MENSAJERO

MESSENGER fue una sonda espacial robótica de la NASA que orbitó el planeta Mercurio entre 2011 y 2015, estudiando la composición química, la geología y el campo magnético de Mercurio. El nombre es un acrónimo de "Mercury Surface, Space Environment, Geochemistry, and Ranging" y una referencia al dios mensajero Mercurio de la mitología romana.

MESSENGER fue lanzado a bordo de un cohete Delta II en agosto de 2004. Su trayectoria implicó una compleja serie de sobrevuelos: la nave espacial pasó cerca de la Tierra una vez, Venus dos veces y el propio Mercurio tres veces, lo que le permitió desacelerar en relación con Mercurio usando un mínimo de combustible. Durante su primer sobrevuelo a Mercurio en enero de 2008, MESSENGER se convirtió en la segunda misión, después del Mariner 10 en 1975, en llegar a Mercurio.

MESSENGER entró en órbita alrededor de Mercurio el 18 de marzo de 2011, convirtiéndose en la primera nave espacial en hacerlo. Completó con éxito su misión principal en 2012. Después de dos extensiones de misión, la nave espacial utilizó lo último de su propulsor de maniobra para salir de órbita, impactando la superficie de Mercurio el 30 de abril de 2015.

Descripción general de la misión

MESSENGER' comenzó el 4 de abril de 2011. La misión principal se completó el 17 de marzo de 2012, habiendo recopilado cerca de 100.000 imágenes. MESSENGER logró un mapeo completo de Mercurio el 6 de marzo de 2013 y completó su primera misión extendida de un año de duración el 17 de marzo de 2013. La segunda misión extendida de la sonda duró más de dos años. pero a medida que su órbita baja se degradaba, fue necesario reiniciarlo para evitar el impacto. Realizó sus encendidos finales de impulso el 24 de octubre de 2014 y el 21 de enero de 2015, antes de estrellarse contra Mercurio el 30 de abril de 2015.

Durante su estancia en la órbita de Mercurio, los instrumentos de la sonda proporcionaron datos importantes, incluida una caracterización del campo magnético de Mercurio y el descubrimiento de hielo de agua en el polo norte del planeta, que había Se sospecha desde hace mucho tiempo sobre la base de datos de radar terrestres.

Antecedentes de la misión

Misiones anteriores

En 1973, la NASA lanzó el Mariner 10 para realizar múltiples sobrevuelos de Venus y Mercurio. Mariner 10 proporcionó los primeros datos detallados de Mercurio, cartografiando entre el 40% y el 45% de la superficie. El último sobrevuelo de Mercurio del Mariner 10 se produjo el 16 de marzo de 1975. No se realizarían observaciones posteriores de cerca del planeta durante más de 30 años.

Propuestas para la misión

En 1998, un estudio detalló una misión propuesta para enviar una nave espacial en órbita a Mercurio, ya que el planeta era en ese momento el menos explorado de los planetas interiores. En los años posteriores a la misión Mariner 10, las propuestas de misión posteriores para volver a visitar Mercurio parecieron demasiado costosas y requirieron grandes cantidades de propulsor y un vehículo de lanzamiento pesado. Además, insertar una nave espacial en órbita alrededor de Mercurio es difícil, porque una sonda que se acercara en una trayectoria directa desde la Tierra sería acelerada por la gravedad del Sol y pasaría por Mercurio demasiado rápido para orbitarlo. Sin embargo, utilizando una trayectoria diseñada por Chen-wan Yen en 1985, el estudio demostró que era posible buscar una misión de clase Discovery mediante el uso de múltiples asistencias de gravedad consecutivas, sistemas de 'swingby' maniobras alrededor de Venus y Mercurio, en combinación con correcciones menores de trayectoria de propulsión, para desacelerar gradualmente la nave espacial y minimizar así las necesidades de propulsor.

Objetivos

La misión MESSENGER fue diseñada para estudiar las características y el entorno de Mercurio desde su órbita. En concreto, los objetivos científicos de la misión eran:

• para caracterizar la composición química de la superficie de Mercurio.
• para estudiar la historia geológica del planeta.
• para elucidar la naturaleza del campo magnético global (magnetosfera).
• para determinar el tamaño y estado del núcleo.
• para determinar el inventario volátil en los polos.
• estudiar la naturaleza de la exosfera de Mercurio.

