MESSENGER foi a missão da sonda espacial não-tripulada da NASA, gerenciada pelo Jet Propulsion Laboratory - JPL, destinada a estudar as características e o ambiente do planeta Mercúrio. Especificamente, os objetivos científicos da missão foram os de caracterizar a composição química da superfície, a sua história geológica, a natureza do seu campo magnético, o tamanho e o estado do núcleo planetário, pesquisar seus polos e a natureza da sua exosfera e da sua magnetosfera, numa missão orbital de inicialmente um ano terrestre de duração que transformou-se em quatro anos.
MESSENGER é um acrônimo em inglês de MErcury Surface, Space ENvironment, GEochemistry and Ranging ("Superfície, Ambiente Espacial, Geoquímica e [Amplitude de] Órbita de Mercúrio"). Este acrônimo foi escolhido porque Mercúrio era o mensageiro dos deuses, de acordo com a mitologia romana.
A sonda foi lançada ao espaço em 3 de Agosto de 2004, a bordo de um foguete Boeing Delta II, de Cabo Canaveral, na Flórida, Estados Unidos. Foi a segunda dirigida a Mercúrio pela NASA, e a primeira em 30 anos. O planeta foi visitado anteriormente apenas pela sonda Mariner 10, que orbitou o planeta três vezes num período de dois anos, em 1974 e 1975, e obteve dados detalhados sobre menos da metade de sua superfície.
Em julho de 2008, os cientistas da missão foram surpreendidos com a descoberta de água na exosfera do planeta, através da análise de dados enviados pela sonda, quando ela fez sua primeira passagem próxima a Mercúrio em janeiro. Além disso, os dados da MESSENGER enviaram provas de vulcanismo na superfície, com a descoberta de ejecta proveniente de lava vulcânica, através das imagens de alta definição da sonda e a evidência da existência de um núcleo líquido em Mercúrio.Planetary Society:MESSENGER Scientists 'Astonished' to Find Water in Mercury's Thin Atmosphere Em outubro, durante o segundo sobrevoo, a sonda enviou para a Terra as mais nítidas imagens até então obtidas da superfície do planeta.
Foi encerrada em 30 de abril de 2015, após esgotar seu combustível, sendo jogada pelos controladores da missão em terra sobre a superfície do planeta. Dentre as muitas tarefas realizadas, a sonda determinou a composição da superfície de Mercúrio, sua história geológica, descobriu que seu campo magnético interior está deslocado do centro do planeta e verificou que seus depósitos polares são na maioria compostos de gelo. A equipe científica vai continuar a usar os dados para colocar e responder a perguntas sobre a formação, evolução e o lugar do planeta Mercúrio em nosso sistema solar até o final do projeto MESSENGER em maio de 2016.NASA Completes MESSENGER Mission with Expected Impact on Mercury's Surface pela "MESSENGER Mission News" em 30 de abril de 2015
Questões sobre Mercúrio A equipe de ciência da sonda MESSENGER espera obter respostas a algumas intrigantes questões:
thumb|307x307px|Imagem de Mercúrio em alta definição, conseguida pela MESSENGER em outubro de 2008, mostra a cratera Kuiper, quase no centro da foto, brilhando sob o Sol. Comparar a riqueza de detalhes com a mesma imagem mais abaixo, conseguida em janeiro de 2008, no primeiro sobrevoo do planeta
Tal como os demais planetas internos do Sistema Solar, Mercúrio tem um denso núcleo rico em ferro, envolvido por um manto constituído de magnésio e silicatos ferrosos (rocha). Durante a história inicial do planeta, os silicatos deslocaram-se para a superfície, formando a crosta do planeta, enquanto o ferro desceu para o núcleo. A densidade de cada planeta reflete exatamente este balanço entre um núcleo rico em ferro e a crosta rica em silicatos. Mercúrio tem um núcleo incrivelmente denso, além de enorme. O núcleo da Terra tem um diâmetro estimado em 6 972 km (somando-se os núcleos externo e interno), perfazendo 54,8% do diâmetro planetário total de 12 714 km; já o núcleo de Mercúrio é estimado em cerca de 3 600 km de diâmetro, correspondente a 73,8% do diâmetro do