Merkür'e giden görevler: Mariner 10, MESSENGER ve BepiColombo

Merkür, Dünya'ya Jüpiter ya da Satürn'den çok daha yakındır; buna rağmen oraya ulaşmak en zor yolculuklardan biridir. Bugüne kadar yalnızca üç uzay aracı Merkür'ü ziyaret edebildi. Bu sayfa, o üç görevin hikâyesini ve Merkür'e gitmenin neden bu kadar uğraş istediğini anlatıyor.

Merkür'e gitmek neden zor?

Dünya'dan fırlatılan bir araç, Dünya'nın Güneş çevresindeki hızını da beraberinde taşır. Merkür'e gitmek için Güneş'e doğru "düşmek" gerekir; ama Güneş'e yaklaştıkça araç sürekli hızlanır. Merkür'ün yanından hızla geçip gitmek nispeten kolaydır, ancak gezegenin yörüngesine girebilmek için bu fazladan hızın büyük kısmını frenleyerek yok etmek gerekir. Bunu yalnızca roket yakıtıyla yapmak çok pahalı olurdu.

Mühendislerin çözümü kütleçekim yardımıdır: araç, Dünya, Venüs ve Merkür'ün yanından defalarca geçerek bu gezegenlerin çekim etkisiyle yörüngesini adım adım değiştirir ve yavaşlar. Bu yöntem yakıttan tasarruf sağlar, ama yolculuğu yıllarca uzatır.

Mariner 10: ilk ziyaret (1973-1975)

NASA'nın Mariner 10 aracı 3 Kasım 1973'te fırlatıldı. Araç, 5 Şubat 1974'te Venüs'ün yanından geçti ve bu geçişte gezegenin çekiminden yararlanarak Merkür'e yöneldi. Bu, bir uzay aracının başka bir gezegenin çekimini kullanarak rotasını değiştirdiği ilk görevdi.

Mariner 10, Merkür'ün yanından üç kez geçti:

• 29 Mart 1974: Yaklaşık 704 kilometre yükseklikten ilk geçiş.
• 21 Eylül 1974: Yaklaşık 48.069 kilometre uzaktan ikinci geçiş.
• 16 Mart 1975: Yalnızca 327 kilometre yükseklikten üçüncü ve en yakın geçiş.

Araç, haritalama için 2.800'den fazla fotoğraf çekti ve yüzeyin yüzde 40-45 kadarını görüntüledi. Mariner 10'un geçişlerinin zamanlaması nedeniyle her seferinde gezegenin hep aynı yarısı aydınlıktaydı; bu yüzden diğer yarı on yıllarca görülemedi. Görevin en önemli bulgusu, Merkür'ün bir manyetik alana sahip olmasıydı. Araç ayrıca büyük, demirce zengin bir çekirdeğe ve helyumca zengin çok ince bir atmosfere işaret eden veriler topladı. Mariner 10'un yönlendirme gazı 24 Mart 1975'te tükendi ve görev sona erdi.

MESSENGER: ilk Merkür uydusu (2004-2015)

Mariner 10'dan sonra Merkür'e otuz yılı aşkın süre hiçbir araç gitmedi. NASA'nın MESSENGER aracı 3 Ağustos 2004'te Cape Canaveral'dan bir Delta II roketiyle fırlatıldı. Görevin toplam maliyeti 450 milyon doların altında kaldı.

MESSENGER, Merkür yörüngesine girebilmek için altı buçuk yıl süren dolambaçlı bir yol izledi:

• 2 Ağustos 2005: Dünya'nın yanından geçiş.
• 24 Ekim 2006 ve 5 Haziran 2007: İki Venüs geçişi.
• 14 Ocak 2008, 6 Ekim 2008 ve 29 Eylül 2009: Üç Merkür geçişi. Bu geçişlerde Mariner 10'un göremediği yarıkürenin büyük kısmı ilk kez görüntülendi.
• 18 Mart 2011: Merkür yörüngesine giriş. MESSENGER, Merkür'ün çevresinde dolanan ilk uzay aracı oldu.

Asıl bilimsel görev 4 Nisan 2011'de başladı ve 17 Mart 2012'de tamamlandığında araç 100.000'e yakın görüntü toplamıştı. Görev birkaç kez uzatıldı ve MESSENGER toplamda 291.000'den fazla görüntüyle gezegenin tamamını haritaladı.

MESSENGER'ın başlıca keşifleri

• Kutuplarda su buzu: Kuzey kutbundaki kalıcı gölgeli kraterlerde su buzu ve organik bileşiklerin bulunduğuna dair güçlü kanıtlar.
• Kayık manyetik alan: Manyetik alanın merkezinin gezegenin merkezinden belirgin biçimde kuzeye kaymış olduğu saptandı.
• Uçucu elementler: Yüzeyde potasyum ve kükürt gibi kolay buharlaşan elementlerin beklenenden bol olması, çekirdeğin oluşumuna dair bazı açıklamaları zorladı.
• Volkanizma ve "hollow"lar: Geçmiş volkanik etkinliğin izleri ve yalnızca Merkür'de görülen, parlak, sığ çukurlar keşfedildi.
• Büzüşen gezegen: Daha önce görülmemiş küçük sırtlar, Merkür'ün hâlâ büzüşüyor olabileceğini gösterdi.

