Tranzyt Merkurego na tle tarczy Słońca

Tranzyt Merkurego na tle tarczy Słońca

Tranzyt Merkurego
na tle tarczy Słońca
9 maja 2016
epokowe wydarzenie astronomiczne
Park Astronomiczny Muzeum Mikołaja Kopernika we Fromborku
O
prócz zjawisk astronomicznych, regularnie powtarzających się każdego dnia,
jak chociażby wschody i zachody Słońca, Księżyca i gwiazd, na które zwykły
zjadacz chleba już nie zwraca specjalnej uwagi, występują zjawiska rzadkie
lub nawet niezwykle rzadkie, takie jak okresowe co 75 lat powroty w okolice Słońca
komety Halleya, umożliwiające jej obserwacje na ziemskim niebie, czy też całkowite
zaćmienia Słońca. Do tych rzadkich zjawisk zaliczamy przejścia (tranzyty) dwóch planet Wenus i Merkurego przed tarczą Słońca.
Obie planety krążą po orbitach leżących bliżej Słońca niż orbita Ziemi. Nazywamy
je planetami górnymi, w odróżnieniu od planet dolnych – Marsa, Jowisza, Saturna,
Urana i Plutona, które okrążają Słońce po orbitach położonych dalej niż orbita Ziemi.
Używa się w tym przypadku także pojęcia – planety zewnętrzne.
(Kolejność planet w układzie heliocentrycznym licząc od Słońca: planety górne (wewnętrzne): Merkury i Wenus,
Ziemia, Planety dolne (zewnętrzne): Mars, Jowisz, Saturn, Uran, Neptun, Pluton
(Żródło: Adi, oryg. http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Planets2008.jpg?uselang=pl (Own work) [GFDL (http://www.gnu.org/
copyleft/fdl.html) or CC BY-SA 4.0-3.0-2.5-2.0-1.0 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0-3.0-2.5-2.0-1.0)], via Wikimedia Commons)
Mikołaj Kopernik obserwował z Fromborka przy pomocy astrolabium lub
­triquetrum gwiazdy, Słońce i Księżyc oraz cztery planety (tylko te widoczne gołym
okiem, ponieważ nie znana była jeszcze wówczas luneta), a więc Wenus, Marsa, Jowisza i Saturna, natomiast Merkury sprawiał mu kłopoty, o czym napisał w swoim
dziele De revolutionibus, w rozdziale XXX księgi piątej:
Nam bowiem zamieszkującym surowszą krainę, gdzie cisza powietrza jest rzadsza,
natura odmówiła tej wygody [którą mieli starożytni astronomowie zamieszkujący Egipt,
położony nad Nilem, który – nie wydaje takich oparów, jakie u nas Wisła], a ponadto
z powodu znacznej ukośności sfery rzadziej pozwala widzieć Merkurego, chociażby był w
największej odległości od Słońca, ponieważ właśnie nie wschodzi dla naszego oka w konstelacji Barana i Ryb, ani też odwrotnie, nie zachodzi w konstelacji Panny i Wagi. Ale
i w konstelacji Raka lub Bliźniąt nie pokazuje się w jakiś inny sposób, jak tylko kiedy
jest zmierzch nocny lub świt, nigdy zaś noc, chyba, że Słońce oddali się dobry kawałek
w konstelację Lwa. Dlatego ta gwiazda kosztowała mnie wiele okrężnych dróg i trudu,
aby zbadać jej błądzenia. Z tego powodu zapożyczyłem trzy miejsca spośród tych, które
w Norymberdze zostały dokładnie zaobserwowane.
Z powyższego tekstu wynika, że planety górne – a więc m.in. Merkury – mogą
pojawiać się na ziemskim niebie tylko przed wschodem Słońca lub po jego zachodzie.
