§ 4. Полет с солнечно-электрическим двигателем

Поскольку полет к Меркурию сопровождается приближением к Солнцу, можно использовать преобразование солнечной энергии в электрическую для сообщения космическому аппарату малой тяги на межпланетном участке полета. Это позволяет вывести на орбиту спутника Меркурия большее количество научной аппаратуры, чем при импульсном полете, но приводит к увеличению продолжительности перелета.

В ряде работ [4.60-4.62] предлагается упрощенный метод выведения космического аппарата на орбиту спутника Меркурия, при котором исключаются восходящая спираль вблизи Земли и нисходящая около планеты назначения. При старте сообщается скорость, при которой выход из сферы действия Земли осуществляется с геоцентрической скоростью, меньшей, чем при импульсном полете к Меркурию (например, 5 км/с). Управление малой тягой осуществляется таким образом, чтобы к орбите Меркурия космический аппарат подошел с околонулевой скоростью относительно Меркурия. Тогда планетоцентрическое движение в сфере действия Меркурия осуществляется по траектории, близкой к параболе. Тормозной импульс в перицентре этой траектории, переводящий аппарат на круговую орбиту, должен сообщаться термохимическим двигателем и будет равен приблизительно На высоте это

составит примерно 1 км/с (чуть больше, чем при запуске спутника Луны). Если же ставится задача выведения на сильно вытянутую орбиту спутника, то достаточен совсем слабый импульс (порядка 0,1 км/с) вдали от Меркурия. Аппарат совершит два-три витка вокруг Солнца за 300—400 сут, прежде чем сблизится с Меркурием.

Описанным путем с помощью ракеты-носителя «Титан-ЭД) - Центавр» на орбиту вокруг Меркурия высотой может быть доставлена полезная нагрузка 270 кг через 300 сут после старта, если удельный импульс одноступенчатой тормозной химической установки равен 300 с, удельный импульс ЭРД 2500 с (при мощности 15 кВт). В случае удельного импульса ЭРД 3500-4000 с той же цели можно достичь с помощью ракеты «Атлас — Центавр». Между тем доставка той же полезной нагрузки при двухступенчатой тормозной химической установке с прежним удельным импульсом потребовала бы ракеты «Инт-20» (первая и третья ступени ракеты «Сатурн-5»).

§ 5. Результаты исследований Меркурия

Меркурий обладает собственным магнитным полем, причем ось магнитного диполя составляет с осью вращения планеты угол около 12°. Полярность — такая же, как у Земли. Напряженность поля на полюсах составляет 0,7% напряженности земного магнитного поля. До полета «Маринера-10» господствовала уверенность, что Меркурий собственного магнитного поля не имеет.

Меркурий обладает ничтожной атмосферой, давление которой у поверхности мбар. В ней зарегистрированы неон, аргон, ксенон, гелий, водород, но не обнаружены ни углекислый газ, ни пары воды. Источники существования такой атмосферы — потоки солнечной плазмы и радиоактивность пород планеты [4.63].

Температура поверхности достигает в перигелии в подсолнечной точке даже в афелии Уже через два часа после захода Солнца температура снижается до —140°С и ночью может опуститься до —180°С [4.641.

Тысячи фотографий Меркурия, на многих из которых различимы детали в дают четкое представление о поверхности Меркурия, напоминающей скорее лунную, чем марсианскую. Как и на Луне существуют «материки», покрытые многочисленными, но более мелкими кратерами, бассейнами и т. п. Бассейны на ниже окружающих их валов. На равнинах Меркурия не больше кратеров, чем в лунных «морях». Наблюдаются эскарпы — обрывы высотой которые тянутся на сотни и тысячи километров. Напротив, щелей, подобных лунным, на Меркурии нет, как нет и каньонов

марсианского типа. Высота гор до Существуют признаки источников вулканизма. Подобно Луне Меркурий асимметричен: одно его полушарие в основном равнинное, другое — горное [4.63, 4.64]. Поиски спутников у Меркурия результатов не дали.

Дальнейшие планы США, сроки осуществления которых не конкретизированы, связаны с запусками двух спутников Меркурия, доставляемых одним космическим аппаратом, пролетающим мимо Венеры. Один из них выводится на круговую орбиту высотой другой — на сильно вытянутую эллиптическую орбиту с перицентром на той же высоте. Первый предназначен для изучения физики и химии планеты, второй — ее магнитосферы, а также солнечного ветра и вообще Солнца.