Messenger: Die Merkur-Sonde nach Mariner 10

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Re: Messenger Update

Radar Bight Deposits in Mercury's Polar Craters

Credit: NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Carnegie Institution of Washington/National Astronomy and Ionosphere Center, Arecibo Observatory

 

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Grand Finale mit Crescendo

Vermutlich noch maximal bis Ende April, dann wird die Messenger Sonde nach vier Jahren im Orbit um Merkur auf diesem zerschellen:

March 18, 2015: MESSENGER Mission News - MESSENGER's Endgame

MESSENGER will not go gentle into that good night. The mission will end sometime this spring, when the spacecraft runs out of propellant and the force of solar gravity causes it to impact the surface of Mercury. Engineers have devised a series of orbit-correction maneuvers (OCMs) over the next five weeks -- the first of which was carried out today - designed to delay the inevitable impact a bit longer.

In dieser finalen Phase nähert sich die Sonde der Oberfläche regelmäßig bis auf wenige Kilometer. Dabei werden zwei Instrumente besonders wertvolle Messdaten liefern, das Magnetometer (MAG) and das Neutronen-Spektrometer (NS). Mit MAG hat man bereits aus größerer Entfenung Hinweise auf magnetische Unregelmäßigkeiten gefunden, mit NS hofft man, weitere Hinweise auf Wassereis in der Nordpolarregion zu finden.

Tja, und irgendwann gegen Ende April - so ist die gegenwärtige Schätzung - wird Messenger dann irgendwo anecken und sein rühmliches Ende finden ...

Sky & Telescope - Messenger Reveals Mercury Mysteries

Spiegel - Heiße Abschiedsgrüße vom Merkur

Credit: NASA / JHU-APL / Carnegie Inst. of Washington

 

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Re: Grand Finale mit Crescendo

Heute steht Merkur in ober Konjunktion hinter der Sonne. Bei einem minimalen Winkelabstand von 50 Bogenminuten vom Zentrum der Sonnenscheibe ist eine direkte Kommunikation mit der Messenger Sonde dann natürlich besonders ungünstig. Gleichwohl wurde vor zwei Tagen bei einem nur geringfügig größeren Winkelabstand von knapp 2° eine weitere Orbitkorrektur erfolgreich durchgeführt.

Mittlerweile ist der Hydrazintreibstoff völlig aufgebraucht. Bei dem Maneuver mit der Nummer OCM-15A musste bereits auf den verbliebenen Vorrat an Helium als Treibgas zurückgegriffen werden. Damit konnte die Minimalhöhe nochmal von 18,2 auf 29,1 km angehoben werden. Das dürfte wahrscheinlich das letzte größere Kursmaneuver darstellen.

Nothing but Helium: Correction Maneuver Puts MESSENGER Right on Course

Orbit Correction Maneuver OCM-15A

Credit: NASA / JHU-APL / Carnegie Inst. of Washington

 

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Re: Grand Finale mit Crescendo

Die Messenger Sonde ist heute wie erwartet auf Merkur zerschellt:

NASA Completes MESSENGER Mission with Expected Impact on Mercury's Surface

Mission controllers at the Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory (APL) in Laurel, Md., confirmed today that NASA's MErcury Surface, Space ENvironment, GEochemistry, and Ranging (MESSENGER) spacecraft impacted the surface of Mercury, as predicted, at 3:26 p.m. EDT this afternoon (3:34 p.m. ground time).

Mission controllers were able to confirm the end of operations just a few minutes later at 3:40 p.m., when no signal was detected by the Deep Space Network (DSN) station in Goldstone, California, at the time the spacecraft would have emerged from behind the planet had MESSENGER not impacted the surface. This conclusion was independently confirmed by the DSN's Radio Science team, who were simultaneously looking for the signal
from MESSENGER from their posts in California.

Zeit - Am Ende der Aufprall

 

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Re: Grand Finale mit Crescendo

The New York Times - Messenger's Collision Course With Mercury

Final maneuvers Messenger performed its final course correction on April 24, 2015, using the last of its fuel to delay its crash slightly. The spacecraft continued to send back pictures during its last orbit, but crashed with over 1,000 images in its memory that will never make it back to Earth.

