19. sajandil hakkas Merkuuri orbiit maailma astronoomid läbi ujutama. Planeedi tee ümber Päikese pöörles või pretsessas kiirusega, mida ei olnud võimalik Newtoni gravitatsiooniteooriate abil seletada. Paljud teadlased uskusid, et väiksem, seni avastamata siseplaneed häirib Merkuuri. Kuid pärast 1916. aastat, kui Albert Einstein avaldas oma üldrelatiivsusteooria, mõistsid astronoomid tohutut päikese massi, et väänata kosmoseaja kangas, saates lähedalasuvat Merkuuri meie tähe ümber tiirutavale teele.
Tänapäevani ajab Merkuur edasi planeediteadlasi. Kuum väike maailm on päikesesüsteemi kõige vähem uuritud kivine planeet, ehkki mitte kauem. Euroopa Kosmoseagentuuri (ESA) ja Jaapani kosmoseuuringute agentuuri (JAXA) ühine missioon laseb kaks kosmoselaeva Merkuurile, plaanides tõusta reedel, 19. oktoobril ESA kosmosepordist Kourou linnast Prantsuse Guajaanas.
Neid kahte veesõidukit tuntakse ühiselt BepiColombo nime all, mis sai nime itaalia teadlase ja matemaatiku Giuseppe "Bepi" Colombo järgi, kes pakkus 1970. aastatel välja esimese planeetidevahelise gravitatsiooniabi manöövri. Kosmoselaev BepiColombo mõõdab elavhõbeda koostist ja magnetvälja, proovib õppida tundma planeedi suure tuuma moodustumist, otsib kraatrite ja orgude seas vulkaanilisuse märke - ning enam kui sajand pärast seda mõõdab elavhõbeda orbiidi testida Einsteini relatiivsust suurema täpsusega kui kunagi varem.
"Meie eesmärk on iseloomustada planeeti nii hästi kui võimalik, " ütleb BepiColombo projekti teadlane Johannes Benkhoff ESA-st. „Tahame õppida paljusid asju, kuna sellel on oma roll meie päikesesüsteemi kujundamisel. Me usume, et elavhõbe on väga oluline pusletükk. ”
BepiColombo missioonil kulub Merkuuri jõudmiseks umbes seitse aastat. Päris sisemise päikesesüsteemi reisimine on tegelikult palju keerulisem kui kosmoselaeva saatmine välistesse piirkondadesse ning veesõidukid peavad gravitatsiooni hästi kasutama, mis Giuseppe Colombo teada on. Enam kui aasta pärast käivitamist tiirutab BepiColombo Maa poolt, et end sissepoole lükata, lendab Veenuse abil kaks korda ja lendab kuus korda Merkuuri kohal keerulisel orbitaaltantsul, mis võimaldab tal siseneda orbiidile ümber planeedi 2025. aasta lõpus. Saabumisel saavad ESA-d Mercury Planetary Orbiter (MPO) ja JAXA Mercury Magnetospheric Orbiter (MMO) eralduvad paigaldatud päikesepaneelidest ja ioontraktoritest, mis nad sinna tõid, elavhõbeda ülekande moodulist (MTM).
Kunstniku kontseptsioon BepiColombo lähenemisest Merkuurile. Kaks kosmoseaparaati eralduvad pärast Merkuuri jõudmist 2025. aasta detsembris. (Airbus Defense and Space) BepiColombo tugineb ainsa teise kosmoselaeva tööle, mis orbiidil NASA MESSENGERi Merkuuril tiirleb. See missioon paljastas maailma, mis näeb välja pisut nagu meie kuu, kraatritask ja viljatu, kus pooluste lähedal on jääjääke. Kuid erinevalt kuust on Merkuur kuum kui ahi, geoloogiliselt aktiivne ja sellel on suured väävliladestused, mis täidavad kivist maastikku.
Väävel kujutab endast huvitavat saladust, ütles Benkhoff, kuna kergema materjali oleks pidanud päikesetuul puhuma. Need seletamatud väävlitüübid vihjavad pinna all olevatele vulkaanilistele protsessidele, mis võivad tekitada väävligaase nagu Maa peal.
