בנאס”א החליטו לנצל ניצול מקסימלי את החללית המיועדת לכך, את מרינר 10. בזמן המעבר ליד נוגה, מכשירי המחקר שלה סקרו ומדדו את נוגה וגם את השביט קוהוטק
מבוא
כוכב הלכת הרביעי אשר נאס”א שאפה להגיע אליו הוא כוכב חמה. לכוכב לכת זה ניתן להגיע בשתי דרכים. דרך אחת היא טיסה ישירה והדרך השנייה היא באמצעות טיסת מעבר ליד נוגה. הדרך השנייה נבחרה. הסיבה לכך נעוצה בזמן הטיסה שהוא קצר יותר. כאשר חללית מתקרבת לנוגה מהירותה הולכת וגוברת בשל השפעת כוח המשיכה שלו. החללית טסה במהירות שתוכננה לה ובהתקרבותה לנוגה מהירותה גדלה בשל התאוצה המתווספת לה בשעה שהיא חולפת ליד כוכב הלכת. כדי לבצע טיסה כזו יש לשגר את החללית בזמנים מסוימים המתאימים לכך. התאריכים המתאימים לשיגור היו 1970 ו־1973. התאריך שנבחר היה 3 בנובמבר 1973. מרווח הזמן המתאים לשיגור ב־1973 היה מסוף אוקטובר עד תחילת נובמבר.
בנאס”א החליטו לנצל ניצול מקסימלי את החללית המיועדת לכך, את מרינר 10. בזמן המעבר ליד נוגה, מכשירי המחקר שלה סקרו ומדדו את נוגה וגם את השביט קוהוטק, (אשר מסוף נובמבר ובמשך חודש דצמבר 1973 עד אמצע ינואר 1974, כשהוא במרחק 120 מיליון ק”מ מכדור הארץ, אפשר היה לצפות בו בעין בלתי מזוינת).
מרחק המעבר מנוגה הוא 5,280 ק”מ ומכוכב חמה 1,016 ק”מ.
מבנה החללית
משקל החללית 528 ק”ג והוא כולל 78 ק”ג מכשירי המחקר. קרבתו של כוכב חמה לשמש חייבה התקנה מתאימה של מגיני חום. תנועה סיבובית של מדפי השמש והרחקתם בצורה זו מאור השמש מאפשרת טמפרטורה מקסימלית של 100 מעלות. מרגע השיגור ועד להתקרבות החללית לכוכב חמה, מדפי השמש מצודדים עד שמושגת זווית צידוד של 76 מעלות. מיד לאחר השיגור נפרס מגן החום מסביב לחללית.
לחללית מבנה אוקטהדרלי ויש בה שמונה תאים אלקטרוניים. במרכז, נמצא מיכל דלק כדורי לתיקוני מסלול. נחיר הפליטה של המנוע הראשי בולט במרכז החללית מבעד לסוכך השמש. לחללית 12 מנועי ניווט בהם שלושה זוגות של מנועים בקצה של כל מדף. אורך אנטנת השבח הנמוך 2.85 מטרים. נושא המגנטומטרים הוא באורך 6 מטרים. אורכו של מדף שמש 2.7 מטרים.
מכשירי החללית
1. שתי מצלמות טלוויזיה – בהירות התמונות היא כשל אלה המתקבלות במצלמות טלוויזיה ארציות המצלמות את הירח. על המצלמות לזהות את פני השטח של כוכב חמה ושל נוגה במידת האפשר כיוון שהוא מכוסה עננים, לקבוע כיוון ציר הסיבוב של כוכב חמה ולצלם את ענני נוגה ואת העננים באולטרה סגול. כושר ההפרדה של המצלמות בזמן המעבר ליד כוכב חמה הוא 1.6 ק”מ. על המצלמות היה לצלם גם את השביט קוהוטק וגם את הארץ והירח, פעם במרחק 400,000 ק”מ מכדור הארץ ופעם שנייה במרחק 150,000 ק”מ מהירח.