Today Messenger gouged a new crater in Mercury’s surface, though it will probably take a future spacecraft to find it.

 

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Re: Grand Finale mit Crescendo

Overview of the Impact Region

Details of MESSENGER's Impact Location

Sky & Telescope

Image Credit: NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Carnegie Institution of Washington

 

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Solare Gravitationsabnahme aus Messenger-Daten

Das Grand Finale mit Crescendo von Messenger ist nun bald drei Jahre her, aber immer noch liefern die Messdaten interessante wissenschaftliche Ergebnisse:

NASA Team Studies Middle-aged Sun by Tracking Motion of Mercury

Bei dieser Arbeit geht es nicht um die Auswertung des reichlichen Bildmaterials von Merkur, sondern um eine sehr präzise Analyse seiner Bahnentwicklung um die Sonne und daraus abgeleitete Informationen über deren fortschreitenden Masseverlust, der zwar theoretisch schon lange impliziert, bislang aber noch nie direkt experimentell nachgewiesen wurde.

Mit fortschreitendem Alter verliert die Sonne Masse und somit an Gravitationskraft, welches sich wiederum in einer säkularen Vergrößerung der Planetenbahnen manifestiert. Zum Nachweis eines derartigen Effekts muss man zunächst zahlreiche dominierende Störeffekte eliminieren. Dazu gehören insbesondere der gravitative Effekt der anderen Planeten, die Abweichung der Sonnenform von der exakten Kugelgestalt, sowie der von Einsteins allgemeiner Relativitätstheorie erklärte zusätzliche Effekt der Periheldrehung. Alles in allem eine mühselige und zeitraubende Bilanz von unterschiedlichen Beiträgen, aber die Arbeit hat sich nun ausgezahlt:

A.Genova et al., Nature Communications 9 (2018) Solar system expansion and strong equivalence principle as seen by the NASA MESSENGER mission

The team’s new estimate of the rate of solar mass loss represents one of the first times this value has been constrained based on observations rather than theoretical calculations. From the theoretical work, scientists previously predicted a loss of one-tenth of a percent of the Sun’s mass over 10 billion years; that’s enough to reduce the star’s gravitational pull and allow the orbits of the planets to spread by about 1.5 centimeters per year per AU. The new value is slightly lower than earlier predictions but has less uncertainty. That made it possible for the team to improve the stability of G by a factor of 10, compared to values derived from studies of the motion of the Moon.

Credits: NASA's Goddard Space Flight Center

 

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Die mehrjährige Erforschung von Merkur durch die Messenger Sonde hat nicht nur ein detailliertes Bild von seiner Oberfläche, sondern auch Informationen über seinen inneren Aufbau vermittelt.

Über den Stand der Forschung zur inneren Struktur von Merkur wurde vor zwei Jahren in einem ausführlichen Papier berichtet:

MERCURY’S INTERNAL STRUCTURE

Grob skizziert hat Merkur ähnlich wie die Erde eine äußere Kruste, darunter einen 600 km dicken Mantel, und im Zentrum einen metallischen Kern, wobei dieser mit einem Radius von 1800 km aber einen erheblich größeren relativen Anteil am Volumen und an der Gesamtmasse einnimmt. Die mittlere Dichte ist mit 5,43 g/cm³ fast so groß wie die der Erde. Aus der Existenz eines Magnetfeldes schließt man, dass der metallische Kern wenigstens teilweise flüssig sein muss: Wikipedia

Eine gerade veröffentlichte geodätische Analyse der Messenger Daten kommt nun zum Schluss, dass der innere Kernbereich davon (mit einem Radius von 30 bis 70% vom gesamten Kernradius) fest sein muss.

A closer look at Mercury's spin and gravity reveals the planet's inner solid core

Geodetic Evidence That Mercury Has A Solid Inner Core

Das lässt ja durchaus noch ein signifikantes Entdeckungspotential für zukünftige Erkundungen etwa durch die europäisch/japanische BepiColombo Sonde, die im Jahr 2025 dort eintreffen soll.