メッセンジャー

メッセンジャー

水星を周回するメッセンジャーの想像図
ミッションタイプ	水星探査機
オペレーター	米航空宇宙局（NASA）
コスパーID	2004-030A
SATCAT番号	28391
Webサイト	メッセンジャー
ミッション期間	合計：10年8ヶ月27日 水星の場合：4年1ヶ月14日 途中経過：7年 主な任務：1年間 最初の延長：1年[1] [2] 2回目の延長：2年[3] [4]
宇宙船の特性
メーカー	応用物理学研究所
打ち上げ質量	1,107.9 kg (2,443 ポンド) [5]
力	450ワット
ミッション開始
発売日	2004年8月3日 06:15:56  UTC ( 2004-08-03UTC06:15:56Z )
ロケット	デルタII 7925H-9.5
発射場	ケープカナベラル、SLC-17B
入隊	2011年4月4日
ミッション終了
廃棄	水星に衝突
破壊された	2015年4月30日 19:26 UTC [6]
軌道パラメータ
参照システム	女中心主義
近点高度	200 km（120 マイル）
アポヘルミオン高度	10,300 km (6,400 マイル)
傾斜	80°
期間	12時間
エポック	2000年1月1日[7]
地球 のフライバイ（重力アシスト）
最接近	2005年8月2日
距離	2,347 km (1,458 マイル)
金星 のフライバイ（重力アシスト）
最接近	2006年10月24日
距離	2,990 km (1,860 マイル)
金星 のフライバイ（重力アシスト）
最接近	2007年6月5日
距離	337 km (209 マイル)
水星の接近
最接近	2008年1月14日
距離	200 km（120 マイル）
水星の接近
最接近	2008年10月6日
距離	200 km（120 マイル）
水星の接近
最接近	2009年9月29日
距離	228 km (142 マイル)
水星探査機
軌道投入	2011年3月18日 01:00 UTC [8]
発見プログラム

メッセンジャーは、 2011年から2015年にかけて水星を周回し、水星の化学組成、地質、磁場を調査したNASAの ロボット宇宙探査機である。 ^{[9] [10]} この名前は、Mercury Surface（水星表面）、Space Environment（宇宙環境）、Geochemistry（地球化学）、Ranging（測距）の頭文字をとったもので、ローマ神話の使者神マーキュリーに由来している。

メッセンジャーは2004年8月にデルタIIロケットで打ち上げられた。その軌道は複雑なフライバイの連続で、宇宙船は地球を1回、金星を2回、水星自体を3回通過し、最小限の燃料で水星に対して減速することができた。2008年1月の水星への最初のフライバイでは、メッセンジャーは1975年のマリナー10号に続いて水星に到達した2番目のミッションとなった。 ^{[11] [12] [13]}

メッセンジャーは2011年3月18日に水星の周回軌道に入り、水星を周回した最初の宇宙船となった。^[9] 2012年に主なミッションを無事完了した。 ^[2] 2回のミッション延長の後、宇宙船は最後の操縦用燃料を使い切って軌道を離脱し、2015年4月30日に水星の表面に衝突した。^[14]

メッセンジャーの正式なデータ収集ミッションは2011年4月4日に開始された。^[15]主要ミッションは2012年3月17日に完了し、10万枚近くの画像が収集された。^[16] メッセンジャーは2013年3月6日に水星の100%マッピングを達成し、2013年3月17日に最初の1年間の延長ミッションを完了した。^[2]探査機の2回目の延長ミッションは2年以上続いたが、低軌道が劣化したため、衝突を避けるために再ブーストが必要になった。2014年10月24日と2015年1月21日に最後の再ブースト燃焼を行い、2015年4月30日に水星に衝突した。^{[17] [18] [19]}

水星軌道に滞在中に、探査機の機器は水星の磁場の特性^[20]や、地球のレーダーデータに基づいて長い間疑われていた水星の北極の水氷の発見^{[21] [22]}など、重要なデータを生み出しました。^[23]

