I det 19. århundrede begyndte Merkurius bane at flustere verdens astronomer. Planetens bane rundt om solen drejede eller blev præget i en hastighed, der ikke kunne forklares ved hjælp af Newtons tyngdekorater. Mange forskere troede, at en mindre, uopdaget indre planet forstyrrede Merkur. Men efter 1916, da Albert Einstein offentliggjorde sin teori om generel relativitet, indså astronomer, at den enorme masse af solen krængede stoffet fra rumtiden og sendte nærliggende Merkur på en rullende sti omkring vores stjerne.
I dag fortsætter Merkur med at forvirre planetvidenskabsmænd. Den varme lille verden er stadig den mindst udforskede stenede planet i solsystemet, skønt ikke så meget længere. En fælles mission fra Det Europæiske Rumfartsagentur (ESA) og det japanske rumfartsundersøgelsesagentur (JAXA) lancerer to rumfartøjer til Mercury sammen, beregnet til at løfte fra ESAs rumhavn uden for Kourou, Fransk Guyana, fredag den 19. oktober.
De to håndværk kaldes kollektivt BepiColombo, opkaldt efter den italienske videnskabsmand og matematiker Giuseppe "Bepi" Colombo, der foreslog den første interplanetære tyngdekraftassistorie i 1970'erne. Rumfartøjet BepiColombo vil måle sammensætningen og magnetfeltet i Merkur, forsøge at lære om dannelsen af planetens store kerne, søge efter tegn på vulkanisme blandt kratre og dale - og mere end et århundrede efter faktumet måle Mercurius bane at teste Einsteins relativitet med mere præcision end nogensinde før.
”Vores mål er at karakterisere planeten så godt som muligt, ” siger BepiColombo-projektforsker Johannes Benkhoff fra ESA. ”Vi vil lære mange ting på grund af dets rolle i dannelsen af vores solsystem. Vi tror, at Merkur er et meget vigtigt stykke af puslespillet. ”
BepiColombo-missionen vil tage cirka syv år at ankomme til Merkur. At rejse til det meget indre solsystem er faktisk meget vanskeligere end at sende et rumfartøj til de ydre riger, og håndværket bliver nødt til at gøre brug af de tyngdekraften, som Giuseppe Colombo er kendt for. Mere end et år efter lanceringen vil BepiColombo svinge af Jorden for at blive skubbet indad, flyve med Venus to gange og svæve over Merkur seks gange i en kompleks orbitaldans, der giver den mulighed for at komme ind i kredsløb rundt om planeten i slutningen af 2025. Ved ankomsten ESA's Mercury Planetary Orbiter (MPO) og JAXAs Mercury Magnetospheric Orbiter (MMO) vil adskille sig fra de monterede solcellepaneler og ion-thrustere, der bragte dem dertil, Mercury Transfer Module (MTM).
En kunstners koncept om BepiColombo nærmer sig Merkur. De to rumfartøjer vil adskille sig, når de nåede Merkur i december 2025. (Airbus Defense and Space) BepiColombo vil bygge videre på det eneste andre rumfartøjs arbejde, der kredser rundt Merkur, NASAs MESSENGER-sonde. Denne mission afslørede en verden, der ligner vores måne, kraterpokede og golde med aflejringer af vandis nær polerne. Men i modsætning til månen er kvikksølv varm som en ovn, geologisk aktiv, og har store svovlforekomster, der prikker det stenede landskab.
Svovl præsenterer et interessant mysterium, siger Benkhoff, da det lettere materiale burde have været sprængt af solvinden. Disse uforklarlige svovldrift antyder vulkanprocesser under overfladen, som kunne frembringe svovlgasser som på Jorden.
Den unikke tektoniske aktivitet af Merkur er et andet tegn på en dynamisk verden. I modsætning til Jordens mange plader, der skifter og gnider sammen, har Merkur kun en plade, der omgiver planeten. Som et resultat trækker den lille verden sig sammen og får dybe revner og chasmer til at åbne sig på overfladen. Disse sammentrækninger forekommer, når Merkur afkøler, men hvorfor planeten afkøler er et varmt omdiskuteret spørgsmål i planetvidenskabssamfundet. Kviksølv er afkølet i milliarder af år, en proces, der fortsætter i dag, men denne udluftning af varme forventedes at være aftaget, efter at planeten dannede sig.
”Kvikksølv har denne række fejl, der virkelig temmelig tydeligt viser, at planeten har trukket sig sammen over et stykke tid, ” siger Tom Watters, seniorforsker i Smithsonian Center for Earth and Planetetary Studies og et MESSENGER-teammedlem. "En af de mest fascinerende ting for mig er, at her er en planet, meget mindre end Jorden, den mindste i solsystemet, der viser os, hvordan et mindre legeme vil udtrykke sin sammentrækning uden fordel for pladetektonik."
Under den skrumpende ydre skorpe af klippet anses Mercurys flydende metalkerne til at være massiv med en mulig solid kerne i midten. Forskere estimerer, at 70 til 80 procent af Merkur består af sin kerne, hvilket gør den til den næsttæteste planet i solsystemet efter Jorden. Og sådan en stor metallisk sammensætning giver Mercury et andet bemærkelsesværdigt træk: et stærkt magnetfelt.
”Opdagelsen af magnetfeltet i 1970'erne var helt uventet, ” siger Benkhoff.
Mens Europas MPO går i nærheden af overfladen for at undersøge geologien i Merkur, vil Japans MMO løbe længere ud for at studere planetens magnetfelt. Selvom planeten kun er en tredjedel af jordens størrelse, har Merkur et lignende magnetfelt. I årevis har forskere spekuleret på, om planetens indre funktionsmåde driver magnetismen, eller om det skyldes interaktion med den nærliggende sol.
Forbindelsen mellem svovl på overfladen, krakning og afkøling af skorpen og det aktive magnetfelt giver antydninger til Mercurys dannelse. Mange objekter i solsystemet levede ikke altid på deres nuværende placering, de dannede sig længere ud og vandrede indad, og Merkur kunne være et af disse objekter. Uanset om der er skubbet ind af andre planeter eller altid begrænset til den umiddelbare nærhed af solen, betragtes Mercurys historie som kritisk for at forstå, om astronomer nogensinde skal lære, hvordan vores solsystem blev til.
Men uanset hvad der skete med Merkur i fortiden, præsenterer planeten stadig nogle mærkelige spørgsmål i dag. Hvis det er aktivt, med sigtning af svovl og vandig is, kan der da være noget biologisk på overfladen?
”På den ene side har du temperaturer på 450 grader F som en pizzaovn, ” siger Benkhoff. ”Så har du vandis i kraterne; dette er fascinerende. Forestil dig, om vi var de første, der fandt biologiske markører i disse kratere. Mens alle de andre mennesker ser på Mars og [Jupiters måne] Europa, er det måske på Merkur! ”
Efter over et årti med ventetid er ESA og JAXA klar til at begynde deres lange rejse til Merkur. I weekenden tager BepiColombo ud på en søgen efter at bedre forstå ikke kun en af de mest gåtefulde planeter, men hvordan vores lille kvarter i rummet kom sammen for milliarder af år siden.
En mosaik af to billeder af Mercurys lem på den sydlige halvkugle taget af MESSENGER-rumfartøjet i 2012. (NASA / Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory / Carnegie Institution of Washington)