Nie można je oglądać w środku nocy. Wyjaśnia to poniższy rysunek:
Patrząc na ten rysunek, należy sobie wyobrazić, jak Słońce wędruje po niebie, kreśląc łuk dzienny od lewej do
prawej strony (wraz z gwiazdami, które za dnia są niewidoczne). Wówczas obie planety, poruszając się razem
ze Słońcem wraz z ruchem dziennym nieba albo go wyprzedzają, i wtedy pojawiają się przed jego wschodem
na porannym niebie, albo idą za nim, i wtedy świecą na niebie wieczornym. Najlepsze warunki widoczności dla
obu planet są wtedy, gdy kąt utworzony przez półprostą poprowadzoną z Ziemi w kierunku planety a półprostą
poprowadzoną z Ziemi ku Słońcu osiąga największą wartość – tzw. największą elongację – wschodnią, gdy obie
planety (Wenus lub Merkury) są po stronie wschodniej nieba – tam, gdzie wszystkie ciała niebieskie wschodzą
(na rysunku: na lewo od Słońca) lub, gdy są po stronie zachodniej nieba – tam, gdzie wszystkie ciała niebieskie
zachodzą (na rysunku: na prawo od Słońca).
Z rysunku widać, że może zdarzyć się taka sytuacja w przypadku zarówno Wenus jak i Merkurego, że będą one
mogły znaleźć się przed tarczą Słońca i przez jakiś czas przesuwać się na jej tle. To zjawisko nazywa się tranzytem
i zdarza się dość rzadko. Zależy ono od wzajemnego przestrzennego ustawienia trzech ciał niebieskich: Słońca,
Ziemi i planety (Wenus lub Merkurego).
(Źródło: Puchatech K. at the Polish language Wikipedia [GFDL (http://www.gnu.org/copyleft/fdl.html) or CC-BY-SA-3.0 (http://
creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/)], via Wikimedia Commons)
W XXI wieku tylko dwa razy miał miejsce tranzyt Wenus przed tarczą Słońca: 8
czerwca 2004 i 6 czerwca 2012. Na następne trzeba będzie poczekać do roku 2117.
Kto więc nie obserwował tego zjawiska – raczej nie ma szansy na jego obejrzenie.
Tranzyty Merkurego zdarzają się częściej niż tranzyty Wenus – średnio 11 razy na
stulecie, zawsze około 8-10 maja lub 10-12 listopada. Ostatnio obserwowany z
Polski tranzyt Merkurego przypadł na 7 maja 2003 roku. Tak więc na tegoroczny
majowy tranzyt Merkurego trzeba było czekać aż 13 lat! Oby dopisała pogoda!
Przejście Wenus na tle tarczy Słońca 6 czerwca 2012 r. obserwowane z Wichita Falls, USA.
(Źródło: By Nexguy (Own work) [CC BY-SA 3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)], via Wikimedia Commons)
O godzinie 11:12 UT (UT – czas uniwersalny południka Greenwich = 0 stopni
długości geograficznej, zatem należy dodać dwie godziny, bo mamy czas letni) stąd
moment zjawiska przypada na 13:12 czasu letniego) nastąpi pierwszy zewnętrzny kontakt Merkurego z tarczą Słońca, czyli zetknięcie krawędzi tarczy Merkurego
z krawędzią tarczy słonecznej. Po około trzech minutach (11:15 UT + 2:00) nastąpi
drugi kontakt, tym razem wewnętrzny – przeciwległa do poprzedniej krawędź tarczy
Merkurego zetknie się z tą samą krawędzią tarczy Słońca, ale od wewnątrz. Od tej
pory, przez ponad 7,5 godziny będzie przesuwał się Merkury na tle tarczy Słońca aż
do trzeciego i czwartego kontaktu, by pozostawić tarczę słoneczną wolną od swojej
na niej obecności. Te ostatnie dwa kontakty mają szansę obserwować tylko osoby
mieszkające na północno-zachodnich granicach Polski, a i to jest pod znakiem zapytania, bo Słońce będzie już bardzo blisko widnokręgu, a nie są to warunki sprzyjające
obserwacjom. Dla reszty kraju te dwa kontakty już nie będą obserwowalne.