1973年、NASAは金星と水星を複数回フライバイするためにマリナー10号を打ち上げた。マリナー10号は水星の表面の40～45%をマッピングし、水星の詳細なデータを初めて提供した。 ^[24]マリナー10号による水星への最後のフライバイは1975年3月16日に行われた。その後30年以上にわたって水星の近距離観測は行われなかった。

1998年、水星に周回宇宙船を送るという提案されたミッションの詳細が研究で発表された。当時、水星は内惑星の中で最も探査が進んでいなかったためである。マリナー10号ミッションの後の数年間、水星を再訪するその後のミッション提案は、大量の推進剤と大型打ち上げロケットを必要とし、費用がかかりすぎると思われていた。さらに、地球から直線で接近する探査機は太陽の重力によって加速され、水星を周回するには速すぎる速度で通過してしまうため、水星の周回軌道に宇宙船を入れることは困難である。しかし、1985年にチェンワン・イェン^{[25]が設計した軌道を使用して、金星と水星の周りで重力アシストによる「スイングバイ」操作を複数回連続して使用し、推進剤の必要量を最小限に抑えることで、}ディスカバリー級ミッションを実行できることが研究で示された。^[26]

メッセンジャーミッションは、水星の特性と環境を軌道上から調査するために設計された。ミッションの科学的目標は以下のとおりである。^{[27] [28]}

• 水星の表面の化学組成を特徴付けるため。
• 惑星の地質学の歴史を研究するため。
• 地球の磁場（磁気圏）の性質を解明する。
• コアのサイズと状態を決定します。
• 極地における揮発性物質の在庫を決定するため。
• 水星の外気圏の性質を研究するため。

メッセンジャー宇宙船は、ジョンズ・ホプキンス大学応用物理学研究所で設計・製造された。科学運用は、主任研究員のショーン・ソロモンによって管理され、ミッション運用もJHU/APLで実施された。^[29]メッセンジャーバスは、高さ1.85メートル（73インチ）、幅1.42メートル（56インチ）、奥行き1.27メートル（50インチ）であった。バスは主に、推進剤タンク、大型速度調整（LVA）スラスタ、姿勢モニターおよび補正スラスタ、アンテナ、計器パレット、および受動熱制御用の、高さ2.5メートル（8.2フィート）、幅2メートル（6.6フィート）の大型セラミッククロスサンシェードを支える4枚のグラファイトファイバー/シアネートエステル複合パネルで構成されていた。^[29]打ち上げ時、宇宙船は燃料満載で約1,100キログラム（2,400ポンド）の重さでした。^[30]メッセンジャーのミッションの総費用は、宇宙船の建造費を含めて4億5000万ドル未満と見積もられました。^[31]

主な推進力は、645  N、317 sec. I _spの 二液推進剤（ヒドラジンと四酸化窒素）を使用した大速度補助（LVA）スラスタによって提供されました。使用されたモデルは、英国にあるAMPAC-ISPのウェストコット工場で開発および製造されたLEROS 1bでした。宇宙船は、LVA用に607.8 kg（1,340 lb）の推進剤とヘリウム加圧器を搭載するように設計されました。^[29]

4基の22 N (4.9 lb _f )モノプロペラントスラスタがメインスラスタ燃焼中の宇宙船の操縦に使用され、12基の4.4 N (1.0 lb _{f )モノプロペラントスラスタが}姿勢制御に使用されました。精密姿勢制御のために、リアクションホイール 姿勢制御システムも搭載されていました。^[29]姿勢制御の情報は、スタートラッカー、慣性測定装置、および6つの太陽センサーによって提供されました。^[29]

探査機には、ディープ スペース ネットワークとの通信用の2 つの小型ディープ スペース トランスポンダーと 3 種類のアンテナが搭載されていました。メイン ビームを 1 つの平面で電子的に操作できる高ゲイン フェーズド アレイ、中ゲインの「ファン ビーム」アンテナ、および幅広いパターンの低ゲイン ホーンです。高ゲイン アンテナは 8.4 GHz で送信専用として使用され、中ゲイン アンテナと低ゲイン アンテナは 8.4 GHz で送信し、7.2 GHz で受信します。3 つのアンテナはすべて右旋回偏波 (RHCP) 放射で動作します。これらのアンテナの 1 つは太陽に面した探査機の前面に取り付けられ、もう 1 つは太陽から離れた探査機の背面に取り付けられました。^[32]

