Измерения нейтронного и и гамма-потоков от поверхности Меркурия

Траектория межпланетного перелета миссии «БепиКоломбо» сложна и включает девять гравитационных маневров. Первый был сделан у Земли, два последующих — у Венеры. В начале октября 2021 г. «БепиКоломбо» совершил первый из шести маневров у Меркурия. Заключительный шестой маневр был выполнен 8 января 2025 г. Во время следующего сближения с планетой в ноябре 2026 г. аппарат выйдет на замкнутую орбиту в ее гравитационном поле.

На японско-европейском космическом комплексе миссии «БепиКоломбо» в общей сложности установлено 16 научных приборов. В их числе российский Меркурианский гамма- и нейтронный спектрометр МГНС, созданный в ИКИ РАН. Этот прибор предназначен для регистрации потоков нейтронов и гамма-лучей от поверхности планеты. По этим данным можно восстановить химический состав поверхности Меркурия и измерить массовую долю воды верхнем слое его грунта в окрестности полюсов.

На рисунках изображены профили переменности потоков нейтронов и гамма-лучей, измеренные во время сближений космического аппарата с поверхностью Меркурия. Красный цвет соответствует измерениям 8 января 2025 г. во время шестого заключительного пролета (Mercury Fly-By#6, MFB6), когда аппарат сблизился с планетой до высоты 295.6 км. Синим цветом для сравнения показаны аналогичные профили измерений для пролета MFB4 в сентябре 2024 г. с самым близким сближением с поверхностью до высоты 164.1 км.

Известно, что нейтронное и гамма-излучение поверхности Меркурия возникает вследствие бомбардировки Галактическими космическими лучами (ГКЛ), поток которых меняется в течение 11-летнего цикла солнечной активности. Поэтому представленные на рисунках профили измерений, выполненных в разное время, отнормированы на одинаковый поток ГКЛ — это позволяет сравнить результаты в зависимости от ориентации космического аппарата и расстояния до поверхности. Видно, что в заключительном шестом пролете MFB6 максимумы потока значительно превысили максимумы для пролета MFB4 с максимальным сближением. Это объясняется более благоприятной ориентацией космического аппарата для регистрации излучения планеты.

По результатам измерений, выполненных по время пролета MFB6, сделан вывод, что бортовая аппаратура МГНС готова к началу орбитального картографирования гамма- и нейтронного излучения Меркурия после следующего прибытия космического аппарата к планете в ноябре 2026 года.

***

«БепиКоломбо»/BepiColombo — совместный проект Европейского космического агентства (ESA) и Японского аэрокосмического агентства (JAXA) при ведущей роли ESA по изучению Меркурия с орбиты его искусственного спутника. Участие России в проекте «БепиКоломбо» включено в Федеральную космическую программу.

Российские ученые принимают участие в научной программе миссии; три прибора в составе научной аппаратуры обоих аппаратов были созданы при участии Института космических исследований РАН, сотрудники этого института выступают как со-руководители экспериментов с этими приборами.

Российский прибор МГНС был отобран в открытом конкурсе ESA для участия в миссии «БепиКоломбо». Он был разработан и изготовлен в кооперации российских институтов во главе с ИКИ РАН по заказу Государственной корпорации по космической деятельности «Роскосмос».