המצלמות ממוקמות על פלטת סיקור ומתוכננות לספק מטרות מדויקות מכל חלק של הכוכב. כל מצלמה מסוגלת לשדר בזוויות קטנות וגדולות. כל אתר מצולם, מקודד ומשודר כמו שהוא נקלט במצלמות. הוא נרשם גם בסרט על גבי החללית ומשודר מאוחר יותר בהפרדה גדולה יותר. סך־הכול על המצלמות לשדר ארצה 8,000 תמונות.
2. ספקטורמטר באולטרה סגול לבדיקת קיומה של אטמוספירה על כוכב חמה ומרכיביה. זה נעשה כאשר כוכב חמה נמצא בין השמש לחללית.
3. משדר רדיו – שידור אותות משני הכוכבים, נוגה וכוכב חמה, למדידת האטמוספירה, היונוספירה , המסה והרדיוס של שני כוכבי הלכת ופני השטח שלהם.
4. מכשיר לזיהוי חלקיקים בעלי אנרגיות גבוהה – כיצד נתקלים חלקיקים מרוח באטמוספירה ובפני השטח של כוכב חמה ובדיקת להבות השמש בזמן המעבר ליד כוכב חמה.
5. רדיו אינפרה אדום – למדוד את הטמפרטורה של נוגה מעל מעטה העננים ובצד האפל ולמצוא פרצות במעטה העננים.
6. שני מגנטומטרים – מכשירים למדידת כמות היונים והאלקטרונים בתחומי אנרגיה מוגדרים. ניתן ללמוד מכך מהי השפעת כוכבי הלכת על רוח השמש ולהסיק מכך על התכונות האלקטרומגנטיות של שני כוכבי הלכת.
7. בוחן אלקטרוסטטי לבדיקת הפלסמה בחלל בזמן הטיסה.
8. מכשיר ניסיוני להעברת תשדורות בגלי X .
תיקוני מסלול
אופי הטיסה דורש דיוק גדול ביותר. החטאתו של נוגה ב־ 1.6 ק”מ הייתה מביאה לסטייה של 1,600 ק”מ מכוכב חמה. מסיבה זו תוכננו ארבעה תיקוני מסלול במהלך הטיסה. תיקון הטיסה הראשון תוכנן ליום העשירי שלאחר השיגור והוא נועד לקזז סטיות שיגור. התיקון השני בא שבועיים לאחר מכן. בזמן זה כוח המשיכה של השמש חזק מזה של נוגה והוא עלול להסיט את החללית כך שתחצה את המסלול של כוכב חמה והיא תחטיא אותו. התיקון השלישי בא ארבעה ימים לאחר המעבר סמוך לנוגה וזאת כדי למנוע השפעות בלתי ידועות של המעבר עצמו. התיקון האחרון נעשה ארבעה שבועות לפני המעבר ליד כוכב חמה. אחרי המפגש נכנסת החללית למסלול סביב השמש שמפגיש אותה פעם נוספת עם כוכב חמה ב־22 בספטמבר 1974 והיא מצלמת אותו פעם נוספת. כל זה נעשה בהנחה שמערכות החללית לא נפגעות עד אז.
טכניקת הצילומים
צילומי החללית בטרם עיבודם במחשב מטושטשים ולא אינפורמטיבים. הבהרת התמונות נעשית בטכניקה מיוחדת שבה הם מועברים בצורה “שבורה” המציגים מִפרט עשיר מאוד. זמן קצר אחרי חשיפתו של התצלום הוא מחולק ל־700 קווים אופקיים ובכל אחד מהם 832 דוגמאות. 592,400 יחידות האינפורמציה מקבלות ערכים ספרתיים לצורך העברתם לתחנות קליטה ארציות. במרכז הבקרה התצלומים מורכבים מחדש ומועברים להגדלה מיד עם קליטתם מהחללית בעת קבלת התצלומים, נעשית סקירה סלקטיבית של התצלומים הקודמים וחלקי תצלומים כדי לקבל מִפרט גדול יותר ממוצגים בעלי אפיונים מיוחדים. מסיבות שונות התצלומים “החיים” הם כהים, מעוותים ומִפרטי הקרקע לא ברורים. רעש בזמן השידורים גרם לפעמים להשמטת שורות שלמות והיה צורך לבצע אקסטרפולציות משורות קרובות כדי לקבל תמונה שלמה. עם גמר הפיתוח של כל תצלום, הוא מסומן כדי להוציא ממנו את הגוונים האפורים המופיעים ברוב התצלומים כדי להגדיר ביתר דיוק את ניגודי השחור והלבן.