Diseño de naves espaciales

La nave espacial MESSENGER fue diseñada y construida en el Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins. Sean Solomon dirigió las operaciones científicas como investigador principal, y las operaciones de misión también se llevaron a cabo en JHU/APL. El autobús MESSENGER medía 1,85 metros (73 pulgadas) de alto, 1,42 m (56 pulgadas) de ancho y 1,27 m (50 pulgadas) de profundidad. El autobús se construyó principalmente con cuatro paneles compuestos de fibra de grafito y éster de cianato que sostenían los tanques de propulsor, el gran propulsor de ajuste de velocidad (LVA), los monitores de actitud y los propulsores de corrección, las antenas, la plataforma de instrumentos y un gran parasol de tela cerámica. Mide 2,5 m (8,2 pies) de alto y 2 m (6,6 pies) de ancho, para control térmico pasivo. En el momento del lanzamiento, la nave espacial pesaba aproximadamente 1.100 kilogramos (2.400 libras) con su carga completa de propulsor. El coste total de la misión MESSENGER, incluido el coste de construcción de la nave espacial, se estimó en menos de 450 millones de dólares.

Control de actitud y propulsión

La propulsión principal fue proporcionada por 645 N, 317 seg. Propulsor de asistencia de gran velocidad (LVA) bipropelente Isp (hidrazina y tetróxido de nitrógeno). El modelo utilizado fue el LEROS 1b, desarrollado y fabricado en la fábrica de AMPAC‐ISP en Westcott, Reino Unido. La nave espacial fue diseñada para transportar 607,8 kilogramos (1340 libras) de propulsor y presurizador de helio para el LVA.

Cuatro propulsores monopropulsores de 22 N (4,9 lb_f) proporcionaron dirección a la nave espacial durante el encendido del propulsor principal, y se utilizaron doce propulsores monopropulsores de 4,4 N (1,0 lb_f) para la actitud. control. Para un control de actitud preciso, también se incluyó un sistema de control de actitud con rueda de reacción. La información para el control de actitud fue proporcionada por rastreadores de estrellas, una unidad de medición inercial y seis sensores solares.

Comunicaciones

La sonda incluía dos pequeños transpondedores de espacio profundo para comunicaciones con la Red de Espacio Profundo y tres tipos de antenas: una matriz en fase de alta ganancia cuyo haz principal podía dirigirse electrónicamente en un plano, una antena en forma de ventilador de ganancia media haz" antena y una bocina de baja ganancia con un patrón amplio. La antena de alta ganancia se utilizó solo para transmisión a 8,4 GHz, las antenas de ganancia media y baja transmiten a 8,4 GHz y reciben a 7,2 GHz, y las tres antenas funcionan con radiación con polarización circular derecha (RHCP). Una de cada una de estas antenas estaba montada en la parte frontal de la sonda mirando al Sol, y una de cada una estaba montada en la parte posterior de la sonda mirando hacia el Sol.

Poder

La sonda espacial estaba alimentada por un panel solar de dos paneles de arseniuro de galio/germanio que proporcionaba un promedio de 450 vatios mientras estaba en la órbita de Mercurio. Cada panel era giratorio e incluía reflectores solares ópticos para equilibrar la temperatura del conjunto. La energía se almacenó en una batería de níquel-hidrógeno de 23 amperios hora de recipiente a presión común, con 11 recipientes y dos celdas por recipiente.

Computadora y software

El sistema informático a bordo de la nave espacial estaba contenido en un Módulo Electrónico Integrado (IEM), un dispositivo que combinaba la aviónica central en una sola caja. La computadora incluía dos IBM RAD6000 reforzados contra la radiación, un procesador principal de 25 megahercios y un procesador de protección contra fallas de 10 MHz. Por motivos de redundancia, la nave espacial llevaba un par de IEM idénticos. Para el almacenamiento de datos, la nave espacial llevaba dos grabadores de estado sólido capaces de almacenar hasta un gigabyte cada uno. El procesador principal IBM RAD6000 recopiló, comprimió y almacenó datos de los instrumentos de MESSENGER para su posterior reproducción en la Tierra.

MESSENGER utilizó un paquete de software llamado SciBox para simular su órbita y sus instrumentos, con el fin de "coreografiar el complicado proceso de maximizar el rendimiento científico de la misión y minimizar los conflictos entre las observaciones de los instrumentos". y al mismo tiempo cumplir con todas las limitaciones de las naves espaciales en materia de orientación, velocidades de enlace descendente de datos y capacidad de almacenamiento de datos a bordo."