Merkuuri ainulaadne tektooniline aktiivsus on veel üks märk dünaamilisest maailmast. Erinevalt Maa paljudest plaatidest, mis omavahel nihkuvad ja hõõruvad, on Merkuuril ainult üks plaat, mis ümbritseb planeeti. Selle tagajärjel vähene maailm tõmbub kokku, põhjustades sügavate pragude ja kuristike avanemist pinnale. Need kokkutõmbed toimuvad elavhõbeda jahtudes, kuigi miks planeet jahtub, on planeedi teadlaskonnas tuliselt vaieldav küsimus. Elavhõbe on jahtunud miljardeid aastaid, protsess jätkub täna, kuid see soojuse õhutamine oli pärast planeedi moodustumist arvatavasti aeglustunud.
"Elavhõbedal on see arv rikkeid, mis näitavad üsna selgelt, et planeedil on teatud aja jooksul leping kokku tõmmatud, " ütleb Tom Watters, Smithsoni Maa ja planeetide uuringute keskuse vanemteadur ja MESSENGERi meeskonna liige. "Üks põnevamaid asju on minu jaoks see, et siin on planeet, mis on palju väiksem kui Maa, väikseim Päikesesüsteemis, mis näitab meile, kuidas väiksem keha väljendab oma kokkutõmbumist ilma plaaditektoonika eeliseta."
Kivimi hajuva välise kooriku all peetakse Merkuuri vedelat metallisüdamikku massiliseks, võimaliku tahke südamikuga keskel. Teadlaste hinnangul koosneb 70–80 protsenti elavhõbedast selle tuum, mis teeb sellest Päikesesüsteemi teise tihedusega planeedi Maa järel. Ja nii suur metalliline koostis annab Merkuurile veel ühe tähelepanuväärse omaduse: tugeva magnetvälja.
"Magnetvälja avastus 1970ndatel oli täiesti ootamatu, " ütleb Benkhoff.
Kui Euroopa MPO tiirleb elavhõbeda geoloogia uurimiseks pinna lähedal, siis Jaapani MMO suundub planeedi magnetvälja uurimiseks kaugemale. Ehkki planeet on Maa suurusest vaid kolmandik, on Merkuuril sarnane magnetväli. Aastaid on teadlased mõelnud, kas planeedi sisemised toimingud veavad magnetilisust või on selle põhjuseks vastastikmõju lähedalasuva päikesega.
Ühendus pinnal oleva väävli, kooriku lõhenemise ja jahutamise ning aktiivse magnetvälja vahel annab vihjeid elavhõbeda moodustumisest. Paljud päikesesüsteemi objektid ei elanud alati oma praeguses asukohas, moodustades kaugemale ja rännates sissepoole ning Merkuur võib olla üks neist objektidest. Olenemata sellest, kas teised planeedid on seda varjanud või on alati piiratud päikese vahetus läheduses, peetakse elavhõbeda ajalugu kriitiliseks, et mõista, kas astronoomid peavad kunagi õppima, kuidas meie päikesesüsteem tekkis.
Kuid mis iganes varem Merkuuriga juhtus, esitab planeet täna veel veidraid küsimusi. Kas see on aktiivne, sõelub väävlit ja vesist jääd, kas pinnal võiks olla midagi bioloogilist?
"Ühest küljest on teil temperatuurid 450 kraadi F nagu pitsaahjus, " ütleb Benkhoff. “Siis on teil kraatrites vesijää; see on põnev. Kujutage ette, kui me oleksime esimesed, kes neist kraatritest bioloogilisi markereid leidsid. Kui kõik teised inimesed vaatavad Marsil ja [Jupiteri kuusel] Europa'il, siis võib-olla on see Merkuuril! "
Pärast enam kui kümme aastat kestnud ootamist on ESA ja JAXA valmis alustama oma pikka teekonda Merkuuri. Sel nädalavahetusel astub BepiColombo üles püüdlema selle poole, et mõista mitte ainult ühte mõistatuslikumat planeeti, vaid seda, kuidas meie väike kosmoseümbrus miljardeid aastaid tagasi kokku sai.
Kosmoselaeva MESSENGER tehtud 2012. aastal tehtud elavhõbeda lõunapoolkera jäseme kahe pildi mosaiik (NASA / Johns Hopkinsi ülikooli rakendusfüüsika labor / Washingtoni Carnegie Instituut)