אפיון הטיסה
את מהלך הטיסה אפשר לחלק לשלושה שלבים:
א. שלב הטיסה לנוגה מתחיל ב־3 בנובמבר 1973 ומסתיים ב־5 בפברואר 1974.
ב. המעבר ליד נוגה ומדידתו ב־5 בפברואר 1974.
ג. טיסה לעבר כוכב חמה ומדידתו. מתחיל ב־5 בפברואר 1974 ומסתיים ב־29 במארס.1974
שיגור ואבטחת מידע
השיגור נעשה במועדו במשגר מסוג אטלס צנטאור. שבעה ימים לאחר השיגור מַחשב החללית תוכנת לקראת המפגש עם נוגה כדי להבטיח את קבלת מֵרַב האינפורמציה במקרה שהקשר עם החללית מנותק מסיבה כלשהי. הליך דומה מתבצע יומיים אחרי המעבר ליד נוגה לקראת המפגש עם כוכב חמה. מדידתו של נוגה מתחילה שלושה ימים לפני המעבר וצילומו נמשך 17 ימים לאחר כן . משך צילומו של כוכב חמה מתוכנן ל־19 ימים.
שלב א’ – מ־3 בנובמבר 1973 עד 5 בפברואר 1974
3 בנובמבר – זמן קצר לאחר השיגור התברר כי שלושה מגיני חום קטנים של המצלמות לא נכנסו לפעולה והטמפרטורה ירדה ל־30 מעלות מתחת לאפס. היה חשש שהמצלמות תצאנה מכלל פעולה. בדיקת התצלומים שנעשתה מאוחר יותר הראתה שלא נמצא שום פגם באיכות שלהם. שלוש שעות לאחר השיגור מערכות החללית נבדקו והן החלו בעבודתן. כדור הארץ צולם חמש פעמים והירח צולם שש פעמים. מעטה העננים של כדור הארץ נראה דומה לזה של הנוגה ופני הירח המחוספסים וחסרי הצורה דומים לאלה של כוכב חמה (עד לשיגור זה הצליחו להפיק כמה תצלומים של כוכב הלכת מכדור הארץ, אם כי באיכות ירודה). החוקרים רצו לבדוק את משך החשיפה הדרוש למצלמות בתנאי החלל ולהקיש מכך לצילומים העתידיים של נוגה ושל כוכב חמה.
13 בנובמבר – תיקון ראשון של נתיב הטיסה. מהירות הטיסה הוגדלה במידה רבה מהמתוכנן ל־7.8 מטר בשנייה במקום 4.5 מטר בשנייה.
11 בדצמבר – מרינר 10 גילתה קרינה חזקה מערפילית שחומה הגבוהה פי 9 מזה של השמש. הם קיוו שפליטת המימן מהערפילית תעזור להבין טוב יותר את היווצרות היקום.
10 בינואר 1974 – במערכת הכוח הראשית חלה תקלה ובמקומה נכנסה לפעולה מערכת הכוח המשנית.
18 בינואר – תיקון שני בנתיב הטיסה.
19 בינואר – צילום שביט קוהוטק. צילום זה הוא יותר מבדיקת המצלמות גרידא. שדה הראייה של המצלמות הוא קטן וביכולתן לצלם גופים בהירים, בשעה שלצילום שביטים יש צורך להשתמש במצלמות בעלות זווית קליטה רחבה ועליהן להיות רבות עוצמה כיוון שעוצמת בהירותם של השביטים היא נמוכה. צילום השביט נעשה כדי לבדוק אם יש בו נוכחות של גזים אצילים כמו הליום וארגון.
