Расположенный первым от Солнца Меркурий — наименее изученная из каменистых планет Солнечной системы. Европейское космическое агентство (European Space Agency, ESA) выделяет три основных причины, почему мы до сих мало знаем о Меркурии.
В отличие от Венеры, Марса, Юпитера и Сатурна Меркурий сложно наблюдать с Земли. По астрономическим меркам эта планета практически постоянно находится слишком близко к слепящему Солнцу. Подробные астрономические наблюдения с Земли ведутся ночью, а Меркурий заходит и восходит почти вместе с Солнцем. То есть планету можно ненадолго увидеть только перед самым рассветом или сразу после захода.
Примечательно, что телескоп «Хаббл», одна из самых мощных космических обсерваторий, до сих пор не фотографировал Меркурий. С орбиты Земли на высоте примерно 550 километров телескоп сделал тысячи снимков объектов на расстоянии многих световых лет от нас. Но из-за опасений ученых повредить чувствительную оптику сильным излучением Солнца команду на фотосъемку Меркурия телескоп не получает.
Хотя эта планета и является первой от Солнца, Меркурий не самый горячий во Вселенной. Первое место по температуре принадлежит Венере. Аппарат Американского аэрокосмического агентства (NASA) «Маринер-10» еще в 1970-х годах трижды пролетал мимо Меркурия, ничуть не пострадав. Тем не менее только в 2011 году зонд NASA «Мессенджер» смог выйти на орбиту планеты. Для сравнения: на орбиту Юпитера, который находится на расстоянии 630 миллионов километров от Земли, первый зонд вышел еще в 1995 году. А Меркурий в 77 миллионах километров обрел первый искусственный спутник-наблюдатель лишь 13 лет назад. Этот относительно небольшой срок наблюдений за Меркурием с его орбиты — вторая причина малоизученности планеты.
Третья состоит, как ни удивительно, в том, что Меркурий намного ближе к Земле, чем, например, Юпитер или Сатурн, но до первой от Солнца планеты гораздо сложнее добираться. В частности, чтобы достичь Плутона в 4,4 миллиарда километрах от Земли требуется меньше энергии, чем для выхода на орбиту Меркурия.
Все дело в его близости к Солнцу с его громадной гравитацией. Чтобы не попасть в ее ловушку и не сгореть еще на подходе к звезде, космическому аппарату необходимо, приближаясь к Меркурию, постоянно тормозить и маневрировать. Для замедления движения зонда нет другого варианта, кроме как использовать гравитацию планет.
Поэтому путешествие к Меркурию продолжается долго. Аппарат ESA Bepi Colombo, запущенный к Меркурию в 2018 году, выйдет на орбиту планеты в 2025-м. Для торможения и коррекции траектории Bepi Colombo в управлении им уже несколько раз пришлось использовать гравитацию Венеры и самого Меркурия.
Наименьшее расстояние «Маринера-10» от поверхности Меркурия во время полетов в 1970-е составляло 327 километров. «Мессенджер» вращался вокруг Меркурия с 2011 по 2015 год и снижался до 200 километров над планетой. Но и «Маринер», и «Мессенджер» не задерживались в тех жарких слоях, а потому отобразили и передали на Землю лишь скудные сведения, в том числе снимки невысокого разрешения. Аппарат MPO, один из двух в составе Bepi Colombo, будет вращаться вокруг Меркурия с ближайшей точкой к планете на расстоянии от нее 480 километров лишь с кратковременным понижением до 200 километров. Ведь мало того, что солнечный свет вокруг Меркурия в 10 раз интенсивнее, чем у Земли, так еще выжженная поверхность планеты излучает тепло обратно в космос. В результате MPO придется выдерживать температуру до 450 градусов по Цельсию.
Эти и другие факторы предопределяют сложность исследования Меркурия. Он выглядит на снимках невзрачным и безжизненным шаром, но таит много загадок. Его атмосфера разряжена сильнее, чем лабораторный вакуум. Поэтому поверхность планеты не подвергается эрозии. Но благодаря зонду «Мессенджер» на Меркурии удалось рассмотреть многочисленные кратеры и следы вулканической лавы — свидетельства бурного геологического прошлого. Продолжаются ли на планете геологические процессы?
Во впадинах после падения на Меркурий крупных метеоритов замечены многочисленные трещины, в том числе протяженностью свыше 1,5 тысячи километров. Похоже, в течение миллиардов лет Меркурий остывал и усыхал, а его поверхность растрескивалась. По оценкам астрономов, радиус планеты сократился на два километра, а ее общая площадь «усохла» на 100 000 квадратных километров. Этот феномен в Солнечной системе наблюдается только на Меркурии.
Следующая загадка — его химический состав. Все планеты земного типа состоят из ядра, изобилующего железом и окруженного мантией из силикатов магния и железа. Меркурий выбивается из этого ряда. Его радиус в два с лишним раза меньше земного, но плотность планеты такая же, как у Земли. В этом случае ядро Меркурия, по расчетам, должно занимать три четверти всего объема планеты и быть сопоставимым с Луной диаметром более 3400 километров. Но общий диаметр Меркурия 4880, а толщина его мантии — менее 600 километров. Для сравнения: толщина мантии Земли 2800 километров, то есть почти в 4,5 раза больше. Почему строение Меркурия такое необычное? У астрономов и астрофизиков опять же только гипотезы...