Podczas tranzytu Merkurego przed tarczą Słońca można zwrócić uwagę na plamy
słoneczne, których teraz nie ma zbyt wiele. To najwyżej jedna grupa plam lub jedna
pojedyncza plama. Słońce jest teraz bardzo spokojne i jego plamo twórcza działalność jest bardzo skromna.
Czy zdarzy się tak, że tarcza słoneczna będzie przez jakiś czas zupełnie pozbawiona
plam? Dla miłośników obserwacji plam słonecznych byłaby to sytuacja katastrofalna.
Metody obserwacji zjawiska
Jest pięć możliwości:
1. Obserwacja przy pomocy lornetki z folią słoneczną ND-5
2. Obserwacja przy pomocy lornetki, gdy nie dysponuje się folią – metoda projekcyjna (rzut obrazu Słońca na ekran)
3. Obserwacja przy pomocy lunety z folią słoneczną ND-5
4. Obserwacja przy pomocy lunety bez filtru słonecznego – metoda projekcyjna
– rzut obrazu Słońca na ekran umieszczony za okularem lunety
5. Obserwacja przy pomocy lunety LUNT 60mm z filtrem H-α
Merkury widoczny jest w lornetkach powiększających od 7 do 10 razy jako punkt.
Gołym okiem, przy zastosowaniu filtru słonecznego, używanego do obserwacji zaćmień Słońca, nie będzie go można wypatrzeć na tle bardzo jasnej tarczy Słońca,
które o tej porze roku jest w momencie rozpoczęcia tranzytu stosunkowo wysoko.
Posiadacze lornetek mogą wybrać albo 1. albo też 2. sposób. Za każdym razem
należy stosować szczególne środki ostrożności, a już w żadnym razie nie wolno patrzeć na Słońce bezpośrednio przez lornetkę lub lunetę. Grozi to CAŁKOWITĄ UTRATĄ
WZROKU!!!!
W przypadku używania lornetki zaleca się zaklejenie drugiego obiektywu (okularu), aby nie było możliwości przypadkowego spojrzenia przez niego na Słońce.
Metoda 1. jest łatwiejsza od 2. ale obie, ogólnie rzecz biorąc, niestety nie są łatwe. Trzymanie w ręku lornetki jest niewygodne. Czy można zastosować jakiś statyw?
Tu odwołujemy się do pomysłowości osób chcących tranzyt Merkurego zaobserwować tą metodą.
Metoda 5. – gdy posiadamy tak specjalistyczny sprzęt, jakim jest koronograf.
Może to być np. luneta LUNT60 z filtrem H-α.
Przypominamy, że wszystkie obserwacje wyżej opisane wymagają szczególnej
ostrożności, z uwagi na możliwość uszkodzenia lub całkowitej utraty wzroku, gdy
nieuważny obserwator spojrzy bezpośrednio na Słońce przez lunetę bądź lornetkę.
Dodatek
Co wiemy o Merkurym?
Merkury jest najmniejszą i najbliżej Słońca położoną planetą Układu Słonecznego pozbawioną naturalnego satelity – księżyca. Jego średnica wynosi 4879 km. Jest
praktycznie pozbawiony atmosfery. Temperatura powierzchni waha się w granicach
od −183 °C do +427 °C. Merkury ma duże żelazne płynne jądro, które jest źródłem
pola magnetycznego o natężeniu stukrotnie mniejszym od natężenia ziemskiego pola
magnetycznego. Gęstość planety jest nieznacznie większa od gęstości Ziemi.
Pierwsze udokumentowane obserwacje Merkurego sięgają pierwszego tysiąclecia p.n.e. Do IV wieku p.n.e. greccy astronomowie uważali, że są to dwa ciała niebieskie: pierwsze ukazujące się tylko przed wschodem Słońca (nazwali je Apollo), drugie – tylko po zachodzie Słońca (nazwali je Hermesem). Merkury porusza się szybko
na tle gwiazd, dlatego Rzymianie nadali planecie nazwę na cześć posłańca bogów i
patrona handlarzy – Merkurego. Symbol astronomiczny planety ( ) to stylizowana
wersja kaduceusza Hermesa.