30 בינואר – תקלה בג’ירוסקופ גרמה לאובדן 20% ממלאי הדלק של החללית. גז החנקן המווסת את מייצבי הג’ירוסקופ. היה חשש לכך שהאינפורמציה שאספה ותאסוף החללית תֹאבַד וכי היא תחטיא את כוכב חמה.
תקלה קטנה אך לא רצינית שליוותה את החללית לאורך טיסתה הייתה התחממות הסוללות. תקלות אחרות היו במתקן לזיהוי חלקיקים ובמנגנון ההפעלה האוטומטי של מערכת האינפורמציה.
במתקן לזיהוי חלקיקים, אחד המכסים נפתח למחצה ואִפשר לחלקיקים טעונים הנעים בחלל, שלא להיקלט במכשירי המדידה. המכסים תוכננו כך שהם יִפָּתחו רק בטיסה עצמה ולא בזמן השיגור, וזאת כדי למנוע את זיהום המכשיר. איבוד חצי מהניסוי אינו קריטי מאחר שנפיצות החלקיקים הנפלטים מהשמש שווה בכול הכיוונים. החיישן השני יכול לבצע לבדו את כל העבודה.
התקלה הקשורה למערכת האינפורמציה אירעה בשעה שבוצעו בחללית הכנות לתמרוני תצפיות באולטרה סגול. במרחק 21.6 מיליון ק”מ מכדור הארץ החללית ניתקה את עצמה באופן מסתורי ממערכת הכוח הראשית – מדפי השמש, והפעילה את המערכת המשנית –מצבר. התקלות אילצו את החוקרים לתכנת מחדש את מחשב החללית בסדרת פעולות שונה וקצרה מהמקורית לקראת המעבר ליד נוגה. כל זאת כדי לשמור על כוח לקראת מדידתו של כוכב חמה.
שלב ב’ – 5 בפברואר 1974
מעבר ליד נוגה, יתואר במאמר נפרד
שלב ג’ – מ־5 בפברואר עד 29 במארס 1974
16במארס – תיקון בנתיב הטיסה.
הפיקוח על החללית בציר הסיבוב שלה נחלש בשל חלקיקים אשר פגעו כנראה בחללית וקילפו פתיתי צבע ממדפי השמש ומאנטנת השבח הגבוה והם מחדירים אור לתוך מכשיר החישה של הכוכב קנופוס. מהנדסי הטיסה הצליחו להשתלט על החללית על־ידי פריסת מדפי השמש לכיוונים שונים. הלחץ של קרינת השמש על המדפים מספיק דיו כדי לאפשר שליטה על החללית. לא היה ידוע כיצד בעיה זו תשפיע על המעבר ליד כוכב חמה. משעה שהמשימה הצליחה במלואה הוחלט לבצע טיסת מעבר נוספת.
ממצאיה של טיסת המעבר
צילומו של כוכב חמה החל ב־23 במארס ממרחק של 6 מיליון ק”מ. משך התצלומים תוכנן ל־19 יום. בשל קצר במערכת החשמל הוחלט להפסיק זמנית את פעולתן של מערכות החללית. המעבר ליד הכוכב נעשה כמתוכנן ב־29 במארס ובמרחק של 750 ק”מ ממנו. כל התצלומים היו באיכות גבוהה. פעולת החללית הופסקה ב־3 באפריל בשל התחממות יתר בחלק ממערכות החללית. מהנדסיה של מרינר 10 רצו לשמור על מספר מכשירי חישה לקראת טיסת המעבר השנייה בספטמבר. בשל הפסקת פעולתן של מצלמות ומערכות החללית לפני הזמן, נעשו 1,000 תצלומים בלבד.
הממצאים המפתיעים ביותר היו מציאותם של שדה מגנטי ואטמוספירה. עוצמתו של השדה המגנטי הוא 1% מזה של כדור הארץ. השדה המגנטי של כדור הארץ מוסבר בקיומו של ברזל נוזלי בגרעין הכדור. מהירות סיבובו של כוכב חמה סביב עצמו אִטית מדי מכדי לתת אפקטים דינמיים כאלה, ולכן הועלו שני הסברים לתופעה:
א.השדה המגנטי נוצר על־ידי הפצצה חזקה ומתמדת של חלקיקים טעונים לתוך האטמוספירה מהשמש.