Instrumentos científicos

Sistema de imágenes duales de mercurio (MDIS)

Incluye dos cámaras CCD, una cámara de ángulo estrecho (NAC) y una cámara de gran angular (WAC) montadas en una plataforma giratoria. El sistema de cámara proporcionó un mapa completo de la superficie de Mercurio con una resolución de 250 metros/píxel (820 pies/píxel) e imágenes de regiones de interés geológico a 20 a 50 metros/píxel (66 a 164 pies/píxel). La obtención de imágenes en color sólo era posible con la rueda de filtros de banda estrecha instalada en la cámara gran angular.

Objetivos:

• Fase Flyby:
  • Adquisición de cobertura casi global a ♥500 metros/pixel (1.600 pies/pixel).
  • Cartografía multiespectral en ♥2 kilómetros/pixel (1.2 mi/pixel).
• Fase orbital:
  • Un monocromo de aspecto nadir a ángulos de incidencia solar moderados (55°–75°) y 250 metros/pixel (820 ft/pixel) o mejor resolución de muestreo.
  • Un mosaico de 25°-off-nadir para complementar el mosaico de aspecto nadir para el mapeo de estéreo global.
  • Finalización de la cartografía multiespectral iniciada durante los flybys.
  • Tiras de imagen de alta resolución (20–50 metros/pixel (66–164 ft/pixel) a través de características representativas de las principales unidades geológicas y estructuras.

Investigador principal: Scott Murchie / Johns Hopkins University

Datos: catálogo de ángulo estrecho PDS/MODE, catálogo de gran angular PDS/MODE, catálogo de datos PDS/PIN

Espectrómetro de rayos gamma (GRS)

Medió las emisiones de rayos gamma de la superficie de Mercurio para determinar la composición del planeta mediante la detección de ciertos elementos (oxígeno, silicio, azufre, hierro, hidrógeno, potasio, torio, uranio) a una profundidad de 10 cm.

Objetivos:

• Proporcionar abundancias superficiales de elementos principales.
• Proveer abundancias superficiales de Fe, Si y K, inferir el agotamiento alcalí de las abundancias de K, y proporcionar límites de abundancia en H (hielo de agua) y S (si está presente) en los polos.
• Mapa de las abundancias de elementos superficiales cuando sea posible, y de otro modo proporcionar abundancias de superficie mediada o establecer límites superiores.

Investigador principal: William Boynton / University of Arizona

Datos: catálogo de datos PDS/GSN, catálogo de datos PDS/MODE GRS

Espectrómetro de neutrones (NS)

Determinó la composición del mineral de hidrógeno a una profundidad de 40 cm mediante la detección de neutrones de baja energía resultantes de la colisión de rayos cósmicos con los minerales.

Objetivos:

• Establecer y mapear la abundancia de hidrógeno sobre la mayoría del hemisferio norte de Mercurio.
• Investigar la posible presencia de hielo de agua dentro y cerca de cráteres permanentemente sombreados cerca del polo norte.
• Proporcionar pruebas secundarias para ayudar a interpretar las fortalezas de la línea de rayos gamma medidos en términos de abundancia elemental.
• Dominios de superficie fijo en la base de cusps norte y sur de la magnetosfera donde el viento solar puede implantar hidrógeno en material superficial.

Investigador principal: William Boynton / University of Arizona

Datos: catálogo de datos PDS/GSN, catálogo de datos PDS/MODE NS

Espectrómetro de rayos X (XRS)

Se mapeó la composición mineral dentro del milímetro superior de la superficie de Mercurio mediante la detección de líneas espectrales de rayos X de magnesio, aluminio, azufre, calcio, titanio y hierro, en el rango de 1 a 10 keV.

Objetivos:

• Determinar la historia de la formación de Mercurio
• Caracterizar la composición de elementos superficiales midiendo las emisiones de rayos X inducidas por el flujo solar del incidente.

Investigador principal: George Ho / APL

Datos: catálogo de datos PDS/GSN, catálogo de datos PDS/MODE

Magnetómetro (MAG)

Midió en detalle el campo magnético alrededor de Mercurio para determinar la fuerza y la posición promedio del campo.

Objetivos:

• Investiga la estructura del campo magnético de Mercurio y su interacción con el viento solar.
• Caracterizar la geometría y la variabilidad del tiempo del campo magnético.
• Detectar interacciones de partículas de onda con la magnetosfera.
• Observe dinámicas magnetotail, incluyendo fenómenos posiblemente análogos a las subtormentas de la magnetosfera terrestre.
• Caracterizar la estructura y dinámica de magnetopausia.
• Caracterizar las corrientes alineadas en el campo que unen el planeta con la magnetosfera.