planeta, que é de 4 879 km. O núcleo compõe cerca de 65% de toda a massa de Mercúrio. Sua alta densidade faz com que o campo gravitacional de Mercúrio seja comparável ao de Marte, que é um planeta bem maior. Como pôde surgir um núcleo tão incrivelmente denso para um planeta do seu tamanho? Certas formações geológicas de Mercúrio são bastante enigmáticas. Planos suaves relativamente "jovens" estão cercados por antigas crateras. Fotos obtidas pela sonda Mariner 10 sugerem que a superfície apresenta uma composição variada. A formação rochosa denominada Caloris tem cerca de 1 300 quilômetros de extensão e contém montanhas elevadas de uns 3 000 metros de altura que parecem ter sido formadas pelo impacto de um meteoro, cujas ondas de choque seriam responsáveis por uma região de solo caótico, situado no lado oposto do planeta. Um dos objetivos da sonda MESSENGER é conhecer mais sobre o passado geológico deste planeta; Mercúrio é o único planeta além da Terra que comprovadamente tem um campo magnético. Ele é cerca de 100 vezes mais fraco que o campo da Terra medido na superfície. O campo magnético da Terra é criado pela movimentação do seu fluido interno, mas o núcleo de Mercúrio é menor do que o da Terra e ele já teria se esfriado e se solidificado. A topografia de Mercúrio sugere que ao se esfriar o núcleo tenha se contraído e sua superfície tenha sido enrugada. Sem ter movimento de fluido no núcleo, como o campo magnético é gerado? No início da década de 1990, utilizando radares, os cientistas observaram que crateras localizadas no polos do planeta refletiam vigorosamente pulsos de ondas de rádio. Alguns cientistas sugeriram que a reflexão fosse devida ao gelo. E em certas regiões de Mercúrio a temperatura na sua superfície pode atingir 450 graus Celsius. Como o planeta apresenta uma rotação quase que perpendicular ao seu equador, o piso de certas crateras situadas nos polos nunca é atingido por raios de sol, fazendo com que o seu interior seja sempre mantido frio. Um dos objetivos da sonda é procurar saber qual substância está no interior dessas crateras; Mercúrio é rodeado por uma tênue atmosfera. Porém, suas moléculas não colidem entre si, mas pulam de um lugar para outro na atmosfera, como bolas de borracha. Os elementos que compõem sua atmosfera são o hidrogênio, o hélio, o oxigênio, o sódio, o potássio e o cálcio. O hidrogênio e o hélio vêm principalmente do Sol; uma parte do hidrogênio e do hélio também deve vir de cometas que caíram em Mercúrio, e as outras substâncias das rochas situadas na superfície do planeta. A sonda deverá estudar como esses elementos foram postos na exosfera do planeta. Como essa volatilidade é importante para Mercúrio?
A sonda O corpo principal da sonda mede 1,42 metro de altura, 1,85 metro de largura e 1,27 metro de profundidade. Seu guarda-sol frontal (sunshade) é constituído de pastilhas de cerâmica semelhantes às utilizadas no Ônibus Espacial; ele tem 2,5 metros de altura por 2 metros de comprimento. Lateralmente, foram montadas duas "asas" que constituem seus painéis solares, fazendo a sonda ter seis metros de comprimento de uma ponta a outra.
A massa da sonda quando do lançamento era de aproximadamente 1 100 quilogramas, incluindo 600 quilogramas de propelente e 500 quilogramas de massa da sonda propriamente dita e de seus instrumentos. thumb|left|180px|Diagrama da MESSENGER A sonda obtém energia através de painéis solares de 1,5 por 1,65 metro, constituídos de células solares de arsenieto de gálio, que geram uma energia de 385 a 485 watts durante sua fase de cruzeiro e 650 watts quando em órbita de Mercúrio. Esses painéis alimentam uma bateria de níquel-metal-hidreto (NiMH) com 23 ampères-hora de carga.
Sua propulsão é feita através de um bipropelente constituído de hidrazina e tetróxido de nitrogênio, para ações de grande empuxo; 16 empuxadores alimentados a hidrazina servem para pequenos ajustes de trajetória e para o controle de altitude.