ב השדה המגנטי הוא שריד לשדה חזק יותר כשמהירותו הצירית של כוכב חמה הייתה גדולה יותר.
לכוכב חמה אטמוספירה משלו, אם כי צפיפותה פחות מ־% 0.1 מצפיפותה של אטמוספירת כדור הארץ. האטמוספירה היא דקה מאוד ומכילה ארגון וניאון עם קצת מימן והליום בצד החשוך. מקור ההליום הוא כנראה מהתנוונות של משקעים עשירים בחומרים רדיואקטיביים בקרום הכוכב. תגלית זו הייתה הפתעה גמורה בשל קרבתו הרבה של כוכב חמה לשמש וגודלו אשר על פניו לא מאפשרים נוכחות אטמוספרית.
הועלו שתי השערות להסברת התופעה:
א. כמות מסוימת של גזים מחלקיקי השמש נלכדה בכוכב הלכת.
ב. כמות מסוימת של גזים נפלטה מפנימו של הכוכב בשל התנוונות אִטית של יסודות רדיואקטיביים.
כמו הירח, כך גם כוכב חמה שופע מכתשים, אך אלה דקים ועדינים יותר ושפתותיהם רחבות יותר. קוטר המכתשים 160 ק”מ. קוטרו של המכתש הקטן ביותר שנצפה הוא 8 ק”מ. ניכר שחל כאן איזשהו תהליך ארוזיבי. רוב המכתשים נוצרו מפגיעת מטאוריטים ומיעוטם בשל התפרצויות געשיות. הם נוצרו מיד לאחר היווצרות כוכב הלכת לפני 4.5 מיליארד שנה. במכתש שקוטרו 40 ק”מ ישנן עדויות לפגיעת מטאוריטים. מסביב למכתש נראה חומר בצורת קרניים אשר נזרק מתוכו החוצה על־ידי התנגשות. הקרניים מגיעות עד למרחק של 96 ק”מ מהמכתש.
באחד התצלומים רואים מכתש הדומה למכתשי הירח ולידו סימנים המעידים על רעידת אדמה או התפרצויות געשיות. בתצלומים נראה הר געש גדול מכל הר געש ארצי. אין מבחינים בתצלומים בהרים הדומים לאלה המצויים על הירח. לעומת זאת נראים סימנים למדרונות או סלעים באורך מאות קילומטרים. מפתיע במיוחד הוא הימצאותן של מהמורות, גבעות נמוכים ופלגים. חלק מהפלגים הם ישרים ואחרים מפותלים כאילו נוצרו מזרימת מים. באחד התצלומים נראה מכתש שקרקעיתו כוסתה מזרימת חומר, כנראה לבה. בתצלומים אחרים רואים קניון עמוק. לכוכב חמה סדקים גדולים שנוצרו מחום השמש, והמישורים המכסים אותו קטנים יותר ממה שחשבו.
הצבע של כוכב חמה הוא צהוב וצפונית לקו המשווה נמצא כתם בהיר. קיימים הבדלים ניכרים בין חצי הכדור הצפוני לחצי הכדור הדרומי. הטמפרטורה בצד המואר היא 500 מעלות ובצד החשוך 200 מעלות מתחת לאפס.
נראה כי כוכב הלכת נוצר בצורה שונה מכדור הארץ. משקלו הסגולי גדול מזה של כדור הארץ. 66% מתכולתו של כוכב חמה היא ברזל. הברזל נוצר ראשון ומאוחר יותר כוסה בחומר נוסף עד לקבלת המוצר הסופי – כוכב הלכת.