この宇宙探査機は、水星軌道上で平均450ワットを供給する2枚のガリウムヒ素/ゲルマニウム 太陽電池パネルによって電力を供給された。各パネルは回転可能で、アレイの温度バランスをとるための光学太陽光反射板が含まれていた。電力は、共通圧力容器、23アンペア時のニッケル水素電池に蓄えられ、容器は11個あり、容器ごとに2つのセルがあった。^[29]

宇宙船の搭載コンピュータシステムは、コアな航空電子機器を1つのボックスに統合したデバイスである統合電子モジュール（IEM）に収められていた。このコンピュータは、耐放射線性の IBM RAD6000 2台、25 メガヘルツのメインプロセッサ、10MHzの障害保護プロセッサを備えていた。冗長性のために、宇宙船は同一のIEMを2台搭載していた。データストレージ用に、宇宙船はそれぞれ最大1ギガバイトを保存できるソリッドステートレコーダーを2台搭載していた。IBM RAD6000メインプロセッサは、メッセンジャーの機器からデータを収集、圧縮、保存し、後で地球で再生できるようにした。^[29]

メッセンジャーは、 SciBoxと呼ばれるソフトウェアスイートを使用して軌道と機器をシミュレートし、「ミッションからの科学的成果を最大化し、機器観測間の競合を最小限に抑える複雑なプロセスを演出し、同時に、指向、データダウンリンク速度、搭載データストレージ容量に関するすべての宇宙船の制約を満たす」ことを目指しました。^[33]

2台のCCDカメラ、狭角カメラ（NAC）と広角カメラ（WAC）が回転台に取り付けられていました。カメラシステムは、250メートル/ピクセル（820フィート/ピクセル）の解像度で水星の表面の完全な地図と、20〜50メートル/ピクセル（66〜164フィート/ピクセル）の地質学的に興味深い地域の画像を提供しました。カラー画像は、広角カメラに取り付けられた狭帯域フィルターホイールでのみ可能でした。^{[34] [35]}

目的: ^[34]

• フライバイフェーズ:
  • 約 500 メートル/ピクセル (1,600 フィート/ピクセル) でほぼ地球規模のカバレッジを取得します。
  • 約 2 キロメートル/ピクセル (1.2 マイル/ピクセル) でのマルチスペクトルマッピング。
• 軌道位相:
  • 中程度の太陽入射角(55°～75°) および 250 メートル/ピクセル (820 フィート/ピクセル) 以上のサンプリング解像度での天底を模したモノクロのグローバルフォトモザイク。
  • グローバルステレオ マッピング用の天底のようなモザイクを補完する、25° オフ天底モザイク。
  • フライバイ中に開始されたマルチスペクトル マッピングが完了しました。
  • 主要な地質単位と構造を代表する特徴を横切る高解像度（20～50 メートル/ピクセル（66～164 フィート/ピクセル））の画像ストリップ。

主任研究者: スコット・マーチー / ジョンズ・ホプキンス大学

水星の表面から放出されるガンマ線を測定し、特定の元素（酸素、ケイ素、硫黄、鉄、水素、カリウム、トリウム、ウラン）を10cmの深さまで検出して惑星の組成を決定した。^{[37] [38]}

目的: ^[37]

• 主要元素の表面存在比を提供します。
• Fe、Si、K の表面存在比を提供し、K 存在比からアルカリ枯渇を推測し、極における H (水氷) と S (存在する場合) の存在限界を提供します。
• 可能な場合は表面元素の存在量をマップし、そうでない場合は表面平均の存在量を提供するか、上限を設定します。

主任研究者: ウィリアム・ボイントン / アリゾナ大学

宇宙線と鉱物の衝突によって生じる低エネルギー中性子を検出することで、深さ40cmまでの水素鉱物の組成を決定した。^{[37] [38]}

目的: ^[37]