Wyobrażenie sondy Messenger na orbicie Merkurego
(Źródło: NASA / JHU/APL [Public domain], Wikimedia Commons)
Merkury powstał z materii zawartej w mgławicy gazowo-pyłowej, z której powstało Słońce i inne planety. Po uformowaniu się bryły planety spadł na nią planetozymal
(pra-planeta) o masie równej 1/6 masy Merkurego, co spowodowało wyparowanie
części pierwotnego płaszcza i skorupy.
Powierzchnia Merkurego niezwykle przypomina powierzchnię ziemskiego Księżyca. Dominują na nim równiny podobne do mórz księżycowych, niewyróżniające się
jednak barwą, oraz kratery uderzeniowe, które świadczą o intensywnym bombardowaniu Merkurego przez różnej wielkości obiekty kosmiczne.
Pomimo ogólnej wysokiej temperatury powierzchni na planecie znajdują się miejsca, w których zalega lód. Spowodowane jest to niewielkim kątem nachylenia osi
Budowa wewnętrzna Merkurego
1. skorupa – 100-300 km grubości
2. płaszcz – 600 km grubości
3. jądro – promień 1800 km, prawdopodobnie płynne
żelazo
(Źródło: Joel Holdsworth (Joelholdsworth) [GFDL
(http://www.gnu.org/copyleft/fdl.html) or CC-BY-SA-3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/)], via Wikimedia Commons)
obrotu Merkurego do płaszczyzny jego orbity. Na planecie są więc obszary nigdy nie
oświetlone promieniami słonecznymi, np. dolne części niektórych kraterów w strefie okołobiegunowej. Temperatury są tam znacznie niższe od średniej globalnej. Lód
wodny dobrze odbija fale wysyłane przez radar, a obserwacje z użyciem teleskopów
Goldstone i Very Large Array na początku lat 90. wykazały bardzo duży współczynnik
odbicia w niektórych rejonach w pobliżu biegunów. Według astronomów, lód to najbardziej prawdopodobna, choć nie jedyna możliwa, przyczyna tego efektu.
W listopadzie 2012 NASA poinformowała, że dane przesłane przez sondę Messenger potwierdzają istniejącą od lat hipotezę o tym, że na Merkurym jest woda. Lód
i ślady lotnych związków organicznych odnaleziono w wiecznie zacienionych kraterach położonych na biegunach planety.
Przypuszczalnie grubość pokrywy lodowej wynosi kilka metrów, a jej całkowita
masa 1014−1015 kg. Dla porównania, masa lodu na Antarktydzie wynosi 4×1018 kg,
a czapa lodowa bieguna południowego Marsa zawiera 1016 kg wody. Nie jest znane
źródło pochodzenia lodu.
Orbita i obrót
Okres obrotu Merkurego wokół własnej osi trwa 58 dni, 15 godzin i 26 minut.
Zatem dzień merkuriański stanowi dwie trzecie merkuriańskiego roku. Tak powolny
ruch obrotowy jest wynikiem silnego oddziaływania grawitacyjnego Słońca.
Merkury porusza się po orbicie eliptycznej o dość dużym mimośrodzie, równym
0,2056 – co powoduje, że w peryhelium (punkt najbliższy orbity wokół słonecznej)
zbliża się on na odległość 46 mln km do Słońca, a w aphelium (punkt najdalszy orbity
wokół słonecznej) oddala się od niego na odległość 69,8 mln km. Orbita tej planety
nachylona jest pod kątem niewiele przekraczającym 7° do płaszczyzny ekliptyki. Są
więc możliwe przejścia Merkurego na tle tarczy Słońca (tranzyt). Mogą być obserwowane z Ziemi tylko wtedy, gdy Merkury jest blisko ekliptyki, a zdarza się to średnio
co 7 lat.