מרינר 10 גילתה קרינה חזקה ומסתורית, בקרבת הכוכב, מגוף המקיף אותו. הועלתה השערה שלכוכב חמה ירח משלו. למרות הבעיות שנוצרו במערכת החשמל, מצלמותיה של החללית הופנו לעבר מקור הקרינה, אך לא נמצא דבר. באותו זמן התגלתה גם קרינה אולטרה סגולית מכוכב רחוק. ב־29 במארס כוונו המצלמות האולטרה סגוליות לעבר גוף זה. נקלטו סימנים של גוף בקוטר 25.6 ק”מ. ב־11 באפריל נעשה ניסיון למצוא ירח נוסף. מאוחר יותר התברר כי אין זה ירח כלל וכלל. מהירותו היחסית כלפי כוכב חמה (תנועה זו נוצרה בשל מהירותה הגבוהה של מרינר 10) הטעתה את האסטרונומים.
שלב ד’ – מ־29 במארס עד 22 בספטמבר, טיסה במסלול שמשי וטיסת מעבר שנייה
ב־9 וב־10במאי נעשו תיקוני מסלול. התיקונים נועדו לאפשר טיסת מעבר ממרחק של 47,300 ק”מ. טיסת המעבר תוכננה כך שיתאפשר כיסוי מלא של חצי הכדור הדרומי, בפרט של הצד המואר, שלא ניתן היה לבצע בטיסת המעבר הראשונה. צילום ראשוני של הקוטב הדרומי וביצוע אנליזות מתקדמות יותר של אזורים גבוהים ואזורים נטויים. כושר ההפרדה של המצלמות הוא 1 ק”מ לפיקסל. מסלול טיסה זה מאפשר טיסת מעבר נוספת בשלב ה’, ב־16 במארס 1975.
הועלתה האפשרות לבצע תיקון מסלול נוסף ביוני או ביולי כדי לצמצם את מרחק המעבר בצד החשוך וזאת כדי ללמוד דברים נוספים על השדה המגנטי. במהלך הטיסה התעוררו כמה בעיות שהתגברו עליהם. מערכת ההנחיה במקום שתפעל על־פי קנופוס פעלה על־פי כוכב אחר. היה צורך להשתמש בדלק רב יותר כדי להחזיר את מערכת ההנחיה לתפקוד הנורמלי שלה. השימוש הרב והבלתי־מתוכנן בדלק לטיסת המעבר עורר תקוות שכַּמות הדלק תספיק בכל זאת לביצוע טיסת מעבר נוספת במארס 1975.
בטיסת המעבר הראשונה מרינר 10 צילמה את כוכב חמה, עברה לצד שלא נראה מכדור הארץ וצילמה אותו. התמונות אוחסנו בזיכרון ומאוחר יותר שודרו ארצה בה בעת שבוצעו תצלומים נוספים. הפעם שידור התצלומים נעשה בשיטה אחרת. בדיקת תקשורת שגרתית גילתה תקלה באחד מסרטי ההקלטה. התוצאה, סרט ההקלטה עבד בצורה משונה. תקלה זו לא העלתה שום חששות ביחס לטיסת המעבר ב־21 בספטמבר. השינוי היחיד הוא שידור ישיר של התצלומים בניגוד לשיטת השידור בטיסת המעבר הראשונה. קצב השידור הוא תצלום אחד ל־42 שניות. באופן פרדוקסלי מספר התצלומים קטן יותר. כאשר סרט ההקלטה. מתפקד כראוי, תדירות הצילומים גדולה יותר מתמונה אחת ל־42 שניות.
18 בספטמבר – מצלמות החללית נבדקו ונמצאו תקינות.
20 בספטמבר – מרינר 10 החלה לשדר תצלומים מכוכב חמה.
