Ako prebiehal prieskum planéty Merkúr?
Na rozdiel od Marsu, Merkúr je kvôli svojej blízkosti k Slnku extrémne náročným cieľom pre akékoľvek sondy.
Prieskum Merkúra a jeho náročnosť
Prieskum Merkúra je výrazne náročnejší ako prieskum Marsu:
Obrovská gravitácia Slnka: Sonda, ktorá letí k Merkúru, musí letieť "dole" do gravitačnej studne Slnka. Na to, aby nezrýchlila a "nespadla do Slnka" alebo nepreletela okolo Merkúra príliš rýchlo, musí spáliť obrovské množstvo paliva, aby spomalila. Letieť na Mars je ľahšie, pretože sa sonda pohybuje "preč" od Slnka.
Extrémne teploty: Blízkosť k Slnku znamená, že sonda musí odolávať oveľa intenzívnejšiemu slnečnému žiareniu a teplotám. To si vyžaduje špeciálne ochranné štíty a systémy na odvod tepla, ktoré zložito chránia citlivú elektroniku.
Sondy a ich výsledky
Prieskum Merkúra bol vzhľadom k problémom opatrný.
Mariner 10 (1974-1975): Bola to prvá sonda, ktorá preletela okolo Merkúra. Sonda ho obletela trikrát a vďaka tomu sa podarilo zmapovať takmer 45 % jeho povrchu. Poslala na Zem prvé zábery kráterov, obrovských útesov (skarp) a potvrdila, že Merkúr má slabé magnetické pole. Sonda letela ďalej na obežnú dráhu Slnka, čím sa stala prvou sondou, ktorá využila gravitáciu Venuše na presmerovanie letu.
MESSENGER (2004-2015): Misia trvala štyri roky a vďaka nej sa podarilo zmapovať celý povrch planéty vo vysokom rozlíšení. Zistila, že na póloch Merkúra sa v hlbokých kráteroch nachádza vodný ľad, a odhalila detaily jeho magnetického poľa a zloženia povrchu.
BepiColombo (štart 2018): Je spoločná misia Európskej vesmírnej agentúry (ESA) a Japonskej vesmírnej agentúry (JAXA). Pozostáva z dvoch sond: jedna bude skúmať povrch a druhá magnetosféru. K Merkúru dorazí až v roku 2025. Jej cieľom je detailne preskúmať pôvod planéty a jej interakcie so Slnkom.
Chronológia prieskumu Merkúra
1974–1975: Mariner 10 (NASA) – Prvé prelety a zmapovanie 45 % povrchu.
2004: Štart sondy MESSENGER (NASA).
2011: Sonda MESSENGER ako prvá vstúpila na obežnú dráhu Merkúra.
2015: Sonda MESSENGER ukončila svoju misiu riadeným pádom na povrch planéty.
2018: Štart sondy BepiColombo (ESA/JAXA).
2025: Očakávaný príchod sondy BepiColombo k Merkúru a jej vstup na obežnú dráhu.
Podmienky a geológia Merkúra
Podmienky:
Gravitácia: Povrchová gravitácia je približne 0,38g, čo znamená, že by ste sa tam cítili omnoho ľahší ako na Zemi.
Teplota: Kvôli absencii atmosféry sú tu extrémne teplotné výkyvy. Na slnečnej strane môže teplota dosiahnuť až 430 °C, zatiaľ čo na odvrátenej strane klesá na -180 °C.
Atmosféra: Merkúr má len extrémne riedku exosféru, ktorá je tvorená atómami vyvrhnutými zo skál vplyvom slnečného vetra. Nie je to skutočná atmosféra v pravom zmysle slova.
Tlak: Tlak na povrchu je prakticky nulový, ide o vákuum.
Radiácia: Bez ochrannej atmosféry a s oslabeným magnetickým poľom je povrch vystavený intenzívnemu slnečnému vetru a radiácii.
Geológia:
Povrch: Povrch Merkúra je extrémne kráterovaný, podobne ako Mesiac. Sú tam aj rozsiahle planiny vytvorené sopečnou činnosťou. Unikátnym znakom sú však obrovské útesy (skarpy), ktoré vznikli, keď sa planéta v rannom veku ochladzovala a scvrkávala.
Geologická aktivita: Merkúr je geologicky neaktívny. Sonda MESSENGER nenašla žiadne dôkazy o súčasnej sopečnej alebo tektonickej aktivite.
