© Владимир Каланов,
сайт "Знания-сила".

Конструкция космического аппарата

Конструкция космического аппарата «Мессенджер»

Для уменьшения массы корабля его двигательная двухрежимная установка на жидком топливе выполнена интегрированной в конструкцию корпуса. Конструкция состоит главным образом из графито-эпоксидного материала. Этот материал обеспечивает необходимую прочность при старте при минимальной массе. Электропитание обеспечивают две большие солнечные панели с никель-водородными батареями.

Управление осуществляется дублированными интегрированными электронными модулями с двумя основными 25 Мгц и одним аварийным 10 Мгц процессорами.

Определение положения в пространстве и направления движения осуществляют следящие за звездами камеры и устройство инерциального измерения, содержащее четыре гироскопа и четыре акселерометра (измерителя ускорения) с шестью резервными цифровыми солнечными сенсорами. Управление положением в пространстве осуществляется, главным образом, с помощью четырех, расположенных внутри корпуса колес и, при необходимости, с помощью двух реактивных двигателей системы управления.

Приём команд и отправка данных Мессенджером производится, в основном, через антенны типа фазированных антенных решеток (ФАР) в X-диапазоне (5,2-11 Ггц) с круговой поляризацией.

Основную проблему при конструировании Мессенджера составляло влияние высокой температуры Меркурия. Солнце около Меркурия в 11 раз ярче, чем на околоземной орбите, а температура нагрева корпуса аппарата может достигать 450 градусов Цельсия. Но, благодаря защитному теплоизоляционному щиту, температура эксплуатации Мессенджера находится в пределах комнатной.

Оснащение научными приборами

Используемые приборы Мессенджера тщательно выбирались исходя из поставленных задач полёта для ответа на шесть ключевых научных вопросов о Меркурии. Большинство приборов жестко закреплены на корпусе Мессенджера, таким образом, обзор Меркурия происходит в процессе облёта планеты космическим кораблём. Далее следуют описания приборов:

Mercury Dual Imaging System (MDIS) (Спаренная видеосистема): этот инструмент состоит из широко-уго́льного и узко-уго́льного построителей изображения, предназначенных для картографирования поверхности, определения изменения спектра, сбора топографической информации. Поворотная платформа даст возможность направить прибор в любом выбранном учеными направлении. Два инструмента позволят видеть Мессенждеру стереоскопическое изображение.

Gamma-Ray and Neutron Spectrometer (GRNS) (Нейтронный и гамма-спектрометр): этот инструмент предназначен для детектирования Гамма излучения и излучения нейтронов, испуска́емыми радиоактивными элементами на поверхности Меркурия, либо элементами поверхности, возбужда́емыми космическим излучением. Инструмент будет использоваться для картографирования сравнительной распространённости различных химических элементов и поможет определить, существует ли лёд на Меркурианских полюса́х, на которые никогда не попадали солнечные лучи.

X-Ray Spectrometer (XRS) (Спектрометр X-лучей): солнечные гамма-лучи и лучи высоких энергий (X-лучи), атакующие поверхность Меркурия, могут являться причиной испускания поверхностными элементами X-лучей низких энергий. Спектрометр должен обнаружить эти лучи для измерения содержания различных химических элементов в веществе коры Меркурия.

Magnetometer (MAG) (Магнитометр): (установлен на штанге длиной 3,6 метра) служит для измерения магнитного поля Меркурия и обнаружения районов горных магнитных аномалий.

Mercury Laser Altimeter (MLA) (Лазерный высотометр): служит для топографического измерения высоты. Принцип действия основан на измерении времени, необходимого для регистрации отраженного от поверхности лазерного луча, посылаемого излучающим лазером и принимаемого после отражения сенсором.

Mercury Atmospheric and Surface Composition Spectrometer (MASCS) (Атмосферный и поверхностно-композиционный спектрометр): этот спектрометр чувствителен в широком диапазоне от инфракрасного до ультрафиолетового участков. Он служит для измерения содержания атмосферных газов, а также детектирования состава поверхностных минералов.

Energetic Particle and Plasma Spectrometer (EPPS) (Спектрометр заря́женных частиц и плазмы): предназначен для измерения состава, распределения и энергии заря́женных частиц (электронов и различных ионов) в магнитосфере Меркурия.

Radio Science (RS) (Радио эхолот): прибор предназначен для регистрации очень незначительных изменений скорости обращения космического зонда вокруг Меркурия с помощью эффекта Доплера. Это позволит учёным изучить распределение массы планеты, в том числе, изменения плотности коры.

Далее мы остановимся подробнее на применении научных приборов Мессенджера в разрезе научных задач полета космического корабля.