Jeden obieg Merkurego wokół Słońca trwa ok. 88 ziemskich dni. Okres obrotu jest
w rezonansie 3:2 z czasem obiegu, tzn. planeta obraca się trzykrotnie wokół swej osi
na każde dwa obiegi wokół Słońca. Na mniej więcej cztery dni ziemskie przed peryhelium kątowa prędkość orbitalna Merkurego jest równa prędkości kątowej planety
wokół własnej osi, następnie przez kolejne 8 dni kątowa prędkość orbitalna jest większa od kątowej prędkości wokół osi obrotu, tak więc Słońce widziane z powierzchni
Merkurego, zatrz ymuje się w pewnym momencie na niebie i potem zaczyna poruszać się w przeciwną stronę. Cztery dni po peryhelium Słońce powraca do pierwotnego ruchu prostego. W wyniku tych procesów na pewnej długości geograficznej na
Merkurym można zaobserwować nietypowe zjawisko. Polega ono na tym, że Słońce
wschodzi tylko częściowo, następnie zachodzi (cofając się) i ponownie wschodzi w
tym samym dniu merkuriańskim.
Specyficzny ruch peryhelium orbity Merkurego
W 1859 roku francuski matematyk Urbain Le Verier odkrył powolny wokółsłoneczny obrót orbity Merkurego. Nie znalazł wyjaśnienia tego zjawiska na gruncie
praw fizyki klasycznej a także nie tłumaczył go zakłócający wpływ na orbitę Merkurego pochodzący od Słońca i planet. Jako wytłumaczenie tego zjawiska zaproponował
więc istnienie innej planety na orbicie położonej jeszcze bliżej Słońca niż Merkury. Zapostulowanie zakłócającego wpływu nieznanego obiektu położonego dalej od Słońca
niż Uran na jego orbitę przyczyniło się do odkrycia Neptuna. To stało się powodem
przyjęcia przez środowisko astronomiczne hipotezy Le Veriera o istnieniu planety zakłócającej ruch Merkurego. Ciało to nazwano Wulkanem. Jednakże nigdy tej planety
nie odkryto.
Ostatecznego wyjaśnienia obrotu orbity Merkurego, dokonano na początku XX
wieku. Okazało się, że ogólna teoria względności Alberta Einsteina zadowalająco wyjaśnia ten fakt. Obrót odbywa się w bardzo wolnym tempie – to zaledwie 42,98 sekundy kątowej na sto lat. Tak więc dopiero po upływie ponad 12 milionów lat dokona
się jeden pełny obrót orbity Merkurego.
Obserwacje Merkurego
Jasność obserwowana Merkurego waha się od –2,0 m do 5,5 m (m = magnitudo,
wielkość gwiazdowa, jest miarą jasności ciał niebieskich, wprowadzoną przez astronoma Hipparcha, żyjącego w latach 190-120 p.n.e.). Obserwacja Merkurego jest
utrudniona ze względu na jego bliskie położenie na niebie względem Słońca. Można
go dostrzec jedynie po zachodzie lub przed wschodem Słońca. Merkury oglądany z
Ziemi występuje w fazach, podobnie jak Księżyc. Kiedy planeta znajduje się na swojej
orbicie po przeciwnej stronie Słońca niż Ziemia (koniunkcja górna) – jest w pełni. Gdy
zaś znajduje się między Ziemią a Słońcem (koniunkcja dolna) – jest w nowiu. W obu
przypadkach planeta wschodzi i zachodzi jednocześnie ze Słońcem i jest dla ziemskie-
go obserwatora niewidoczna. Podczas pierwszej i ostatniej kwadry elongacja (patrz:
rysunek) wschodnia lub zachodnia osiąga swoją maksymalną wartość – odległość
Merkurego od Słońca wynosi od 17,9° w peryhelium do 27,8° w aphelium. Przy maksymalnej wartości elongacji zachodniej Merkury wschodzi przed Słońcem najwcześniej, w okresie maksymalnej elongacji wschodniej zachodzi po Słońcu najpóźniej.