Investigador principal: Mario Acuna / NASA Goddard Space Flight Center

Datos: catálogo de datos PDS/PPI

Altímetro láser de mercurio (MLA)

Provided detailed information regarding the height of landforms on the surface of Mercury by detecting the light of an infrared laser as the light bounces off the surface.

Objetivos:

• Proporcionar un mapa topográfico de alta precisión de las altas regiones de latitud norte.
• Medir las características topográficas de longitud de onda a mediados de las latitudes septentrionales.
• Determinar perfiles topográficos en las principales características geológicas del hemisferio norte.
• Detectar y cuantificar las libraciones físicas forzadas del planeta mediante el seguimiento del movimiento de las características topográficas a gran escala como función del tiempo.
• Medir la reflectividad superficial de Mercurio en la longitud de onda de operación MLA de 1.064 nanometros.

Investigador principal: David Smith / GSFC

Datos: catálogo de datos PDS/GSN, catálogo de datos PDS/MODE

Espectrómetro de composición superficial y atmosférica de mercurio (MASCS)

Determinó las características de la tenue atmósfera que rodea Mercurio midiendo las emisiones de luz ultravioleta y determinó la prevalencia de minerales de hierro y titanio en la superficie midiendo la reflectancia de la luz infrarroja.

Objetivos:

• Caracterizar la composición, estructura y comportamiento temporal de la exosfera.
• Investiga los procesos que generan y mantienen la exosfera.
• Determinar la relación entre la composición exosférica y la superficie.
• Busque depósitos polares de material volátil y determine cómo se relaciona la acumulación de estos depósitos con procesos exosféricos.

Investigador principal: William McClintock / Universidad de Colorado

Datos: catálogo de datos PDS/GSN, catálogo de datos PDS/MODE

Espectrómetro de plasma y partículas energéticas (EPPS)

Se midieron las partículas cargadas en la magnetosfera alrededor de Mercurio usando un espectrómetro de partículas energéticas (EPS) y las partículas cargadas que provienen de la superficie usando un espectrómetro de plasma de imágenes rápidas (FIPS).

Objetivos:

• Determinar la estructura del campo magnético del planeta.
• Caracterizar los neutros de la exosfera y los iones magnetosféricos acelerados.
• Determinar la composición de los gimnasios de material reflectante por radar en los polos de Mercurio.
• Determinar las propiedades eléctricas de la interfaz de corteza/atmósfera/ambiente.
• Determinar las características de la dinámica de la magnetosfera de Mercurio y sus relaciones con los conductores externos y sus condiciones internas.
• Medir las propiedades de plasma interplanetario en crucero y en las inmediaciones de Mercurio.

Investigador principal: Barry Mauk / APL

Datos: catálogo de datos PDS/PPI

Radiociencia (RS)

Measured the gravity of Mercury and the state of the planetary core by utilizing the spacecraft 's positioning data.

Objetivos:

• Determinar la posición de la nave espacial durante las fases de crucero y órbita de la misión.
• Observe las perturbaciones gravitacionales de Mercurio para investigar las variaciones espaciales de densidad dentro del interior del planeta, y un componente de tiempo-variante en la gravedad de Mercurio para cuantificar la amplitud de la libración de Mercurio.
• Proporcionar mediciones precisas de la gama de la MESSENGER nave espacial a la superficie de Mercurio para determinar la adecuada asignación de altitud con el MLA.

Investigador principal: David Smith / NASA Goddard Space Flight Center

Datos: catálogo de datos PDS/GSN, catálogo de datos PDS/MODE

• Imágenes de la nave espacial
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  Diagrama de MESSENGER.

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  La asamblea de MESSENGER's paneles solares por técnicos de APL.

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  Technicians prepare MESSENGER para la transferencia a una instalación de procesamiento peligroso.

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  Adjunción del PAM a MESSENGER. La sombrilla de cerámica-cerca es prominente en esta vista.

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  Un trabajador adecuado mira el suministro de combustible de la hidroacina para ser cargado MESSENGER.

