Die dritte Sonde ist am Merkur angekommen. Wird es in Zukunft möglich sein, es zu kolonisieren?

Merkur ist der sonnennächste Planet mit einer durchschnittlichen Entfernung von 57,9 Millionen Kilometern von der Sonne. Mit einem Radius von 2.440 Kilometern und einer Masse von nur etwa 5 % der Erde, also etwa 3,3*10^23 Kilogramm, ist er zugleich der kleinste Planet im Sonnensystem. Aufgrund seiner Nähe zur Sonne umkreist er die Sonne sehr schnell, mit nur etwa 88 Tagen im Jahr (Erdtage, dasselbe gilt unten), rotiert jedoch sehr langsam, wobei ein Tag 58,65 Erdentagen entspricht. Also, etwas mehr als ein Tag ist ein Jahr.

Bis heute wurden von Menschen mehr als 120 planetare und interplanetare Sonden gestartet, doch nur zwei davon haben den Merkur besucht, nämlich Mercury 10 und MESSENGER der USA. Mercury 10 wurde 1973 gestartet und MESSENGER 2004. Nur MESSENGER wurde speziell für die Erforschung des Merkur konzipiert.

Erst vor zwei Tagen hat die Merkursonde BepiColombo ein Foto vom Merkur zurückgesendet. Dies ist das zweite Foto, das von der zweiten Sonde aufgenommen wurde, die von Menschen speziell zur Erforschung des Merkur geschickt wurde. Diese Sonde wurde 2018, 14 Jahre nach „MESSENGER“, gestartet und ist nun auf dem Weg, in die Umlaufbahn des Merkur einzutreten.

Werfen wir nun einen Blick auf den BepiColombo-Detektor/

BepiColombo ist der Spitzname des italienischen Wissenschaftlers Giuseppe Colombo, der dafür bekannt ist, als Erster die Nutzung des Schleudereffekts der Planetengravitation vorgeschlagen zu haben. Die Merkursonde ist nach ihm benannt. Diese Mission wurde in den 1990er Jahren gestartet. Nach 21 Jahren Entwicklung und Kosten von 1,8 Milliarden US-Dollar wurde die Mercury-Sonde am 28. Oktober 2018 vom Weltraumbahnhof Kourou in Französisch-Guayana gestartet.

Die BepiColombo-Sonde besteht eigentlich aus zwei zusammengeklebten Sonden, von denen eine der Europäischen Weltraumorganisation gehört, der Mercury Planetary Orbiter MPO; und der andere gehört der Japan Aerospace Exploration Agency, der Mercury Magnetospheric Orbiter MMO. Auf ihrem Weg zum Merkur reisen sie zusammen, um gemeinsam mit den Gravitationseffekten der Reise fertig zu werden. Nachdem sie die Umlaufbahn des Merkur erreicht haben, werden sie sich trennen und unabhängig voneinander agieren und in unterschiedlichen Umlaufbahnhöhen Erkundungen verschiedener Projekte auf dem Merkur durchführen.

BepiColombo besteht eigentlich aus drei Modulen, die sich nach Erreichen des Merkur automatisch trennen. MPO ist hauptsächlich für die Erfassung der Oberfläche und der inneren Struktur des Merkurs verantwortlich, MMO ist hauptsächlich für die Erfassung des Magnetfelds des Merkurs und seiner Wechselwirkung mit dem Sonnenwind verantwortlich und das andere Modul namens MTM ist für den Transport zu ihrem Ziel verantwortlich.

Die wichtigsten Geräte und Instrumente des MPO-Detektors sind: Laser-Höhenmesser, Beschleunigungsmesser mit italienischer Feder, Magnetometer, thermisches Infrarotspektrometer, Gammastrahlen- und Neutronenspektrometer, bildgebendes Röntgenspektrometer, Ultraviolettspektrometer zur Erkennung der äußeren Atmosphäre, Forschungsgerät zur Neutronenemission und -auffüllung der äußeren Atmosphäre, Spektrometerplotter, Röntgenspektrometer zur Messung der Sonnenintensität usw.