Seus instrumentos científicos são: uma câmera grande angular e outra teleobjetiva, um espectrômetro de raios gama e de nêutrons, um espectrômetro de raios-X, um espectrômetro de partículas de alta energia e de plasma, um espectrômetro de análise da composição da atmosfera e da superfície, um magnetômetro, um altímetro a laser e um experimento de rádio.
O "cérebro" da sonda é composto por um módulo eletrônico integrado que hospeda dois sistemas compostos por um microprocessador de 25 MHz cada um, mais um processador de 10 MHz para proteção contra falhas. O modelo dos processadores é o IBM RAD 6000, projetado para ser resistente à radiação. Esse processador é semelhante ao IBM POWER1, que equipava os primeiros modelos do microcomputador Macintosh.
Para o controle da altitude, a sonda deve saber para onde está apontando. Ela fará então o uso de balizadores de estrelas, uma unidade de medida inercial, composta por quatro giroscópios e quatro acelerômetros, mais seis sensores solares que funcionarão como unidades redundantes.
O controle de altitude é feito por meio de quatro rodas de reação situadas dentro da sonda, auxiliadas quando necessário por pequenos empuxadores. A MESSENGER deverá receber comandos e enviar dados primariamente por meio de uma antena de polarização circular operando na banda X da faixa de microondas.
A sonda MESSENGER foi construída para suportar o intenso calor em Mercúrio. Lá o Sol é cerca de 11 vezes mais brilhante que na Terra e a temperatura na superfície pode chegar a 450 graus Celsius, mas a MESSENGER deverá operar numa temperatura ambiente terrestre, possibilitada por um escudo térmico constituído de revestimento cerâmico.
Sua estrutura básica é composta de grafite-epóxi. Este material composto fornece a rigidez necessária à sonda para sobreviver ao lançamento, oferecendo a menor massa possível.
O custo da missão é de 427 milhões de dólares, incluindo a sonda, o desenvolvimento de seus instrumentos e do veículo lançador, os operadores da missão e a análise dos dados coletados.
Comunicações A sonda MESSENGER utiliza a banda X da faixa de microondas para se comunicar, através de duas antenas de alto ganho, duas pequenas antenas de médio ganho e mais quatro antenas de baixo ganho. Todas as antenas são fixas e podem eletronicamente dirigir seus sinais sem necessitar mover partes da antena. Durante suas operações normais, pelo menos uma ou duas antenas estarão apontadas para a Terra.
Instrumentos da Sonda thumb|right|250 px|A primeira imagem de Mercúrio feita pela sonda MESSENGER, a 27 000 km, em janeiro de 2008
Mercury Dual Imaging System (MDIS): Consiste em um sistema de imagem composto por uma câmera grande angular e por outra câmera teleobjetiva, para fotografar a superfície de Mercúrio. Gamma-Ray and Neutron Spectrometer (GRNS): Este instrumento deverá detectar os raios gama e os nêutrons emitidos pelas substâncias radioativas da superfície de Mercúrio ou por elementos que sejam estimulados pelos raios cósmicos. Ele será usado para mapear a abundância ou os diferentes elementos da superfície e deverá ajudar a determinar se existe gelo nos polos de Mercúrio, que nunca recebem diretamente a luz do Sol. X-Ray Spectrometer (XRS): Os raios gama e os raios X de alta energia provenientes do Sol que atingem a superfície de Mercúrio podem forçar certos elementos de sua superfície a emitirem raios X de baixa energia. O XRS deverá medir esses raios e, a partir deles, medir a abundância dos vários elementos que compõem a crosta de Mercúrio. Magnetometer (MAG): Situado na extremidade de uma antena de 3,6 metros de comprimento, deverá mapear o campo magnético de Mercúrio e procurar por regiões que contenham rochas magnetizadas na sua crosta. Mercury Laser Altimeter (MLA): Emitirá um raio laser que será enviado à superfície de Mercúrio; um sensor o captará após a sua reflexão na superfície do planeta. Ele deverá medir o tempo que a luz levará para ir e voltar, fazendo uma detalhada descrição da superfície de Mercúrio.