• 水星の北半球の大部分における水素の存在量を確立し、地図化します。
• 北極付近の永久的に日陰になっているクレーター内およびその付近に水氷が存在する可能性を調査します。
• GRS で測定されたガンマ線強度を元素の存在量の観点から解釈するのに役立つ二次証拠を提供します。
• 太陽風が表面物質に水素を注入できる磁気圏の北カスプと南カスプの基部にある表面領域の概略を示します。

主任研究者: ウィリアム・ボイントン / アリゾナ大学

1～ 10keVの範囲でマグネシウム、アルミニウム、硫黄、カルシウム、チタン、鉄 からのX線 スペクトル線を検出することにより、水星の表面上部1ミリメートル以内の鉱物組成をマッピングしました。^{[39] [40]}

目的: ^[39]

• 水星の形成の歴史を明らかにする
• 入射する太陽放射によって誘発されるX線放射を測定することにより、表面元素の組成を特徴付けます。

主任研究者: ジョージ・ホー / APL

水星の周りの磁場を詳細に測定し、磁場の強度と平均位置を決定した。^{[41] [42]}

目的: ^[41]

• 水星の磁場の構造と太陽風との相互作用を調査します。
• 磁気圏磁場の形状と時間変動を特徴づけます。
• 磁気圏との波動粒子相互作用を検出します。
• 地球の磁気圏内のサブストームに類似する可能性のある現象を含む、磁気圏尾部のダイナミクスを観測します。
• 磁気圏界面の構造とダイナミクスを特徴づける。
• 惑星と磁気圏を結ぶ沿磁力線電流を特徴づけます。

主任研究者: マリオ・アクーニャ / NASA ゴダード宇宙飛行センター

赤外線レーザーの光が表面で反射する様子を検出することで、水星表面の地形の高さに関する詳細な情報を提供した。^{[43] [44]}

目的: ^[43]

• 北半球高緯度地域の高精度地形図を提供します。
• 北半球中低緯度における長波長の地形的特徴を測定します。
• 北半球の主要な地質学的特徴にわたる地形プロファイルを決定します。
• 大規模な地形的特徴の動きを時間の関数として追跡することにより、惑星の強制的な物理的振動を検出し、定量化します。
• MLA 動作波長 1,064 ナノメートルで水星の表面反射率を測定します。

主任研究者: デビッド・スミス / GSFC

紫外線の放射を測定することで水星を取り巻く希薄な大気の特性を決定し、赤外線の反射率を測定することで表面の鉄とチタンの鉱物の存在を確認した。 ^{[45] [46]}

目的: ^[45]

• 外気圏の構成、構造、および時間的挙動を特徴付けます。
• 外気圏を生成し維持するプロセスを調査します。
• 外気圏と表面の組成の関係を決定します。
• 揮発性物質の極地堆積物を探し、これらの堆積物の蓄積が外気圏プロセスとどのように関連しているかを判断します。

主任研究者: ウィリアム・マクリントック / コロラド大学^[47]

高エネルギー粒子分光計（EPS）を用いて水星の周りの磁気圏内の荷電粒子を、また高速イメージングプラズマ分光計（FIPS）を用いて表面から来る荷電粒子を測定した。 ^{[48] [49]}

目的: ^[48]

• 惑星の磁場の構造を決定します。
• 外気圏中性粒子と加速された磁気圏イオンを特徴づけます。
• 水星の極におけるレーダー反射物質の組成を決定します。
• 地殻/大気/環境界面の電気的特性を決定します。
• 水星の磁気圏のダイナミクスの特性と、外部要因および内部条件との関係を決定します。
• 巡航中および水星付近の惑星間プラズマ特性を測定します。

主任研究者: バリー・モーク / APL

探査機の位置情報を利用して水星の重力と惑星核の状態を測定した。^{[50] [51]}

目的: ^[51]

• ミッションの巡航段階と軌道段階の両方で宇宙船の位置を決定します。
• 水星からの重力摂動を観測して、水星内部の密度の空間的変化を調査し、水星の重力の時間変動成分を観測して、水星の秤動の振幅を定量化します。
• MLA を使用して適切な高度マッピングを決定するために、 MESSENGER宇宙船から水星の表面までの範囲の正確な測定値を提供します。

