Путешествия к внутренним планетам Солнечной системы, таким как Меркурий или Венера, представляют значительную трудность. Основная проблема заключается в необходимости существенно снизить орбитальную скорость относительно Земли, чтобы приблизиться к Солнцу. Современные методы часто требуют многолетних полетов с использованием гравитационных маневров у других планет для корректировки траектории и последующего выхода на орбиту целевой планеты.
Новый проект миссии, получивший название Mercury Scout, предлагает инновационный и топливно-эффективный способ достичь Меркурия. Разработанный Офисом передовых концепций (Advanced Concepts Office) при Центре космических полетов имени Маршалла (Marshal Space Flight Center), этот проект был представлен на 56-й Лунной и планетарной научной конференции (LPSC 2025), проходившей в The Woodlands, Техас, в начале марта 2025 года. Миссия относится к классу Discovery.
Концепция Mercury Scout предполагает использование традиционной ракеты-носителя с разгонным блоком для вывода аппарата с Земли на гелиоцентрическую орбиту вокруг Солнца. После этого ключевую роль берет на себя огромный солнечный парус, разворачиваемый в космосе. Этот парус станет единственным средством маневрирования и движения аппарата на пути к Меркурию и во время работы на его орбите, используя технологию NASA Advanced Solar Sail Concept.
Солнечный парус использует давление солнечного света (фотонов) для создания тяги и солнечную энергию для питания систем аппарата. Управление ориентацией и маневрами («лавирование» под солнечным ветром) будет осуществляться с помощью четырех реактивных колес (маховиков). Парус разворачивается с помощью четырех штанг после отделения разгонного блока. Текущий проект предполагает площадь паруса 5000 м², что позволит достичь Меркурия за 7 лет без необходимости гравитационных маневров у других планет. Рассматривались и другие варианты: первоначальный размер 2500 м² (для сравнения, парус миссии Solar Cruiser планировался площадью около ~1700 м²) и увеличенный до 10 000 м², который сократил бы время перелета до менее чем четырех лет.
Ожидаемая масса самого космического аппарата составит от 250 до 300 килограммов, что сопоставимо с массой большого мотоцикла. Для защиты от интенсивного солнечного излучения вблизи Меркурия аппарат будет оснащен специальным солнцезащитным экраном. Основные научные задачи миссии включают картографирование поверхности планеты с разрешением до метрового масштаба для выявления минеральных ресурсов и понимания геологии и эволюции Меркурия, а также изучение текущих геологических процессов (как на поверхности, так и в недрах) в течение предполагаемой десятилетней номинальной миссии.
Для выполнения научных задач Mercury Scout будет оснащен инфракрасным спектрометром среднего диапазона для картирования минералов, радиометром для измерения температуры поверхности и узкоугольной камерой (NAC), способной получать изображения с разрешением до 1 метра. Орбитальная стратегия предполагает использование долговечности солнечного паруса. «Используя преимущество долговечности солнечного паруса, орбитальная миссия разбита на три фазы, — отмечают исследователи в предложении по проекту. — Каждая фаза... имеет солнечно-синхронную и высокоэллиптическую орбиту». План предусматривает постепенный переход от эллиптической к более круговой орбите в течение шестилетнего периода, что позволит проводить научные наблюдения на протяжении десятилетия.
Технология солнечного паруса не лишена сложностей, основной риск связан с его развертыванием в космосе. Неудача на этом этапе означает потерю миссии, как это произошло с аппаратом NEA Scout, запущенным вместе с миссией Artemis 1, чей парус так и не раскрылся. Однако преимущество заключается в возможности значительно продлить срок активной работы у Меркурия, поскольку аппарату не требуется нести на борту топливо для маневровых двигателей.
Хотя теория солнечных парусов относительно проста, их практическая реализация сложна. Тем не менее, уже существуют успешные демонстрации этой технологии, включая NanoSail D2, LightSail 2 Планетарного общества (The Planetary Society) и миссию ACS3. В будущем солнечные паруса могут стать стандартным оборудованием для спутников, обеспечивая увеличенное сопротивление для более быстрого схода с орбиты по окончании срока службы, или даже использоваться для межзвездных путешествий, как в концепции миссии Breakthrough Starshot, предполагающей отправку миниатюрных зондов с парусами к Альфе Центавра с помощью мощного наземного или космического лазера.
Меркурий остается одной из наименее изученных планет земной группы. Первые снимки его луноподобной поверхности были получены аппаратом NASA Mariner 10 во время пролета в 1974 году. Единственной миссией, работавшей на орбите Меркурия до настоящего времени, была NASA MESSENGER (2011-2015 гг.). В настоящее время к планете направляется совместная миссия JAXA/ESA BepiColombo, выход которой на орбиту ожидается в конце 2026 года. Ее номинальная научная программа рассчитана на 18 месяцев.