Zu den wichtigsten Geräten und Instrumenten des MMO-Detektors gehören: Magnetometer, experimentelle Ausrüstung für Plasmapartikel, Natriumatmosphärenspektrometer, Staubmonitor usw.

Diese Gruppe von Sonden wird im Jahr 2025 offiziell in die Umlaufbahn des Merkur eintreten, um ihre Mission auszuführen. Zu diesem Zeitpunkt wird MPO in einer elliptischen Umlaufbahn von 400 x 1.500 Kilometern operieren, MMO in einer elliptischen Umlaufbahn von 400 x 12.000 Kilometern, und nachdem MTM die beiden „Passagiere“ in die Umlaufbahn geschickt hat, wird es seine Mission erfüllt haben. Ob es driftet oder abstürzt, hängt von den Absichten der Steuerungsingenieure ab.

Warum dauert es also bis 2025, bis die 2018 gestartete Sonde in die Umlaufbahn des Merkur eintritt? Darüber hinaus wurde das erste Foto am 1. Oktober 2021 und das zweite Foto vor zwei Tagen zurückgeschickt. Die geringste Entfernung zum Merkur betrug lediglich 200 Kilometer. Warum ist er noch nicht in die Umlaufbahn des Merkur eingetreten?

Wie kann eine Sonde Merkur erreichen?

In den letzten Jahren richtete sich die Aufmerksamkeit der Menschen stärker auf die äußeren Planeten des Sonnensystems wie Mars, Jupiter, Saturn, Uranus, Neptun usw. Die Raumfahrzeuge, die diese Himmelskörper erforschen, entfernen sich von der Sonne und werden aufgrund der Schwerkraft der Sonne immer langsamer, sodass sie ständig beschleunigen müssen, um schneller und weiter fliegen zu können.

Letzter Blick auf die BepiColombo-Sonde beim Verlassen der Erde

Es ist für keine Sonde möglich, große Mengen Treibstoff mitzuführen und sich auf den Treibstoff zu verlassen, um ihre Geschwindigkeit zu erhöhen. Daher nutzen Wissenschaftler geschickt den Schleudereffekt der Planetengravitation, um die Sonde zu beschleunigen, wenn sie in einem bestimmten Winkel an einem großen Planeten vorbeifliegt. Auf diese Weise erreichten Voyager 1 und 2 im letzten Jahrhundert und New Horizons in diesem Jahrhundert die Geschwindigkeit, die für den Flug aus dem Sonnensystem erforderlich war.

Man könnte meinen, dass eine Sonde auf dem Weg zum Merkur nicht durch die Schwerkraft der Sonne gebremst würde und ihr Ziel leichter erreichen könnte. Tatsächlich ist dies nicht der Fall. Für eine Planetensonde ist es schwieriger, ins Innere der Erde zu fliegen, da sie dort von der Schwerkraft der Sonne immer stärker angezogen wird. Wenn es nicht anhalten kann, wird es nicht in der Lage sein, im Gravitationsbereich des Planeten zu bleiben. Er wird vorbeifliegen und nie wieder zurückkommen und entweder um die Sonne kreisen oder in die Sonne stürzen und verglühen.

Merkur ist ein Planet mit sehr geringer Masse und daher auch sehr geringer Schwerkraft. Die Umlaufgeschwindigkeit in einer Höhe von 400–500 Kilometern über der Merkuroberfläche beträgt weniger als 3 km/s. Um beim Start die Schwerkraft der Erde zu verlassen und zu anderen Planeten zu fliegen, muss die Geschwindigkeit mindestens die zweite kosmische Geschwindigkeit erreichen, die 11,2 km/s beträgt. Sobald Sie den Gravitationskreis der Erde verlassen, werden Sie von der Schwerkraft der Sonne immer schneller angezogen. Um Merkur zu erreichen, muss man ständig „abbremsen“, um die Umlaufgeschwindigkeit zu erreichen.

Dieses Bild wurde von BepiColombo aufgenommen, als es an der Venus vorbeiflog.