Perfil de la misión

Lanzamiento y trayectoria

La sonda MESSENGER fue lanzada el 3 de agosto de 2004 a las 06:15:56 UTC por la NASA desde el Complejo de Lanzamiento Espacial 17B en la Estación de la Fuerza Aérea de Cabo Cañaveral en Florida, a bordo de un Delta II 7925. vehículo de lanzamiento. La secuencia de combustión completa duró 57 minutos, colocando a la nave espacial en una órbita heliocéntrica, con una velocidad final de 10,68 km/s (6,64 millas/s) y enviando la sonda a una trayectoria de 7,9 mil millones de kilómetros (4,9 mil millones de millas) que tomó 6 años., 7 meses y 16 días antes de su inserción orbital el 18 de marzo de 2011.

Viajar a Mercurio y entrar en órbita requiere un cambio de velocidad extremadamente grande (ver delta-v) porque la órbita de Mercurio está profunda en el pozo de gravedad del Sol. En un curso directo de la Tierra a Mercurio, una nave espacial se acelera constantemente a medida que cae hacia el Sol y llegará a Mercurio con una velocidad demasiado alta para alcanzar la órbita sin un uso excesivo de combustible. En el caso de los planetas con atmósfera, como Venus y Marte, las naves espaciales pueden minimizar su consumo de combustible al llegar utilizando la fricción con la atmósfera para entrar en órbita (aerocaptura), o pueden encender brevemente sus motores de cohetes para entrar en órbita, seguido de una reducción de la órbita mediante aerofrenado. Sin embargo, la tenue atmósfera de Mercurio es demasiado delgada para estas maniobras. En cambio, MESSENGER utilizó ampliamente maniobras de asistencia gravitatoria en la Tierra, Venus y Mercurio para reducir la velocidad relativa a Mercurio, y luego utilizó su gran motor cohete para entrar en una órbita elíptica alrededor del planeta. El proceso de sobrevuelo múltiple redujo en gran medida la cantidad de propulsor necesario para frenar la nave espacial, pero a costa de prolongar el viaje muchos años y hasta una distancia total de 7,9 mil millones de kilómetros (4,9 mil millones de millas).

Varios encendidos planificados de propulsores en ruta a Mercurio fueron innecesarios, porque estos finos ajustes de rumbo se realizaron utilizando la presión de la radiación solar que actuaba sobre los paneles solares de MESSENGER. Para minimizar aún más la cantidad de propulsor necesario, la inserción orbital de la nave espacial apuntó a una órbita altamente elíptica alrededor de Mercurio.

La órbita alargada tenía otros dos beneficios: le permitió a la nave espacial enfriarse después de los tiempos que estuvo entre la superficie caliente de Mercurio y el Sol, y también le permitió a la nave medir los efectos del viento solar y los campos magnéticos. del planeta a varias distancias y al mismo tiempo permite realizar mediciones y fotografías de cerca de la superficie y la exosfera. La nave espacial estaba originalmente programada para lanzarse durante un período de 12 días a partir del 11 de mayo de 2004. El 26 de marzo de 2004, la NASA anunció que el lanzamiento se trasladaría a un período de lanzamiento posterior de 15 días a partir del 30 de julio de 2004, para permitir para realizar más pruebas de la nave espacial. Este cambio alteró significativamente la trayectoria de la misión y retrasó dos años la llegada a Mercurio. El plan original requería tres maniobras de sobrevuelo más allá de Venus, con la inserción en la órbita de Mercurio programada para 2009. La trayectoria se cambió para incluir un sobrevuelo a la Tierra, dos sobrevuelos a Venus y tres sobrevuelos a Mercurio antes de la inserción en órbita el 18 de marzo de 2011.

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  Esquema de lanzamiento de Delta II con MESSENGER

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  El lanzamiento de MESSENGER en un vehículo de lanzamiento Delta II.

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  Animación de MESSENGER's trayectoria del 3 de agosto de 2004 al 1 de mayo de 2015
  MESSENGER · Tierra· Mercurio · Venus

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  Trayectoria interplanetaria de la MESSENGER orbitador.

Sobrevuelo a la Tierra

MESSENGER realizó un sobrevuelo a la Tierra un año después del lanzamiento, el 2 de agosto de 2005, con la máxima aproximación a las 19:13 UTC a una altitud de 2.347 kilómetros (1.458 millas terrestres) sobre el centro de Mongolia. El 12 de diciembre de 2005, un encendido de 524 segundos de duración (Maniobra en el espacio profundo o DSM-1) del gran propulsor ajustó la trayectoria para el próximo sobrevuelo de Venus en 316 m/s.

