солнечный ветер, они затерялись в космическом пространстве или просыпались на поверхность Солнца.

Кстати, ученые давно предполагали, что Меркурий столкнулся когда- то с крупным астероидом. Однако считалось, что большая часть взлетевших в небо обломков вновь просыпалась на Меркурий. Модель Хорнера опровергает такое мнение. По его расчетам, должно было пройти около четырех миллионов лет, прежде чем под действием гравитации хотя бы половина разлетевшегося вещества вернулась на Меркурий. За это время солнечный ветер, несомненно, отогнал бы обломки далеко в космос.

Часть вещества досталась соседним планетам. «От той коллизии больше всего выиграла Венера. В ближайшие два миллиона лет она захватила от одного до двух процентов разлетевшихся пород, — полагает Хорнер. — Земле досталось менее 0,02% всего выброшенного материала». Но даже при этом масса Земли возросла на 16 квадриллионов тонн. Конечно, для нее, планеты массой 6 х 10 24килограммов, этот долетевший до нее материал — «каких-то» 10 19килограммов — сущий пустяк. И все же обстоятельства той катастрофы лишний раз убеждают, что в молодой Солнечной системе соседние планеты могли обмениваться веществом (смотрите также статью «Марс — Земля и обратно», «З-С», №1/2000).

Возможно, новые экспедиции к Меркурию помогут лучше понять природу этой таинственной планеты — первой в нашем космическом «саду камней». Исследования ее возобновляются — и не только за экраном компьютера.

Уже в следующем году, в январе и октябре, американский зонд «Мессенджер», стартовавший в 2004 году, дважды пролетит невдалеке от Меркурия. Наконец, в марте 2011 года он станет его искусственным спутником и, по крайней мере, год будет исследовать загадочный мир Меркурия, огибая планету по орбите, пролегающей в 200-300 километрах от ее поверхности.

Полет к «планете номер один» Солнечной системы таит немало опасностей. И все же игра стоит свеч: Меркурий хранит секреты происхождения Солнечной системы. Исследование его поверхностных структур и свойств позволит ответить на вопрос, каким образом 4,6 миллиарда лет назад образовалась Солнечная система со всеми ее планетами.

«Через полгода пребывания «Мессенджера» на околопланетной орбите мы получим первую практически полную карту Меркурия», — прогнозирует Сэан Соломон, руководитель экспедиции «Мессенджер». В последующие полгода будет создана трехмерная карта поверхности. Зонд исследует также магнитное поле планеты, ее кору и экзосферу. Не обойдет вниманием он и полярные области в поисках затерянного там льда.

Из-за близости к Солнцу зонд вряд ли продержится на орбите более года, и этого времени, конечно, не хватит, чтобы выполнить все намеченные задачи.

Эстафету поддержит зонд Европейского космического агентства — «Бепи-Коломбо», названный так в честь итальянского инженера Джузеппе (Бепи) Коломбо, сыгравшего важную роль в проекте «Маринер-10». Его запуск запланирован на август 2013 года, с космодрома Куру во Французской Гвиане. Запуск будет осуществлен с помощью российской ракеты- носителя «Союз». В 2019 году «Бепи- Коломбо» достигнет Меркурия.