Will die Sonde selbstständig abbremsen, benötigt sie eine große Menge Treibstoff für die Schubumkehr. Es ist unmöglich, so viel Treibstoff mitzunehmen. Was ist zu tun? Oder nutzen Sie den Gravitationsschleudereffekt des Planeten als Bremshilfe. Manche Leute denken vielleicht, dass der Gravitationsschleudereffekt nur die Geschwindigkeit erhöhen kann, wie kann er dann auch bremsen?

Die Schwerkraft der Planeten ist so magisch, dass sie sowohl beschleunigen als auch bremsen kann. Sie müssen lediglich den Eintrittswinkel beim Schnittpunkt mit dem Planeten genau steuern. Der italienische Wissenschaftler Giuseppe Colombo machte sich den Gravitationsschleudereffekt erstmals im Jahr 1974 zunutze, als er ihn bei der Sonde Mariner 10 anwandte, die erstmals zum Merkur flog.

Dieses Mal wird die Merkursonde BepiColombo den Gravitationsschleudereffekt nutzen, um neunmal zu „bremsen“, bevor sie in die Umlaufbahn des Merkur eintritt. Die Planeten, die als „Bremsen“ fungieren, sind: 1-mal die Erde, 2-mal die Venus und 6-mal der Merkur. Tatsächlich war es bereits der dritte Bremsvorgang, als diese Merkursonde am 1. Oktober letzten Jahres zum ersten Mal den Merkur erreichte. Das erste Mal bremste er, als er die Erde verließ, das zweite Mal nutzte er die Schwerkraft der Erde zum Bremsen, als er an der Venus vorbeiflog, und das dritte Mal, nachdem er Merkur erreicht hatte.

Anschließend kehrte die Sonde zur Venus zurück und bremste erneut durch die Schwerkraft der Venus ab. Auf diese Weise wurden die Bremsmissionen einmal auf der Erde und zweimal auf der Venus abgeschlossen. Nachdem er nun Merkur erreicht hat, ist er zum fünften Mal abgebremst. Danach kehrte er nicht mehr zur Venus zurück, sondern umkreiste Merkur in einem großen elliptischen Kreis und nutzte Merkurs Schwerkraft zum Abbremsen noch viermal.

Gemessen an der gesamten Flugbahn fliegt BepiColombo tatsächlich in einem sich allmählich verkleinernden Spiralkreis um die Sonne. Dieser Umlauf wird 7,2 Jahre dauern, die gesamte Flugstrecke beträgt 9 Milliarden Kilometer. Der von der Erde am weitesten entfernte Punkt beträgt 240 Millionen Kilometer und die maximale Fluggeschwindigkeit kann 60 km/s erreichen.

Das obige animierte Bild ist eine schematische Darstellung der Flugbahn der Merkursonde BepiColombo: Rosa stellt die Flugbahn der BepiColombo-Sonde dar, Blau die Erdumlaufbahn, Hellblau die Venusumlaufbahn, Grün die Merkurumlaufbahn und der gelbe Punkt die Sonne.

Daher ist es leicht zu erkennen, wie schwierig es ist, Merkur zu erreichen. Nach all diesen Schwierigkeiten wird BepiColombo, wenn alles gut geht, erst am 5. Dezember 2025 offiziell in die Umlaufbahn eintreten und erst 2026 offiziell mit der Erkundung beginnen können.

Die Bedeutung der Merkurforschung/

Merkur hat fast keine Atmosphäre. Unter der sengenden Hitze der Sonne erreicht die Temperatur auf der sonnenzugewandten Seite maximal 429 °C, während die Temperatur auf der sonnenabgewandten Seite minimal -190 °C beträgt. Dies stellt auch bei der Merkur-Erkundung eine Schwierigkeit dar, da die Sonde hohen Temperaturen von mehreren hundert Grad Celsius standhalten muss.

Die Oberfläche des Merkur ähnelt ein wenig dem Mond: Sie ist mit Kratern bedeckt und weist extrem kalte und heiße Temperaturen auf. Es ist ein Planet, der schon lange ausgetrocknet und tot ist und für die Menschheit keinen Wert mehr zu haben scheint. Doch durch Entdeckungen mit erdgebundenen Teleskopen und Sonden haben Wissenschaftler herausgefunden, dass dieser kleinste Planet kein einfaches Gebilde ist und viele ungelöste Rätsel birgt.