Durante el sobrevuelo de la Tierra, el equipo MESSENGER tomó imágenes de la Tierra y la Luna usando MDIS y verificó el estado de varios otros instrumentos observando las composiciones atmosféricas y de la superficie y probando la magnetosfera y determinando que todos los instrumentos probados estaban funcionando como se esperaba. Este período de calibración tenía como objetivo garantizar una interpretación precisa de los datos cuando la nave espacial entrara en órbita alrededor de Mercurio. Garantizar que los instrumentos funcionaran correctamente en una etapa tan temprana de la misión permitió abordar múltiples errores menores.

El sobrevuelo de la Tierra se utilizó para investigar la anomalía del sobrevuelo, donde se ha observado que algunas naves espaciales tienen trayectorias que difieren ligeramente de las previstas. Sin embargo, no se observó ninguna anomalía en el sobrevuelo del MESSENGER.

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  Una visión de la Tierra desde MESSENGER durante su vuelo terrestre.

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  Una visión de la Tierra desde MESSENGER durante su vuelo terrestre.

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  La Tierra y la Luna (abajo izquierda), capturado por MESSENGER desde una distancia de 183 millones de kilómetros.

• Secuencia de flyby terrestre capturada el 3 de agosto de 2005 (vídeo de tamaño completo).

Dos sobrevuelos de Venus

El 24 de octubre de 2006, a las 08:34 UTC, MESSENGER encontró Venus a una altitud de 2.992 kilómetros (1.859 mi). Durante el encuentro, MESSENGER pasó detrás de Venus y entró en conjunción superior, un período en el que la Tierra estaba exactamente en el lado opuesto del Sistema Solar, con el Sol inhibiendo el contacto por radio. Por este motivo no se realizaron observaciones científicas durante el sobrevuelo. La comunicación con la nave se restableció a finales de noviembre y realizó una maniobra en el espacio profundo el 12 de diciembre, para corregir la trayectoria y encontrarse con Venus en un segundo sobrevuelo.

El 5 de junio de 2007, a las 23:08 UTC, MESSENGER realizó un segundo sobrevuelo de Venus a una altitud de 338 km (210 mi), para lograr la mayor reducción de velocidad de la misión. Durante el encuentro, se utilizaron todos los instrumentos para observar Venus y prepararse para los siguientes encuentros con Mercurio. El encuentro proporcionó datos de imágenes visibles y en el infrarrojo cercano de la atmósfera superior de Venus. También se registraron espectrometría ultravioleta y de rayos X de la atmósfera superior para caracterizar la composición. La Venus Express de la ESA también estuvo orbitando durante el encuentro, brindando la primera oportunidad para medir simultáneamente las características de partículas y campos del planeta.

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  Venus imagenado por MESSENGER en su primer flyby del planeta en 2006.

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  Venus imagenado por MESSENGER en su segundo flyby del planeta en 2007.

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  Una imagen más detallada de Venus MESSENGER en el segundo flyby del planeta.

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  Secuencia de imágenes como MESSENGER sale después del segundo flyby del planeta.

Tres sobrevuelos a Mercurio

MESSENGER realizó un sobrevuelo de Mercurio el 14 de enero de 2008 (realizando su máxima aproximación a 200 km sobre la superficie de Mercurio a las 19:04:39 UTC), seguido de un segundo sobrevuelo en octubre. 6 de septiembre de 2008. MESSENGER ejecutó un sobrevuelo final el 29 de septiembre de 2009, lo que ralentizó aún más la nave espacial. En algún momento durante la aproximación más cercana del último sobrevuelo, la nave espacial entró en modo seguro. Aunque esto no tuvo ningún efecto en la trayectoria necesaria para la inserción orbital posterior, resultó en la pérdida de datos científicos e imágenes que estaban planeadas para el tramo de salida del sobrevuelo. La nave espacial se había recuperado por completo unas siete horas después. Una última maniobra en el espacio profundo, DSM-5, se ejecutó el 24 de noviembre de 2009 a las 22:45 UTC para proporcionar el cambio de velocidad requerido de 0,177 kilómetros por segundo (0,110 mi/s) para la inserción programada en la órbita de Mercurio el 18 de marzo de 2011., marcando el comienzo de la misión orbital.

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  La primera imagen de alta resolución de la cámara anglosa de mercurio adquirida por MESSENGER.

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  Mercurio de más tarde en el primer flyby, mostrando muchas características previamente desconocidas

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  Vista desde el segundo flyby en octubre de 2008, con el cráter Kuiper cerca del centro

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  Smooth plains of Borealis Planitia imaged by MESSENGER durante el tercer vuelo del planeta.

