Высокоточный OCM, выполненный 21 января с целью достижения высоты периапсиса 15 км — самой низкой на сегодняшний день — подготовил почву для кампании зависания в кратком расширении Второй расширенной миссии под названием XM2-Prime (XM2 ‘). «Основные научные цели для XM2» будут выполняться с помощью магнитометра (MAG) и нейтронного спектрометра (NS), и каждый инструмент будет нацеливаться на разные цели в разных регионах, — пояснил заместитель научного сотрудника проекта MESSENGER Хайдж Корт из Университета Джонса Хопкинса. Физическая лаборатория (APL), в Лорел, штат Мэриленд.
«С помощью MAG мы будем искать магнитные аномалии земной коры», — сказал он. «Например, мы видели намёки на намагничивание земной коры на больших высотах (~ 70 километров) над северным возвышением на северных гладких равнинах Меркурия. Мы вернемся к этому региону на более низких высотах во время XM2 ‘. Могут быть другие регионы, где такие сигналы могут быть наблюдать, и мы будем их искать ".«С помощью NS ученые будут оттачивать затененные кратеры в северных высоких широтах в поисках водяного льда», — сказал Корт. «Мы нашли такие доказательства ранее в ходе миссии, но мы надеемся найти больше на малых высотах и пространственно разрешить распределение внутри отдельных кратеров, если нам повезет».По словам Корта, наблюдения, сделанные с помощью этой «инстинктивной защиты», не менее значительны, чем предыдущие. «Установление наличия магнитных аномалий земной коры на Меркурии было бы огромным результатом, потому что это расширило бы известную временную базу внутреннего магнитного поля Меркурия на восемь порядков», — сказал он. «Более того, наблюдение любых таких аномалий на разных высотах позволит определить глубину источника».
«Поскольку высота перицентра во время кампании парения составляет ~ 30 километров или меньше на всем протяжении XM2 ‘, у нас будет возможность нанести на карту половину планеты, так сказать, с помощью магнитного увеличительного стекла», — продолжил он. «Есть регионы, которые мы никогда не видели на таких малых высотах, и можно обнаружить несколько зон магнитных аномалий».Оставаясь на высотеПостоянное притяжение Солнца продолжает нарушать орбиту космического корабля и приближать его к поверхности планеты. В течение последних нескольких недель высота MESSENGER при максимальном сближении оставалась между 13 и 17 км.
Чтобы продлить эту кампанию зависания как можно дольше, команда разработчиков миссии MESSENGER оптимизировала конструкцию траектории и размещение каждого маневра коррекции орбиты.«Мы выбрали стратегию, которая включает пять маневров за столько недель, чтобы удерживать космический корабль в узком диапазоне высот от 5 до 39 километров над поверхностью Меркурия при самом близком приближении», — сказал Джим МакАдамс из APL, ведущий инженер проекта MESSENGER.По словам Макадамса, четыре из этих пяти маневров происходят в ситуациях, отличных от ориентации орбиты рассвет-сумерки, используемой для всех предыдущих маневров по коррекции орбиты в миссии. «Во время фазы межпланетного крейсерского полета мы разработали аналогичные маневры коррекции курса, состоящие из двух или трех отдельных близко расположенных маневров, выполненных с разными наборами двигателей малой тяги. Для XM2 ‘мы упростили дизайн и выполнение заключительных маневров, так что каждый будет выполняется при ориентации одного космического корабля с использованием одного двигателя малой тяги, чтобы максимизировать изменение высоты орбиты на единицу массы израсходованного топлива ».
Макадамс объяснил, что маневры сопряжены с риском. "Повышенная неопределенность, связанная с воздействием на орбиту космического корабля гравитационного поля Меркурия на более низких, чем когда-либо высотах, проблемами с точным прогнозированием орбиты космического корабля, когда Солнце приближается к направлению связи космический корабль-Земля, и внедрение частых OCM способствует сложные последние несколько недель полетов », — сказал он. «В зависимости от того, как проходит каждый маневр и как гравитационное поле Меркурия влияет на минимальную орбитальную высоту, нам может потребоваться спланировать и осуществить маневр на случай непредвиденных обстоятельств. Внесение маневра на случай непредвиденных обстоятельств увеличит вероятность того, что гидразиновый пропеллент закончится раньше, чем планировалось».
Все идет нормальноЭтот первый маневр прошел по плану. Во время этой последней операции MESSENGER находился на орбите с минимальным сближением на 11,6 км (7,2 мили) над поверхностью Меркурия.
С изменением скорости на 3,07 метра в секунду (6,87 миль в час) четыре крупнейших двигателя на одном топливе космического корабля (с небольшим участием четырех из 12 наименьших двигателей на одном топливе) вывели космический корабль на орбиту с максимальной высотой сближения 34,5. километров (21,4 мили). Этот маневр также увеличил скорость космического корабля относительно Меркурия на максимальном расстоянии от Меркурия, добавив около 1,1 минуты к восьмичасовому 16,5-минутному периоду обращения космического корабля.
ОСМ-13 использовала порох из небольшого вспомогательного топливного бака. Этот вид показывает ориентацию MESSENGER в начале маневра.
MESSENGER находился в 185,6 миллиона километров (115,4 миллиона миль) от Земли, когда в 11:00 утра по восточному времени начался 32-секундный маневр. Диспетчеры миссии APL подтвердили начало маневра 10,3 минуты спустя, после того, как первые сигналы, указывающие на активность двигателя космического корабля, достигли станции слежения NASA Deep Space Network в Голдстоуне, Калифорния.
Следующий маневр, который состоится 2 апреля, снова повысит минимальную высоту космического корабля, что позволит ученым продолжить сбор изображений и данных с инструментов MESSENGER.