主任研究者: デビッド・スミス / NASA ゴダード宇宙飛行センター

• 宇宙船の画像
• 
  MESSENGERの図。
• 
  APL技術者によるMESSENGERのソーラーパネルの組み立て。
• 
  技術者は、MESSENGER を危険物処理施設に移送する準備をしています。
• 
  PAMをMESSENGERに取り付けたところ。この写真ではセラミッククロスのサンシェードが目立っています。
• 
  スーツを着た作業員が、メッセンジャーに積み込まれるヒドラジン燃料の供給を確認しています。

メッセンジャー探査機は、2004年8月3日6時15分56秒（UTC）にNASAによってフロリダ州ケープカナベラル空軍基地のスペース・ローンチ・コンプレックス17BからデルタII 7925ロケットで打ち上げられた。完全燃焼シーケンスは57分間続き、探査機は最終速度10.68 km/s（6.64マイル/s）で太陽中心軌道に投入され、2011年3月18日に軌道投入されるまでの6年7か月16日をかけて79億キロメートル（49億マイル）の軌道に乗せられた。^[29]

水星への旅と軌道投入には、水星の軌道が太陽の重力井戸の奥深くにあるため、極めて大きな速度変化（デルタvを参照）が必要である。地球から水星への直線コースでは、宇宙船は太陽に向かって落下するにつれて常に加速し、過剰な燃料消費なしには軌道に到達できないほどの高速度で水星に到着する。金星や火星など大気圏を持つ惑星の場合、宇宙船は大気との摩擦を利用して軌道投入（エアロキャプチャ）することにより、到着時の燃料消費を最小限に抑えるか、ロケットエンジンを短時間点火して軌道投入し、その後エアロブレーキングにより軌道を減速することができる。しかし、水星の薄い大気はこれらの操作を行うには薄すぎる。その代わりに、メッセンジャーは地球、金星、水星で広範囲に重力アシスト操作を行って水星に対する相対速度を下げ、次に大型ロケットエンジンを使用して惑星の周りの楕円軌道に投入した。複数回のフライバイ処理により、宇宙船の速度を落とすために必要な推進剤の量が大幅に削減されましたが、その代償として、旅程が何年も延長され、総距離は 79 億キロメートル (49 億マイル) になりました。

水星に向かう途中で計画されていた数回のスラスタ噴射は不要だった。なぜなら、これらの微調整はメッセンジャーの太陽電池パネルに作用する太陽放射圧を利用して行われたからである。^[58]必要な推進剤の量をさらに最小限に抑えるために、宇宙船の軌道投入は水星の周りの非常に楕円形の軌道を目標とした。

軌道を長くしたことには、他に2つの利点があった。水星の熱い表面と太陽の間にいた後に探査機を冷やす時間を与えてくれたこと、また、探査機が様々な距離から太陽風と惑星の磁場の影響を測定でき、同時に表面と外気圏のクローズアップ測定と写真撮影も可能だったことである。探査機は当初、2004年5月11日から始まる12日間の期間内に打ち上げられる予定だった。2004年3月26日、NASAは探査機のさらなるテストを可能にするために、打ち上げを2004年7月30日から始まる15日間の期間後に移すと発表した。^[59]この変更により、ミッションの軌道は大幅に変更され、水星到着は2年遅れることとなった。当初の計画では、金星を3回フライバイし、2009年に水星周回軌道投入が予定されていた。軌道は変更され、2011年3月18日の軌道投入前に、地球を1回フライバイし、金星を2回フライバイし、水星を3回フライバイすることになった。 ^[60]

• 
  メッセンジャーを搭載したデルタ II ロケットの分解図
• 
  デルタ II ロケットによるMESSENGERの打ち上げ。
• 
  2004年8月3日から2015年5月1日までのメッセンジャーの軌道のアニメーション
     メッセンジャー  ·   地球 ・   水星  ·   金星
• 
  メッセンジャー探査機の惑星間軌道。