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  Una imagen de parte del lado no visto anteriormente del planeta.

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  Los cráteres de lava y grandes extensiones de llanuras volcánicas lisas sobre Mercurio.

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  Vista con el cráter Rachmaninoff, desde el tercer flyby

Inserción orbitaria

La maniobra del propulsor para insertar la sonda en la órbita de Mercurio comenzó a las 00:45 UTC del 18 de marzo de 2011. La maniobra de frenado a 0,9 km/s (0,5 mi./seg.) duró unos 15 minutos, con La confirmación de que la nave estaba en la órbita de Mercurio se recibió a la 01:10 UTC del 18 de marzo (9:10 p. m., 17 de marzo EDT). El ingeniero jefe de la misión, Eric Finnegan, indicó que la nave espacial había alcanzado una órbita casi perfecta.

MESSENGER era muy elíptica, llevándolo a 200 kilómetros (120 mi) de la superficie de Mercurio y luego a 15.000 km (9.300 mi) de ella cada doce horas.. Esta órbita fue elegida para proteger la sonda del calor irradiado por la superficie caliente de Mercurio. Sólo una pequeña parte de cada órbita se realizó a baja altitud, donde la nave espacial estuvo sujeta al calentamiento radiativo proveniente del lado caliente del planeta.

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  Animación de MESSENGER's trayectoria alrededor de Mercurio del 15 de marzo de 2011, al 30 de diciembre de 2014
  MESSENGER· Mercurio

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  Charles Bolden y colegas esperan noticias del MESSENGER sonda.

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  Charles Bolden felicita Eric Finnegan tras la exitosa inserción orbital.

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  La primera fotografía de la órbita de Mercurio, tomada por MESSENGER el 29 de marzo de 2011.

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  Un gráfico simplificado que muestra el camino MESSENGER's inserción orbital.

Ciencias primarias

Después de la inserción orbital del MESSENGER, tuvo lugar una fase de puesta en servicio de dieciocho días. El personal supervisor encendió y probó los instrumentos científicos de la nave para asegurarse de que habían completado el viaje sin daños. La fase de puesta en servicio "demostró que la nave espacial y la carga útil [estaban] operando nominalmente, a pesar del desafiante entorno de Mercurio".

La misión principal comenzó según lo planeado el 4 de abril de 2011, con MESSENGER orbitando Mercurio una vez cada doce horas durante una duración prevista de doce meses terrestres, el equivalente a dos días solares en Mercurio. El investigador principal Sean Solomon, entonces de la Carnegie Institution de Washington, dijo: "Con el comienzo hoy de la fase científica primaria de la misión, realizaremos observaciones casi continuas que nos permitirán obtener la primera perspectiva global sobre El planeta más interior. Además, a medida que la actividad solar aumente constantemente, tendremos un asiento de primera fila en el sistema magnetosfera-atmósfera más dinámico del Sistema Solar."

El 5 de octubre de 2011, los resultados científicos obtenidos por MESSENGER durante sus primeros seis meses terrestres en la órbita de Mercurio fueron presentados en una serie de ponencias en el Congreso Europeo de Ciencias Planetarias en Nantes., Francia. Entre los descubrimientos presentados se encuentran las concentraciones inesperadamente altas de magnesio y calcio encontradas en el lado nocturno de Mercurio, y el hecho de que el campo magnético de Mercurio está desplazado muy al norte del centro del planeta.

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  Una imagen monocroma de Mercurio MESSENGER, con Warhol en el centro.

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  Cráter Stevenson, con dos cadenas de cráter secundario perpendicular que corren a través de su centro.

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  Una proyección polar sur de Mercurio.

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  Una instantánea cercana de las crestas cerca del polo sur de Mercurio.

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  A MESSENGER La imagen de Mercurio muestra cicatrices de fallas no detectadas anteriormente, formas de tierra parecidas a acantilados que parecen escaleras lo suficientemente pequeñas que los científicos creen que son geológicamente jóvenes. Esto demuestra que Mercurio todavía está contrayendo, y que la Tierra no es el único planeta del Sistema Solar activo tecnónicamente.

Misión extendida

En noviembre de 2011, la NASA anunció que la misión MESSENGER se extendería un año, lo que permitiría a la nave espacial observar el máximo solar de 2012. Su misión ampliada comenzó el 17 de marzo de 2012 y continuó hasta el 17 de marzo de 2013. Entre el 16 y el 20 de abril de 2012, MESSENGER llevó a cabo una serie de maniobras de propulsor, colocándolo en una órbita de ocho horas. para realizar más exploraciones de Mercurio.