Zunächst registrierte Mariner 10 das Magnetfeld des Merkurs, und dieses Magnetfeld lenkt ebenso wie das Magnetfeld der Erde den Sonnenwind ab. Das Magnetfeld der Erde entsteht durch die unterschiedlichen Rotationsgeschwindigkeiten des flüssigen Erdkerns, des Erdmantels und der Erdkruste. Warum hat Merkur, ein Planet, der einst als tot galt, ein Magnetfeld?

Zweitens zeigen Daten der MESSENGER-Sonde, dass sich in den Kratern in den Polarregionen des Merkur große Mengen Wassereis befinden. Das Gewicht dieses Wassereises beträgt Billionen Tonnen. Woher kommt dieses Wassereis?

Drittens beträgt die Dichte des Merkurs 5,427 g/cm^3 und wird im Sonnensystem nur von der Erde übertroffen. Die Studie legt nahe, dass der Kern des Merkurs 42 % seines Volumens und 60 % seiner Gesamtmasse ausmacht. Es handelt sich also um einen riesigen Eisenkern mit einem Eisengehalt von bis zu 200 Billionen Tonnen, genug, damit die Menschheit 240 Milliarden Jahre lang Eisen abbauen könnte.

Auf der Oberfläche des Merkur gibt es einige Materialien und Gase, die aus dem Inneren übertreten, wodurch sich auf der Oberfläche einige seltsame Höhlen bilden. Könnte es sein, dass Merkur noch geologische Aktivitäten aufweist und nicht tot ist? Die Oberfläche des Merkur ähnelt der des Mondes, erscheint unter der Sonne jedoch dunkel. Sein Albedo beträgt nur 0,088, also nur ein Achtel des Albedos des Mondes von 0,136. Was ist der Grund dafür?

Kurz gesagt: Von den acht Planeten des Sonnensystems, insbesondere den fünf Planeten, die der Erde am nächsten sind, ist Merkur derjenige, den die Menschen am wenigsten verstehen. Die diesmal gestartete Sonde BepiColombo wird eine umfassendere Untersuchung des Merkur durchführen als alle bisherigen. Die Aufklärung der Struktur des Merkur könnte für die Zukunft der Menschheit von großer Bedeutung sein.

Um die Menschheit vor einer Katastrophe zu bewahren, wird der Ruf nach einer Migration der Menschen zu anderen Planeten immer lauter, und der Mars ist der erste Kandidat dafür. Die erfolgreiche Entwicklung des riesigen Raumschiffs durch Iron Man Musk und seine Forschungs- und Entwicklungsarbeiten rund um den Mars haben den Traum einer menschlichen Migration zum Mars der Realität näher gebracht.

Ist die Migration zum Mars in absehbarer Zukunft also wirklich die einzige Möglichkeit für die Menschheit? Einige Wissenschaftler sind der Ansicht, dass dies nicht der Fall ist und dass auch eine Migration zum Merkur eine Option sein könnte.

Denn auch Merkur hat ein Feng-Shui-Schatzland, nämlich in Polnähe, wo es viel Sonnenschein gibt und keine Energieprobleme bestehen; Außerdem gibt es reichlich Wasservorkommen und die Temperatur ist das ganze Jahr über konstant. Solange wir dieses Feng-Shui-Schatzland finden, wird die Umwelt dort durch entsprechende menschliche Aktivitäten immer lebenswerter.

Ist das wirklich so? Natürlich ist dies nur eine Meinung und sie ist umstritten. Aus diesem Grund ist die Erforschung des Merkur von noch größerer Bedeutung. Man geht davon aus, dass durch die jahrelange harte Arbeit dieser Sonde viele Geheimnisse dieses sonnennächsten Planeten weiter gelüftet werden und so weitere wertvolle Hinweise für die zukünftige Ausrichtung der Menschheit geliefert werden.

Das ist alles für heute. Willkommen zur Diskussion und danke fürs Lesen.

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