Новый проект миссии, получивший название Mercury Scout, предлагает инновационный и топливно-эффективный способ достичь Меркурия. Разработанный Офисом передовых концепций (Advanced Concepts Office) при Центре космических полетов имени Маршалла (Marshal Space Flight Center), этот проект был представлен на 56-й Лунной и планетарной научной конференции (LPSC 2025), проходившей в The Woodlands, Техас, в начале марта 2025 года. Миссия относится к классу Discovery.
Концепция Mercury Scout предполагает использование традиционной ракеты-носителя с разгонным блоком для вывода аппарата с Земли на гелиоцентрическую орбиту вокруг Солнца. После этого ключевую роль берет на себя огромный солнечный парус, разворачиваемый в космосе. Этот парус станет единственным средством маневрирования и движения аппарата на пути к Меркурию и во время работы на его орбите, используя технологию NASA Advanced Solar Sail Concept.
Солнечный парус использует давление солнечного света (фотонов) для создания тяги и солнечную энергию для питания систем аппарата. Управление ориентацией и маневрами («лавирование» под солнечным ветром) будет осуществляться с помощью четырех реактивных колес (маховиков). Парус разворачивается с помощью четырех штанг после отделения разгонного блока. Текущий проект предполагает площадь паруса 5000 м², что позволит достичь Меркурия за 7 лет без необходимости гравитационных маневров у других планет. Рассматривались и другие варианты: первоначальный размер 2500 м² (для сравнения, парус миссии Solar Cruiser планировался площадью около ~1700 м²) и увеличенный до 10 000 м², который сократил бы время перелета до менее чем четырех лет.
Ожидаемая масса самого космического аппарата составит от 250 до 300 килограммов, что сопоставимо с массой большого мотоцикла. Для защиты от интенсивного солнечного излучения вблизи Меркурия аппарат будет оснащен специальным солнцезащитным экраном. Основные научные задачи миссии включают картографирование поверхности планеты с разрешением до метрового масштаба для выявления минеральных ресурсов и понимания геологии и эволюции Меркурия, а также изучение текущих геологических процессов (как на поверхности, так и в недрах) в течение предполагаемой десятилетней номинальной миссии.
Для выполнения научных задач Mercury Scout будет оснащен инфракрасным спектрометром среднего диапазона для картирования минералов, радиометром для измерения температуры поверхности и узкоугольной камерой (NAC), способной получать изображения с разрешением до 1 метра. Орбитальная стратегия предполагает использование долговечности солнечного паруса. «Используя преимущество долговечности солнечного паруса, орбитальная миссия разбита на три фазы, — отмечают исследователи в предложении по проекту. — Каждая фаза... имеет солнечно-синхронную и высокоэллиптическую орбиту». План предусматривает постепенный переход от эллиптической к более круговой орбите в течение шестилетнего периода, что позволит проводить научные наблюдения на протяжении десятилетия.
Технология солнечного паруса не лишена сложностей, основной риск связан с его развертыванием в космосе. Неудача на этом этапе означает потерю миссии, как это произошло с аппаратом NEA Scout, запущенным вместе с миссией Artemis 1, чей парус так и не раскрылся. Однако преимущество заключается в возможности значительно продлить срок активной работы у Меркурия, поскольку аппарату не требуется нести на борту топливо для маневровых двигателей.
Хотя теория солнечных парусов относительно проста, их практическая реализация сложна. Тем не менее, уже существуют успешные демонстрации этой технологии, включая NanoSail D2, LightSail 2 Планетарного общества (The Planetary Society) и миссию ACS3. В будущем солнечные паруса могут стать стандартным оборудованием для спутников, обеспечивая увеличенное сопротивление для более быстрого схода с орбиты по окончании срока службы, или даже использоваться для межзвездных путешествий, как в концепции миссии Breakthrough Starshot, предполагающей отправку миниатюрных зондов с парусами к Альфе Центавра с помощью мощного наземного или космического лазера.
Меркурий остается одной из наименее изученных планет земной группы. Первые снимки его луноподобной поверхности были получены аппаратом NASA Mariner 10 во время пролета в 1974 году. Единственной миссией, работавшей на орбите Меркурия до настоящего времени, была NASA MESSENGER (2011-2015 гг.). В настоящее время к планете направляется совместная миссия JAXA/ESA BepiColombo, выход которой на орбиту ожидается в конце 2026 года. Ее номинальная научная программа рассчитана на 18 месяцев.