Warum wurde die MESSENGER-Sonde deorbitiert?

Warum wurde MESSENGER deorbitiert?

Es war nicht. (Die Wikipedia-Seite zu MESSENGER ist diesbezüglich falsch.)

MESSENGER wurde in eine Umlaufbahn um Merkur mit hoher Neigung, hoher Exzentrizität und ziemlich niedriger Periapsis gebracht. Der Kozai-Mechanismus hätte natürlich dazu geführt, dass sich diese Umlaufbahn in Richtung einer noch größeren Exzentrizität entwickelt hätte, mit dem unvermeidlichen Ergebnis, dass das Fahrzeug schließlich mit dem Planeten kollidiert. Das Raumschiff führte eine Reihe von Orbitalmanövern durch, um diese Unvermeidlichkeit zu verzögern. Das Ergebnis war angesichts der Wahl der Umlaufbahnen immer noch unvermeidlich; Das Fahrzeug hatte eine begrenzte Menge Treibstoff für seine Triebwerke.

Die Frage lautet somit: "Warum wurde MESSENGER überhaupt in eine solche Umlaufbahn gebracht?" Die Antwort auf diese Frage beinhaltet die Wissenschaft, die die Mission durchführen sollte, und die thermischen Eigenschaften des Fahrzeugs und des Merkur.

Eine polare Umlaufbahn wurde gewählt, weil sie es dem Fahrzeug ermöglichte, den Nordpol von Merkur aus nächster Nähe zu beobachten. Dies war auch der Grund, warum die Periapsis so niedrig gemacht wurde. Die Exzentrizität musste ziemlich hoch gemacht werden, da die Wärmestrahlung von der Tagesseite des Merkur (bis zu 427 Grad Celsius) das Fahrzeug vorzeitig gekocht hätte, wenn die Umlaufbahn annähernd kreisförmig gewesen wäre. Die Periapsis-Pässe mussten sehr flüchtig sein. Die wissenschaftlichen Ergebnisse wären nicht annähernd so gut gewesen wie bei einer weniger geneigten oder höher gelegenen Umlaufbahn.

Während die Frage als Duplikat von gekennzeichnet werden könnte Durch welchen Prozess unterliegt MESSENGER einem Orbitalzerfall? , ich zögere, dies zu tun, also werde ich eine Antwort posten und auch auf die Antwort von @DavidHammen verlinken .

Bearbeiten: und jetzt auch Link zu @DavidHammens anderer Antwort !

MESSENGER wurde nicht speziell auf Anweisung der NASA zum Absturz auf den Merkur geschickt, tatsächlich verzögerten sie dies , indem sie ihn auf eine höhere Umlaufbahn brachten. Aber die NASA wusste, dass MESSENGER zum Absturz verurteilt war , indem sie es überhaupt in eine niedrige Umlaufbahn um Merkur brachte (niedrig, um Merkur zu beobachten , der springende Punkt der Mission).

Dies liegt daran, dass das Raumschiff um einen Körper mit sehr geringer Masse kreiste, sehr nahe an einem Körper mit sehr großer Masse (der Sonne), und das Ziehen der Sonne an der Umlaufbahn von MESSENGER erhöhte seine Exzentrizität, bis es die Oberfläche des Planeten schnitt.

Aus dem SpaceRef-Artikel MESSENGER's Operations at Mercury Extended vom April 2015 :

Die Missionskontrolleure von MESSENGER führten gestern ein Manöver durch, um die Mindesthöhe des Raumfahrzeugs ausreichend zu erhöhen, um den Orbitbetrieb auszuweiten und den unvermeidlichen Aufprall der Sonde auf der Merkuroberfläche weiter zu verzögern.

Das vorangegangene Manöver, das am 18. März abgeschlossen wurde, brachte MESSENGER auf eine Höhe von 11,6 Kilometer (7,2 Meilen) bis 34,4 Kilometer (21,4 Meilen) über der Planetenoberfläche. Aufgrund fortschreitender Änderungen der Umlaufbahn im Laufe der Zeit als Reaktion auf die Anziehungskraft der Sonne nahm die minimale Höhe (Periapsis) des Raumfahrzeugs weiter ab.

Zum Zeitpunkt des gestrigen Manövers befand sich MESSENGER in einer Umlaufbahn mit einer engsten Annäherung von 5,5 Kilometern (3,4 Meilen) über der Oberfläche des Merkur. Mit einer Geschwindigkeitsänderung von 2,96 Metern pro Sekunde (6,63 Meilen pro Stunde) brachten vier der 12 kleinsten Monopropellant-Triebwerke des Raumfahrzeugs das Raumfahrzeug auf eine Umlaufbahn mit einer engsten Anflughöhe von 27,5 Kilometern (17,1 Meilen). Dieses Manöver erhöhte auch die Geschwindigkeit des Raumfahrzeugs relativ zu Merkur bei maximaler Entfernung von Merkur, wodurch die Umlaufdauer des Raumfahrzeugs von acht Stunden und 17,6 Minuten um etwa 1,2 Minuten verlängert wurde.

Ja, das ist nur 5,5 Kilometer über der Merkuroberfläche!!

Selbst ein sehr schwacher Zug der Sonne über den Kozai-Mechanismus führt also zu einem schnellen Untergang, und die drei Missionsverlängerungen dienten nur dazu, das Unvermeidliche zu verzögern.

Beachten Sie übrigens das schöne Timing, Messenger stürzte kurz nach dem Ende der 2. Missionserweiterung ab.

Daten aus Wikipedia (meistens)

Flyby of Earth (gravity assist)  02-Aug-2005  2,347 km
Flyby of Venus (gravity assist)  24-Oct-2006  2,990 km  
Flyby of Venus (gravity assist)  05-Jun-2007    337 km
Flyby of Mercury                 14-jan-2008    200 km  
Flyby of Mercury                 06-Oct-2008    200 km
Flyby of Mercury                 29-Sep-2009    228 km

Mercury Orbital insertion 18-Mar-2011, 1 year mission

mission extension 1 year         17-Mar-2012 

mission extension 2 years        17-Mar-2013

Deorbited/Destroyed              30-Apri-2015

unten: von hier