Merkury jest zazwyczaj lepiej widoczny na półkuli południowej Ziemi niż północnej.
Najstarsze znane udokumentowane obserwacje Merkurego zostały najprawdopodobniej przeprowadzone przez asyryjskich astronomów ok. XIV wieku p.n.e. Nazwa oznaczająca Merkurego została wygrawerowana pismem klinowym na glinianej
tabliczce i oznacza „skaczącą planetę”. Zapiski z Babilonu sięgają pierwszego tysiąclecia p.n.e. Babilończycy nazywali planetę Nabu – na cześć babilońskiego boga mądrości i pisarzy.
Starożytni Grecy w czasach Hezjoda nazywali planetę Στίλβων (Stílbōn), co oznaczało „migotanie”, oraz Ἑρμάων (Hermáōn). Później wprowadzili nazwę Apollo na
określenie Merkurego o poranku i Hermes na planetę widzianą wieczorem. Około IV
wieku p.n.e. greccy astronomowie przekonali się, że obie nazwy odnoszą się do tego
samego ciała niebieskiego. Rzymianie nazwali planetę imieniem boskiego posłańca –
Merkurego, odpowiednika greckiego Hermesa.
W starożytnych Chinach Merkury znany był jako Chen Xing, „Gwiazda Godzinna”. Utożsamiany był z kierunkiem północnym i żywiołem Wody w filozofii wu xing,
i przyporządkowano mu kolor czarny. Mitologia hinduistyczna używa imienia Budha
dla Merkurego – na cześć boga handlarzy i opiekuna jednego z siedmiu dni tygodnia – środy. Bóg Odyn (lub Woden) w mitologii germańskiej, od którego wywodzi
się angielska nazwa środy (Wednesday, od Woden’s day), również utożsamiany był z
Merkurym. Majowie wyobrażali sobie Merkurego jako sowę lub cztery sowy (dwie o
poranku i dwie wieczorem), będące posłańcami z zaświatów.
Obserwacje Merkurego z pomocą lunety
Pierwszych obserwacji Merkurego z użyciem teleskopu dokonał na początku XVII
wieku Galileusz. W 1631 Pierre Gassendi jako pierwszy zaobserwował przewidywany
przez Jana Keplera tranzyt planety. W 1639 Giovanni Zupi z pomocą teleskopu odkrył,
że fazy Merkurego są podobne do faz Księżyca i Wenus. Obserwacja ta udowodniła,
że Merkury obiega Słońce.
Niezwykle rzadkim zjawiskiem widzianym z Ziemi są wzajemne zakrycia planet
tzw. okultacje. Merkury i Wenus zakrywają się raz na kilkaset lat. 28 maja 1737 udało się angielskiemu astronomowi Johnowi Bevisowi z Królewskiego Obserwatorium
Astronomicznego w Greenwich zaobserwować to zjawisko. Kolejne zakrycie Merkurego przez Wenus nastąpi dopiero 31 grudnia 2133.
W 1800 Johann Hieronymus Schröter obserwując Merkurego stwierdził istnienie
na nim gór o wysokości 20 km. Friedrich Wilhelm Bessel po użyciu szkiców Schrötera nieprawidłowo oszacował okres rotacji jako 24-godzinny. W latach 80. XIX wieku
Giovanni Schiaparelli wykonał dokładniejsze mapy i zasugerował, że okres obrotu
Merkurego wynosi 88 dni, czyli tyle samo, co okres orbitalny. Tak jest też w przypadku ziemskiego Księżyca. Próby wykonania map powierzchni Merkurego kontynuował
Eugenios Antoniadi, który opublikował w 1934 książkę zawierającą mapy planety na
podstawie własnych obserwacji. Wiele z elementów charakterystycznych powierzchni planety, zostało nazwanych po raz pierwszy na mapach Antoniadiego.