メッセンジャーは打ち上げから1年後の2005年8月2日に地球フライバイを実施し、19:13 UTCにモンゴル中央部上空の高度2,347キロメートル（1,458法定マイル）で最接近した。2005年12月12日、大型スラスタの524秒間の噴射（ディープスペースマヌーバまたはDSM-1）により、金星フライバイの軌道が316メートル/秒調整された。^[61]

地球フライバイ中、メッセンジャーチームはMDISを使用して地球と月を撮影し、大気と表面の組成を観測し、磁気圏をテストする他のいくつかの機器の状態を確認し、テストされたすべての機器が期待どおりに動作していることを確認しました。この較正期間は、宇宙船が水星の周回軌道に入ったときにデータの正確な解釈を確実にすることを目的としていました。ミッションのこのような早い段階で機器が正しく機能することを確認することで、複数の小さなエラーに対処する機会が得られました。^[62]

地球フライバイはフライバイ異常を調査するために使用され、いくつかの宇宙船の軌道が予測とわずかに異なることが観測された。しかし、メッセンジャーのフライバイでは異常は観測されなかった。^[63]

• 
  メッセンジャーが地球をフライバイした際の地球の眺め。
• 
  メッセンジャーが地球をフライバイした際の地球の眺め。
• 
  メッセンジャーが1億8300万キロメートルの距離から撮影した地球と月（左下） 。
• 2005 年 8 月 3 日に撮影された地球フライバイ シーケンス (フルサイズ ビデオ)。

2006年10月24日、UTC 08:34に、メッセンジャーは高度2,992キロメートル（1,859マイル）で金星に遭遇した。遭遇中、メッセンジャーは金星の後ろを通過し、外合に入った。この期間は地球が太陽系のちょうど反対側にあり、太陽が無線通信を妨げる期間であった。このため、フライバイ中は科学的観測は行われなかった。探査機との通信は11月下旬に再開され、12月12日に深宇宙操作が行われ、2回目のフライバイで金星に遭遇するための軌道が修正された。^[64]

2007年6月5日23:08 UTC、メッセンジャーは高度338 km (210 mi)で金星への2回目のフライバイを行い、ミッション中最大の速度低下を達成した。この接近飛行中、すべての機器が金星の観測とその後の水星接近飛行の準備に使用された。接近飛行により、金星上層大気の可視および近赤外線画像データが得られた。上層大気の紫外線およびX線分光測定も記録され、組成を特徴づけた。接近飛行中は欧州宇宙機関のビーナス・エクスプレスも周回しており、惑星の粒子と場の特性を同時に測定する初の機会となった。^[65]

• 
  2006 年にメッセンジャーが初めて金星を通過した際に撮影された金星。
• 
  2007 年にメッセンジャーが2 度目に金星をフライバイした際に撮影された金星。
• 
  メッセンジャーが金星を2度目にフライバイした際の、より詳細な画像。
• 
  メッセンジャーが惑星の2回目のフライバイ後に出発する際の一連の画像。

メッセンジャーは2008年1月14日に水星のフライバイを行い（19:04:39 UTCに水星表面から200 kmに最接近）、続いて2008年10月6日に2回目のフライバイを行った。 ^[11] メッセンジャーは2009年9月29日に最後のフライバイを実行し、探査機の速度をさらに落とした。^{[12] [13]}最後のフライバイの最接近中に、探査機はセーフモードに入った。これは後の軌道投入に必要な軌道には影響しなかったが、フライバイの往路で計画されていた科学データと画像が失われた。探査機は約7時間後に完全に回復した。^[66]最後の深宇宙操作であるDSM-5は、2009年11月24日22時45分UTCに実行され、2011年3月18日に予定されている水星軌道投入に必要な0.177キロメートル/秒（0.110マイル/秒）の速度変化を実現し、軌道投入ミッションの始まりとなった。^[67]