22 בספטמבר – בוצעו שתי סדרות של תצלומים בהפרש של כמה שעות בין סִדרת תצלומים אחת לשנייה. סך־הכול שודרו 500 תצלומים, התצלומים שודרו בהפרש של 42 שניות בין תצלום לתצלום. סך־הכול בשתי טיסות המעבר כוסו 38% מפני הכוכב. מקומות שצולמו בטיסת המעבר הראשונה צולמו הפעם בזווית טובה יותר. בטיסת מעבר זו הופעלו רק שני מכשירים למדידתו של כוכב חמה, מצלמת הטלוויזיה והספקטרומטר באולטרה סגול. המכשירים לחקירת חלקיקים ושדות מגנטיים המשיכו לאסוף מידע בין־כוכבי. מרינר 10 חלפה במרחק 50,000 ק”מ מהצד המואר של חצי הכדור הדרומי. סך הכול שודרו 1,800 תצלומים.
ממצאים של טיסת המעבר השנייה
התצלומים מזכירים את פני הירח. ניתן להבחין ברכסים “עקומים”. מרכזו של כוכב חמה קרס פנימה לתוך הכוכב עצמו כשזה היה צעיר. באותו זמן נוצרו סלעים גבוהים מפני השטח ובאורך אלפי קילומטרים. מכתשי הענק נותרו מפגיעת מטאוריטים גדולים לפני השלבים האחרונים ב”התבגרות” של כוכב חמה ולאחר מכן. לפני 3.5 מיליארד שנה פגע בכוכב חמה מטאוריט שיצר מכתש בקוטר 1,300 ק”מ, זהו אגן קלוריס.
שלב ה’ – מ־22 בספטמבר 1974 עד 16 במארס 1975, טיסה במסלול שמשי וטיסת מעבר שלישית
15 במארס – אי־יציבותה של מרינר 10 לא אִפשרה לה להינעל על קנופוס. קשיים נוספים בהכוונת החללית התעוררו בשל השימוש הסימולטני ב־Space Network Deep, למעקב אחר החללית הגרמנית הליוס ולמעקב אחר שתי החלליות פיוניר 10 ופיוניר 11 בדרכן לצדק. היה חשש שמרינר 10 תתנפץ על פני השטח של כוכב חמה. צוות המעקב של הליוס הסכים לתת עדיפות למרינר 10. מרבית מכשיריה של החללית לא עבדו וכמות הדלק במיכליה הייתה מזערית.
16 במארס – היום בוצעה טיסת המעבר השלישית במרחק 288 ק”מ מהקרקע ובמהירות טיסה של 46,000 קמ”ש. המרחק המינימלי בין החללית לקרקע היה בצד החשוך של כוכב חמה. באותו זמן לא בוצע שום צילום. טיסת המעבר נמשכה ארבע שעות. החללית חלפה מעל הקוטב הצפוני, שידרה 300 תצלומים ומדדה את השדה המגנטי של כוכב חמה. התצלומים חדים ובאיכות מעולה.
בטרם שיגורה של מרינר 10 שיערו כי קיים קשר גומלין בין מהירותו הצירית של כוכב חמה לשדה המגנטי שלו. מהירות צירית גבוהה נותנת שדה מגנטי חזק ולהיפך. ההערכה הייתה שלכוכב חמה שדה מגנטי חלש מאוד אם בכלל ישנו. טיסת המעבר הראשונה של החללית הראתה כי אין זה כך. לכוכב חמה שדה מגנטי חזק יחסית. תפקידה של החללית בטיסת המעבר השלישית היה למדוד הבדל זה. לכן היא כוונה לצד החשוך של כוכב חמה. תחום שבו כוכב חמה מוגן מהפרעות סולריות. מכשירי החללית מדדו את מהירותה של רוח השמש.
הקוטב הצפוני צולם שוב מאחר שתצלומים שנעשו קודם לכן היו אלכסוניים. התמונה האחרונה כוונה לעבר אגן קלוריס. זהו האגן הגדול ביותר שצולם בשלוש טיסות המעבר. כדי שהתצלומים לא ילכו לאיבוד הן שודרו ארצה כל 42 שניות.
ממצאים של טיסת המעבר השלישית
לכוכב חמה שדה מגנטי פנימי וטבעי דומה לזה של כדור הארץ.