W czerwcu 1962 radzieccy naukowcy z Instytutu Rosyjskiej Akademii Nauk pod
przewodnictwem Władimira Kotelnikowa jako pierwsi dokonali odbicia sygnału radarowego od Merkurego. Trzy lata później obserwacje radarowe amerykańskich astronomów Gordona Pettengilla i R. Dyce z użyciem 300-metrowego radioteleskopu w
Obserwatorium Arecibo na Portoryko dowiodły niezbicie, że okres rotacyjny planety
wynosi 59 dni. Włoski astronom Giuseppe Kolombo zauważył, że wartość rotacji wynosi ok. 2/3 okresu orbitalnego. Ten wynik został potwierdzony przez dane obserwacyjne z Marinera 10. Mapy Schiaparelliego i Antoniadiego (pomijając współrzędne)
były nieprawidłowe. Badacze oglądali te same cechy powierzchni w co drugim obrocie i je zapisywali, nie zwracając uwagi na drugą stronę planety.
W 2000 roku 1,5-metrowy teleskop Hale z Mount Wilson Observatory wykonał
zdjęcia o wysokiej rozdzielczości. Niektóre z nich przedstawiały nie sfotografowane
przez Marinera 10 cechy powierzchni planety. Kolejne obserwacje zasugerowały istnienie olbrzymiego dwupierścieniowego krateru uderzeniowego, nazwanego nieformalnie „Basenem Skinakas”. Hipoteza ta nie została potwierdzona danymi zebranymi
w trakcie przelotów sondy Messenger . Radioteleskop Arecibo wykonał mapy większości planety, wliczając w to obszary na biegunach, które przypuszczalnie zawierają
wodę i lód.
Badania Merkurego z pomocą sond Mariner 10
i ­Messenger
Dotarcie na Merkurego stwarza kilka poważnych problemów natury technicznej,
gdyż planeta obiega Słońce znacznie bliżej niż Ziemia. Wymagana zmiana prędkości,
aby statek mógł wejść na orbitę transferową z orbity Ziemi (gdzie prędkość orbitalna
wynosi 30 km/s) na orbitę Merkurego, jest znaczna w porównaniu ze zmianą potrzebną do wejścia na orbity innych planet. Aby wylądować bezpiecznie lub wejść na
stabilną orbitę, statek kosmiczny musi polegać wyłącznie na napędzie rakietowym
(hamowanie aerodynamiczne jest wykluczone ze względu na brak atmosfery). Podróż na Merkurego wymaga więcej paliwa rakietowego niż do całkowitego opuszczenia Układu Słonecznego. W związku z tym, w pobliże planety dotarły do tej pory
jedynie dwie sondy kosmiczne.
Mariner 10
Pierwszym statkiem kosmicznym, który dotarł do Merkurego, był Mariner 10 wysłany przez NASA. Sonda ta wykonała kilka tysięcy zdjęć powierzchni planety w latach
1974–1975. Mariner 10 posłużył się polem grawitacyjnym Wenus, aby zbliżyć się do
Merkurego 29 marca 1974. Był to pierwszy przypadek wykorzystania przyciągania
grawitacyjnego jednego obiektu, by osiągnąć drugi. Równocześnie Mariner 10 był
pierwszym pojazdem kosmicznym, który w ciągu jednej misji odwiedził dwie planety.
Mariner 10 dostarczył pierwszych bliskich zdjęć powierzchni planety, które ujawniły,
że jest ona zdominowana przez kratery oraz inne cechy geologiczne, np. gigantyczne
skarpy, które później przypisywano skutkom nieznacznego kurczenia się planety ze
względu na stygnięcie żelaznego jądra. Jednak ze względu na długość okresu orbitalnego sondy przy obu jej przelotach nad Merkurym oświetlona była tylko jedna strona
planety. Uczyniło to obserwację całego ciała niebieskiego niemożliwą, a Mariner 10
wykonał mapy jedynie 40–45% powierzchni.