• 
  メッセンジャーが取得した水星の初の高解像度カラー広角カメラ画像。
• 
  最初のフライバイの後半の水星。これまで知られていなかった多くの特徴が見られる。
• 
  2008 年 10 月の 2 回目のフライバイからの眺め。中央付近にカイパークレーターが見える。
• 
  メッセンジャーが土星の 3 回目のフライバイ中に撮影したボレアリス平原の滑らかな平原。
• 
  これまで見えなかった地球の側面の一部を撮影した画像。
• 
  水星の溶岩で満たされたクレーターと広大な滑らかな火山平原。
• 
  3 回目のフライバイから眺めたラフマニノフクレーター

探査機を水星の軌道に投入するためのスラスタ操作は、2011年3月18日00:45 UTCに開始された。0.9 km/s (0.5 mi/sec) のブレーキ操作は約15分間続き、探査機が水星の軌道上にあることが3月18日01:10 UTC (3月17日午後9時10分、EDT) に確認された。^[57]ミッション主任エンジニアのエリック・フィネガンは、探査機がほぼ完璧な軌道に到達したと示唆した。^[68]

メッセンジャーの軌道は高度に楕円形で、水星の表面から200キロメートル（120マイル）以内、そして12時間ごとに15,000キロメートル（9,300マイル）離れる。この軌道は、水星の熱い表面から放射される熱から探査機を守るために選ばれた。各軌道のほんの一部だけが低高度にあり、探査機は惑星の熱い側からの放射熱にさらされた。^[69]

• 
  2011年3 月 15 日から 2014 年 12 月 30 日までの水星周回軌道を示すアニメーション
     メッセンジャー ·   水銀
• 
  チャールズ・ボールデン氏とその同僚たちは、メッセンジャー探査機からの知らせを待っている。
• 
  チャールズ・ボールデンは、軌道投入の成功を受けてエリック・フィネガンに祝福の言葉を述べた。
• 
  2011 年 3 月 29 日にメッセンジャーによって撮影された、水星軌道からの初の写真。
• 
  メッセンジャーの軌道投入経路を示す簡略化された図。

メッセンジャーが軌道投入された後、18日間の試運転段階が行われた。監督職員は宇宙船の科学機器の電源を入れ、試験を行い、損傷なく旅を完了したことを確認した。^[70]試運転段階では、「水星の厳しい環境にもかかわらず、宇宙船とペイロードがすべて正常に動作していることが実証された。」^[33]

主ミッションは計画通り2011年4月4日に開始され、メッセンジャーは12時間ごとに水星を周回し、その期間は地球の12か月間、水星の2太陽日に相当する予定であった。 ^[33]当時ワシントンのカーネギー研究所に所属していた主任研究員ショーン・ソロモンは次のように述べた。「今日、ミッションの主な科学フェーズが始まり、私たちはほぼ継続的に観測を行い、最も内側の惑星を初めて地球規模で観察できるようになります。さらに、太陽活動が着実に増加するにつれて、私たちは太陽系で最もダイナミックな磁気圏-大気システムを最前列で観察することになります。」^[33]

2011年10月5日、メッセンジャーが水星の軌道上で最初の6か月間に得た科学的成果が、フランスのナントで開催された欧州惑星科学会議で一連の論文として発表された。^[20]発表された発見の中には、水星の夜側でマグネシウムとカルシウムの濃度が予想外に高いことや、水星の磁場が惑星の中心からはるかに北にずれているという事実などがあった。^[20]

• 
  MESSENGERからの画像、中央にウォーホルがいる水星のモノクローム画像。
• 
  スティーブンソンクレーター。その中心には2 つの直交する二次 クレーター列が走っています。
• 
  水星の南極投影。
• 
  水星の南極付近の尾根のクローズアップ写真。
• 
  メッセンジャーが撮影した水星の画像には、これまで検出されていなかった断層崖が写っている。断層崖は階段に似た崖状の地形で、科学者らはこれが地質学的に新しいと考えているほど小さい。これは水星がまだ収縮していること、そして地球が太陽系で地殻変動的に活動的な唯一の惑星ではないことを示している。

2011年11月、NASAはメッセンジャーのミッションを1年間延長し、探査機が2012年の太陽活動極大期を観測できるようにすると発表した。^[1]延長されたミッションは2012年3月17日に始まり、2013年3月17日まで続いた。2012年4月16日から20日の間に、メッセンジャーは一連のスラスタ操作を実行し、水星のさらなるスキャンを行うために8時間の軌道に乗せた。^[71]