Yakıtı tükenen MESSENGER, 30 Nisan 2015'te saat 19.26'da (UTC) Merkür'ün yüzeyine çakılarak görevini tamamladı. Çarpmanın yaklaşık 16 metre çapında bir krater açtığı tahmin ediliyor.

BepiColombo: iki araç birden (2018-)

Merkür'ü ziyaret eden üçüncü görev, Avrupa Uzay Ajansı (ESA) ile Japonya Havacılık ve Uzay Araştırma Ajansı'nın (JAXA) ortak projesi BepiColombo'dur. Görev, 20 Ekim 2018'de Fransız Guyanası'ndaki Kourou'dan bir Ariane 5 roketiyle fırlatıldı.

BepiColombo, birbirine bağlı üç bölümden oluşur:

• Merkür Gezegen Yörünge Aracı (MPO): ESA'nın aracıdır; gezegenin yüzeyini ve iç yapısını inceleyecek.
• Mio (Merkür Manyetosfer Yörünge Aracı): JAXA'nın aracıdır; manyetik alanı ve gezegenin çevresindeki ortamı inceleyecek.
• Merkür Taşıma Modülü: Elektrikli iyon motorlarıyla iki aracı Merkür'e taşıyan bölümdür.

Araç, Merkür'e ulaşmak için dokuz gezegen geçişi yaptı: Nisan 2020'de bir Dünya geçişi, Ekim 2020 ve Ağustos 2021'de iki Venüs geçişi ve Ekim 2021 ile Ocak 2025 arasında altı Merkür geçişi. Bu geçişlerin bazılarında Merkür'ün yüzeyine 200 kilometreden daha az yaklaştı; en yakın geçiş yaklaşık 165 kilometre yükseklikten yapıldı.

İtici sorunu ve gecikme

Nisan 2024'te bir manevra sırasında taşıma modülünün iyon motorlarının tam güçle çalışamadığı fark edildi. ESA, Eylül 2024'te yeni bir yol planı açıkladı; bu plan yolculuğa yaklaşık 11 ay ekledi ve yörüngeye giriş tarihini Aralık 2025'ten Kasım 2026'ya kaydırdı.

Güncel plana göre takvim şöyle:

• 3 Eylül 2026: Taşıma modülünün ayrılması (tamamlandı).
• 21 Kasım 2026: Merkür yörüngesine giriş.
• Aralık 2026: Mio'nun bilim yörüngesine ulaşıp MPO'dan ayrılması.
• 2027'nin başı: MPO'nun bilim yörüngesine ulaşması.
• Nisan 2028: Temel görevin sonu; uzatılmış görevin Aralık 2029'a kadar sürmesi planlanıyor.

Bu tarihler planlanan değerlerdir ve görev ilerledikçe değişebilir.

BepiColombo ne arayacak?

İki ayrı yörünge aracının aynı anda çalışması, BepiColombo'yu öncekilerden ayırır. MPO yüzeyin bileşimini, topografyasını ve çekim alanını ayrıntılı biçimde ölçerek çekirdeğin büyüklüğü ve durumu hakkındaki tahminleri sınayacak. Mio ise manyetik alanın yapısını ve güneş rüzgârıyla etkileşimini, MESSENGER'ın tek araçla yapamayacağı biçimde, farklı noktalardan eş zamanlı olarak inceleyecek. Bilim insanları ayrıca kutup kraterlerindeki buzu, "hollow" çukurlarının hâlâ oluşup oluşmadığını ve gezegenin büzüşmesinin sürüp sürmediğini anlamayı umuyor.

Kısaca

• Merkür'e gitmek zordur, çünkü Güneş'e yaklaşan araç hızlanır ve yörüngeye girmek için bu hızı frenlemek gerekir.
• Mariner 10, 1974-1975'te üç geçiş yaptı ve yüzeyin yüzde 40-45'ini görüntüledi.
• MESSENGER, 2011'de Merkür yörüngesine giren ilk araç oldu ve gezegenin tamamını haritaladı.
• MESSENGER, 30 Nisan 2015'te yüzeye çakılarak görevini bitirdi.
• BepiColombo, ESA ve JAXA'nın iki araçlı ortak görevidir; Kasım 2026'da yörüngeye girmesi planlanıyor.

Kaynaklar: Wikipedia — Mariner 10, Wikipedia — MESSENGER, Wikipedia — BepiColombo, Wikipedia — Geology of Mercury, NASA — Mercury: Facts