Na Merkúri neexistujú žiadne rieky, moria ani tekuté plochy kvôli absencii atmosféry a extrémnej teplote. Púšte tam v skutočnosti tiež nie sú, skôr ide o prachom a skalami pokrytý povrch.
Rok a deň na Merkúri a jeho budúcnosť
Rok a deň: Obežná dráha Merkúra okolo Slnka trvá 88 pozemských dní, no jeho rotácia je veľmi pomalá. Merkúr má rok dlhý 88 pozemských dní, ale jeden deň (od východu Slnka po východ Slnka) trvá 176 pozemských dní.
Žiadny mesiac: Merkúr nemá žiadny mesiac. Podobne ako v prípade Venuše sa predpokladá, že jeho mesiace by neboli stabilné kvôli silnému gravitačnému vplyvu Slnka.
Budúcnosť a využitie: Možnosť prieskumu Slnka zo základne na odvrátenej strane Merkúra je zaujímavá myšlienka. Odvrátená strana by mohla slúžiť ako stabilná platforma na pozorovanie Slnka bez rušenia magnetickým poľom Zeme a atmosférou. Ďalšou možnosťou by mohlo byť ťaženie vodného ľadu v kráteroch na póloch, ktorý by mohol slúžiť na výrobu paliva alebo vody pre budúce misie v slnečnej sústave.
Doba letu: Let sondy zo Zeme na Merkúr je zložitý a trvá dlho. Sonda MESSENGER cestovala k Merkúru 6,6 roka, no priamejší let by trval približne 2,5 až 3 roky, ak by sa použilo omnoho viac paliva na spomalenie.
Mýtus o viazanej rotácii a skutočnosť
Dlho sa verilo, že Merkúr je k Slnku otočený iba jednou stranou, podobne ako Mesiac k Zemi. Preto sa tento jav často označoval ako viazaná rotácia.
Pôvod mýtu: Tento omyl vznikol v 19. storočí na základe prvých pozorovaní, ktoré ukazovali vždy tú istú stranu planéty. Astronomická komunita to považovala za fakt viac ako 100 rokov.
Odhalenie omylu: V roku 1965 vedci použili silný rádiový teleskop a namerali rotáciu Merkúra. Zistili, že sa otáča pomaly, ale nie je viazaný. Jeho rotácia sa točí trikrát za dva roky (obehy okolo Slnka), čo sa odborne nazýva rezonancia 3:2.
Ako vznikla rezonancia 3:2
Mechanizmus, ktorý spôsobuje túto zvláštnu rotáciu, sa nazýva gravitačná rezonancia. Funguje nasledovne:
Excentrická obežná dráha: Merkúr má veľmi eliptickú (výstrednú) obežnú dráhu okolo Slnka. To znamená, že je raz omnoho bližšie a raz omnoho ďalej.
Gravitačný "ťah": Keď je Merkúr najbližšie k Slnku (v perihéliu), gravitačný vplyv je najsilnejší. Táto silná gravitácia vytvára prílivové sily, ktoré majú tendenciu spomaľovať a stabilizovať rotáciu planéty.
Synchronizácia: Prílivové sily Slnka pôsobia na planétu, až kým sa jej rotácia nesynchronizuje s jej obežnou dráhou. V prípade Merkúra je tento stabilný bod, kde sa prílivové sily "uzamknú", práve rezonancia 3:2. Je to najstabilnejší stav pre planétu s takou eliptickou dráhou.
Viazaná rotácia (rezonancia 1:1) by znamenala, že Merkúr by rotoval presne raz za jeden obeh, podobne ako Mesiac. Slnko by ale svojou gravitáciou vytvorilo príliš veľký prílivový moment, ktorý by Merkúr roztáčal, keď by bol bližšie k Slnku, a spomaľoval, keď by bol ďalej. Na to, aby sa toto vyrovnalo a vznikla stabilná rotácia, sa planéta ustálila v rezonancii 3:2, kde sa vplyvy Slnka dokonale vyvážia. Vďaka tomu je Merkúr jediná planéta v slnečnej sústave, ktorej deň trvá dlhšie ako rok.
Tento objav z roku 1965 bol obrovský, pretože ukázal, že aj dávno známe planéty môžu skrývať prekvapenia, a zároveň potvrdil, akú silu má kombinácia precíznych pozorovaní a fyzikálnych modelov.