סיכום הממצאים
מינוח (שמות של מקומות)
שני רכסים חשובים קיבלו את השם דורסה (בלטינית שדרות). הם נקראים על שמם של האסטרונומים שיאפירלי ואנטוניאידי. עמקים נקראים על שמות של הרדיו טלסקופים גולדסטון ווליס שבמדבר מוחאבי וארקיבו ווליס שבפוארטו ריקו.
בהיות מרינר רחוקה מכוכב חמה, התצורה הראשונה שהופיעה בתצלומים הייתה אזור בוהק במיוחד אף שצורתו אינה מוגדרת. המרחב שבמרכזו של אזור זה נקרא על שמו של פרופסור ג’רארד קויפר.
מכתש אחר שקוטרו 1.5 ק”מ קיבל את השם הון־ קאל, המספר 20 בשפת המאיה. המכתש מסמן בדיוק את קו הרוחב 20 על מפתו החדשה של כוכב חמה והוא נועד לשמש נקודת ייחוס בדומה לגרינוויץ. בין התצורות המעניינות ביותר, מספר גדול של מצוקי הענק העקלתוניים שחלקם נמשכים לאורך מאות קילומטרים כשהם “חולפים” על פני דפנות של מכתשים וקרקעיתם מתנשאת לגובה של 3 ק”מ ויותר. אלה קיבלו את השם רופס (מצוקים בלטינית). ושמותיהם נגזרים משמות ספינותיהם של מגלי עולם מפורסמים כמו אנדוור ודיסקברי של קפטן קוק וסנטה מריה של קולומבוס.
גיאולוגיה
לכוכב חמה יש כנראה קרום מפותח בעובי של עשרות קילומטרים. המצוקים הם העתקי דחיקה. שיערו שהם נוצרו בעקבות תהליכי לחיצה בקרום פניו של כוכב הלכת. מצוקים אלה שונים כנראה מהמצוקים שעל פני המאדים והירח בכך שנוצרו בעקבות קריסתם של שני לוחות מפניו של כוכב חמה שנעו זו לקראת זו בשעה שגרעינו הצטמק קִמעה. בניגוד להם, ההעתקים בפני המאדים והירח נוצרו בשל תהליך מתיחה כאשר חלקים של פנים הכדור נפרדו זה מזה.
מאחר שהמסה הסגולית של כוכב חמה קרובה לזו של כדור הארץ הסיקו שהגרעין הברזלי תופס יותר מ־50% מהנפח. ייתכן שדחיסת הפנים מקורה בלחץ כבידה חזק על הקרום. תפיסה זו של הקרום רומזת לכך שכוכב חמה דומה ביותר לירח בחיצוניותו, אך דומה יותר לכדור הארץ בפנימיותו. השוואה זו מקבלת תימוכין מעדויות לכך שפניו של כוכב חמה מרובדים בכל מקום בשכבה של אבק מבודד – חומר נקבובי שנדחס כמו הקרקע של הירח.
התצורות הגדולות ביותר של כוכב חמה הן האגנים, לפחות 18 מהם קוטרם גדול מ־190 ק”מ. בדומה לאגנים של הירח, רבים מהם ממולאים בזרמי לבה. הבולט שבהם הוא אגן קלוריס. קרקעיתו סדוקה וחצויה במצוקים. שֵם האגן שנגזר מהמילה הלטינית “קלור” (חום) נובע מכך שהאגן קרוב לאחד משני הקטבים החמים של כוכב חמה.
הואיל וכוכב חמה נע במסלול אליפטי יחסית עם שילוב בלתי רגיל של מהירויות הסיבוב שלו סביב עצמו ומהירות תנועתו סביב השמש, תנועתה היחסית של השמש בשמי הכוכב היא מוזרה. בפריהליון השמש נעצרת, שבה לאחור כלפי מעלה, ביותר ממעלה אחת ושוב יוצאת לדרך. “ריקוד” זה נמשך שבוע. באותו זמן השטח המצוי מתחת לשמש הצהריים “נאפה” זמן רב יותר. לפיכך הוא קרוי “הקוטב החם”. שני מקומות, אחד מהם סמוך לקלוריס חולקים ביניהם טמפרטורות אלה בפריהליונים שלהם.
