¿Cuáles son los desafíos para aterrizar una nave espacial en Mercurio?

Leí que sería más difícil aterrizar (no estrellarse) en Mercurio o incluso enviar una nave espacial en órbita a su alrededor debido a la atracción gravitatoria del Sol y la falta de atmósfera planetaria. ¿La tecnología actual permite aterrizar una nave espacial en Mercurio para estudiar la superficie en detalle?

Es cierto que Mercurio está más cerca del sol, por lo que requiere un delta v más alto para volar allí directamente. (Más alto que Marte, creo). Entonces, la pregunta tiene puntos que vale la pena responder si alguien quiere intentarlo. (votado a favor.)
Obtengo unos 16 km/s desde LEO hasta aterrizaje suave en Mercurio. Y eso no tiene en cuenta la inclinación de ~7º de Mercurio ni la pérdida de gravedad durante el descenso. Sospecho que los cambios de temperatura de 100K a 700K serían un desafío de ingeniería.
@HopDavid ¿bajar rápidamente a un cráter cerca del terminador?
Mercurio gira lentamente, solo unos pocos metros por segundo, por lo que podría seguir moviendo el campamento. :)
No veo por qué las preocupaciones presupuestarias sin soportar un módulo de aterrizaje no serían factibles. Calentar un descenso motorizado son las únicas partes difíciles, que tendrían que estar completamente automatizadas debido al retraso de la señal.
@SarahBailey Cada aterrizaje en otro planeta está completamente automatizado. En cualquier caso, mira mi respuesta.
Las velas solares, o como señaló Ben Crowell en los comentarios sobre la respuesta de Pearson, la propulsión eléctrica solar, haría que entrar en órbita fuera mucho más eficiente en combustible.
Messenger en realidad redujo considerablemente su uso de combustible al usar sus paneles solares como velas solares. Todavía se necesita bastante combustible para la parte de aterrizaje, si nada más.

Respuestas (1)

Lo más cercano que hemos hecho hasta ahora es orbitar una nave espacial alrededor de Mercurio. Esto se logró mediante una serie de sobrevuelos primero, de la Tierra, Venus y Mercurio. La masa del Messenger era de unos 500 kg, menos combustible. La órbita seguía siendo muy elíptica. Según este gráfico , aterrizar en Mercurio desde esa órbita requiere aproximadamente 4200 m/s. ¡Esa es una cantidad enorme, más que cualquier otra nave espacial hasta la fecha!

Sin embargo, ha habido algo de trabajo hacia un módulo de aterrizaje. La más cercana a tener éxito es la misión BepiColombo , que proponía enviar un módulo de aterrizaje de 7 kg a Mercurio, conocido como Mercury Surface Element. La misión principal fue aprobada, pero el módulo de aterrizaje fue rechazado. Aproximadamente el 80% de su masa sería combustible. Aterrizaría cerca de un poste, para evitar las temperaturas extremas que vienen debido a los largos días.

En pocas palabras, podría ser posible, pero sería muy difícil. Messenger era una misión de bajo costo y pudo orbitarla. Se propuso un módulo de aterrizaje, pero se rechazó debido a su costo y se esperaba una ganancia científica relativamente pequeña.

Para pasar de la órbita terrestre a una órbita circular alrededor de Mercurio, ¿no podrías usar la propulsión de iones con energía solar?
Eso funcionaría, pero no funcionaría para el aterrizaje en sí. Eso todavía requeriría 3 km/s de combustible...
Para aclarar eso, el descenso motorizado a la superficie de Mercurio debe realizarse durante un período de aproximadamente 10 a 15 minutos, mientras que una unidad de iones puede entregar 3 km/s durante un período de meses. Lo que podría funcionar es una etapa de autobús impulsada por iones para llegar a Mercurio, con un módulo de aterrizaje que utiliza un cohete químico para realizar la inserción orbital y el aterrizaje. Factible pero costoso.
@RussellBorogove: ¿Por qué costoso?
3 km/s es mucho delta v para permanecer estable durante tanto tiempo...
Mantener el propulsor durante unos años no es realmente un problema (testigo de Juno). Pero se necesita una fracción de masa de combustible de alrededor del 80 %, como se mencionó anteriormente, por lo que un paquete de ciencia/potencia/guía/motor/aterrizaje de media tonelada significa una nave de 2,5 toneladas, que tendría que ser transportada por un vehículo múltiple aún más grande. etapa de bus impulsada por un motor de iones, que requeriría mucha energía. En el lado positivo (¡ja!), Dado que pasa gran parte de su tiempo de viaje en el sistema interno, hay mucha energía solar disponible...
Mantener el combustible durante tanto tiempo no es un gran problema, excepto por el hecho de que requiere un combustible ISP más bajo, que a su vez, como mencionó, requiere una fracción de masa de combustible más grande. La idea del mini módulo de aterrizaje era realmente interesante, y creo que era lo mejor que se podía esperar.
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