En noviembre de 2012, la NASA informó que MESSENGER había descubierto hielo de agua y compuestos orgánicos en cráteres permanentemente en sombra en el polo norte de Mercurio. En febrero de 2013, la NASA publicó el mapa 3D de Mercurio más detallado y preciso hasta la fecha, elaborado a partir de miles de imágenes tomadas por MESSENGER. MESSENGER completó su primera misión extendida el 17 de marzo de 2013 y la segunda duró hasta abril de 2015. En noviembre de 2013, MESSENGER fue uno de los numerosos activos espaciales que fotografiaron el cometa Encke (2P/Encke) y el cometa ISON (C/2012 S1). Cuando su órbita comenzó a decaer a principios de 2015, MESSENGER pudo tomar fotografías en primer plano muy detalladas de cráteres llenos de hielo y otros accidentes geográficos en el polo norte de Mercurio. Una vez completada la misión, la revisión de los datos de alcance de radio proporcionó la primera medición de la tasa de pérdida de masa del Sol.

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  Mapa de color falso que muestra las temperaturas máximas de la región polar norte.

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  Crater Apollodorus, con el Pantheon Fossae irradiando de él.

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  Rayos de trueque en el hemisferio sur del planeta.

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  Huevos en la pared del cráter Sholem Aleichem.

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  Perspective view of Caloris Basin – high (red); low (blue).

Descubrimiento del agua, compuestos orgánicos y vulcanismo

El 3 de julio de 2008, el equipo MESSENGER anunció que la sonda había descubierto grandes cantidades de agua presentes en la exosfera de Mercurio, lo cual fue un hallazgo inesperado. En los últimos años de su misión, MESSENGER también proporcionó evidencia visual de actividad volcánica pasada en la superficie de Mercurio, así como evidencia de un núcleo planetario de hierro líquido. La sonda también construyó los mapas más detallados y precisos de Mercurio hasta la fecha y además descubrió compuestos orgánicos que contienen carbono y hielo de agua dentro de cráteres permanentemente sombreados cerca del polo norte.

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  Concentraciones masivas (rojo; Cuenca Caloris en el centro, Sobkou Planitia a la derecha), detectadas a través de anomalías de gravedad, proporcionan evidencia para la estructura de subsuperficie y evolución.

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  La topografía del hemisferio norte de los datos del MLA muestra un rango vertical de 10 km: alto (rojo); bajo (purple).

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  Escaneo espectral de la superficie de Mercurio.

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  Hielo de agua (amarillo) en cráteres permanentemente sombreados de la región polar norte de Mercurio

Retrato del Sistema Solar

El 18 de febrero de 2011 se publicó un retrato del Sistema Solar en el sitio web MESSENGER. El mosaico contenía 34 imágenes, adquiridas por el instrumento MDIS durante noviembre de 2010. Todos los planetas eran visibles a excepción de Urano y Neptuno, debido a sus enormes distancias al Sol. El MESSENGER "retrato de familia" Estaba destinado a ser complementario al retrato de la familia Voyager, que fue adquirido del Sistema Solar exterior por la Voyager 1 el 14 de febrero de 1990.

Fin de la misión

Después de quedarse sin propulsor para ajustar el rumbo, MESSENGER entró en su esperada fase terminal de desintegración orbital a finales de 2014. La operación de la nave espacial se extendió varias semanas explotando el suministro restante de gas helio. que servía para presurizar sus tanques de propulsor, como masa de reacción. MESSENGER continuó estudiando Mercurio durante su período de desintegración. La nave espacial se estrelló contra la superficie de Mercurio el 30 de abril de 2015 a las 15:26 horas. EDT (19:26 GMT), a una velocidad de 14.080 km/h (8.750 mph), probablemente creando un cráter en la superficie del planeta de aproximadamente 16 m (52 pies) de ancho. Se estima que la nave espacial impactó a 54,4° N, 149,9° W en Suisei Planitia, cerca del cráter Janáček. El accidente se produjo en un lugar no visible desde la Tierra en ese momento y, por lo tanto, no fue detectado por ningún observador ni instrumento. La NASA confirmó el final de la misión MESSENGER a las 15:40 horas. EDT (19:40 GMT) después de que la Red de Espacio Profundo de la NASA no detectara el resurgimiento de la nave espacial detrás de Mercurio.