Mariner 10 na orbicie Merkurego (wizja artystyczna)
(Źródło: NASA [Public domain], Wikimedia Commons)
Sonda zbliżyła się do planety trzykrotnie, a najmniejszy dystans, jaki dzielił ją od
powierzchni, wyniósł 327 km. Przy pierwszym przelocie magnetometr Marinera 10
wykrył pole magnetyczne – ku zaskoczeniu geologów planetarnych. Obrót Merkurego wydawał się być zbyt wolny do powstania efektu dynama. Drugie zbliżenie poświęcono głównie na fotografowanie, natomiast przy ostatnim przelocie uzyskano
szczegółowe dane magnetyczne. Okazało się, że pole magnetyczne planety działa podobnie jak ziemskie, które odpycha wiatr słoneczny. Kilka dni po ostatnim zbliżeniu
do planety sonda wykorzystała całkowicie zapas paliwa w silnikach manewrowych,
co uniemożliwiało kontrolowanie orbity sondy. 24 marca 1975 przerwano łączność
z sondą. Możliwe, że Mariner 10 wciąż orbituje wokół Słońca i przelatuje w pobliżu
Merkurego raz na kilka miesięcy.
Messenger
3 sierpnia 2004 z Cape Canaveral Air Force Station zainicjowano misję kolejnej
sondy kosmicznej NASA – Messenger – ku pierwszej planecie Układu Słonecznego.
Jej głównym celem było wykonanie zdjęć półkuli, której nie zdołał sfotografować
Mariner 10. W drodze do celu próbnik przeleciał w sierpniu 2005 koło Ziemi, a w
październiku 2006 i czerwcu 2007 obok Wenus. Pierwszy przelot Messengera nad
Merkurym nastąpił 14 stycznia, a drugi 6 października 2008. 29 września 2009 sonda
przeleciała zaledwie 228 kilometrów ponad powierzchnią Merkurego. W marcu 2011
roku statek wszedł na orbitę planety stając się jego pierwszym sztucznym satelitą.
Już podczas zbliżeń do planety wykonał zdjęcia niedostępnej dla Marinera 10 półkuli
planety. 17 marca 2012 zakończyła się misja podstawowa Messengera, a 18 marca
rozpoczęła się misja przedłużona. 30 kwietnia 2015 roku po 4105 okrążeniach planety i wykonaniu ponad 277 tysięcy zdjęć sonda spadła na powierzchnię Merkurego.
Opracowanie: Edith Jurkiewicz-Pilska; skład i ilustracja na okładce: Piotr Kann.
(Tekst „Dodatku” na podstawie informacji umieszczonej w Wikipedii:
Merkury [online]. Wikipedia: wolna encyklopedia, 2016-04-15 16:50Z [dostęp: 2016-04-24 12:23Z].
Dostępny w Internecie: //pl.wikipedia.org/w/index.php?title=Merkury&oldid=45551518).
Zaproszenie
Park Astronomiczny Muzeum Mikołaja Kopernika we Fromborku
zaprasza wszystkie osoby chętne do obserwacji tranzytu Merkurego
na teren Parku już od godziny 12.00. Obserwacje poprzedzi prelekcja
na temat zjawiska, metod obserwacji i sprzętu, jakim tranzyt Merkurego będzie obserwowany. Można będzie też posłużyć się własnym
sprzętem.
Planetarium Muzeum Mikołaja Kopernika (Wieża Radziejowskiego
na Wzgórzu Katedralnym we Fromborku) zaprasza na seans poświęcony tranzytowi Merkurego. Zjawisko trwa ponad 7,5 godziny – więc
można w tym czasie zwiedzić Muzeum i obejrzeć seans przygotowany
specjalnie na tę wyjątkową okazję.
Muzeum Mikołaja Kopernika we Fromborku, ul. Katedralna 8, 14-530 Frombork, tel. 55 244 00 71 www: frombork.art.pl
Park Astronomiczny: tel. 55 243 80 88; e-mail [email protected]