2012年11月、NASAはメッセンジャーが水星の北極の永久影のクレーターに水の氷と有機化合物の両方が存在する可能性を発見したと報告した。 ^{[21] [72] [73] 2013年2月、NASAは}メッセンジャーが撮影した何千もの画像から作成した、これまでで最も詳細で正確な水星の3Dマップを公開した。^{[74] [75]} メッセンジャーは2013年3月17日に最初の延長ミッションを完了し、^[2] 2回目は2015年4月まで続いた。^[19] 2013年11月、メッセンジャーはエンケ彗星（2P/Encke）とアイソン彗星（C/2012 S1）を撮影した多数の宇宙資産の1つであった。 ^{[76] [77] [78]} 2015年初頭に軌道が衰え始めると、メッセンジャーは水星の北極にある氷で満たされたクレーターやその他の地形の非常に詳細なクローズアップ写真を撮ることができました。^[79] ミッションが完了した後、電波測距データのレビューにより、太陽からの質量損失率の最初の測定値が得られました。^[80]

• 
  北極地域の最高気温を示す擬似カラーマップ。
• 
  アポロドーロスクレーター。そこからパンテオン・フォッサが放射状に広がっています。
• 
  地球の南半球を横切るクレーター光線。
• 
  ショレム・アレイヘムクレーターの壁の空洞。^{[81] [82]}
• 
  カロリス盆地の透視図– 高所 (赤)、低所 (青)。

2008年7月3日、メッセンジャーチームは、探査機が水星の外気圏に大量の水を発見したと発表したが、これは予想外の発見であった。^[83]ミッションの後半では、メッセンジャーは水星表面の過去の火山活動の視覚的証拠や^{[84]液体の鉄の}惑星核の証拠も提供した。^[83]探査機は、これまでで最も詳細で正確な水星の地図を作成し、さらに北極近くの永久影のクレーター内に炭素を含む有機化合物と水氷を発見した。 ^[85]

• 
  重力異常によって検出された質量集中（赤、中央はカロリス盆地、右はソブコウ平原）は、地下構造と進化の証拠を提供します。
• 
  MLA データによる北半球の地形は、10 km の垂直範囲 (高 (赤)、低 (紫)) を示しています。
• 
  水星表面のMASCSスペクトルスキャン。
• 
  水星の北極地域の永久的に影になっているクレーター内の水氷（黄色）

2011年2月18日、太陽系のポートレートがメッセンジャーのウェブサイトで公開されました。モザイクには、2010年11月にMDIS機器によって取得された34枚の画像が含まれていました。太陽から非常に遠いため、天王星と海王星を除くすべての惑星が見えました。メッセンジャーの「家族ポートレート」は、 1990年2月14日にボイジャー1号によって太陽系外から取得されたボイジャーの家族ポートレートを補完することを意図していました。 ^[86]

2014年10月8日9:18 UTCから10:18 UTCまで、メッセンジャーは皆既月食の際、2分間隔で地球と月を31枚の画像で撮影した。月食の際、メッセンジャーは地球から1億700万キロメートル（6600万マイル）離れた場所にいた。NACの視野では、地球の幅は約5ピクセル、月の幅は1ピクセル強で、両者の距離は約40ピクセルだった。画像は2倍に拡大され、月の明るさは月が消える様子をより鮮明に示すために約25倍に増加されている。これは、地球の月が他の惑星から観測された史上初の月食観測となった。^{[87] [17]}

メッセンジャーは、コース調整用の燃料を使い果たし た後、 2014年後半に軌道減衰の最終段階に入った。探査機の運用は、燃料タンクの加圧に使用されていた残りのヘリウムガスを反応物質として利用することで数週間延長された。^[88]メッセンジャーは、減衰期間中も水星の調査を続けた。^[3]探査機は、2015年4月30日午後3時26分（米国東部夏時間、グリニッジ標準時19時26分）、時速14,080キロメートル（時速8,750マイル）の速度で水星の表面に衝突し、おそらく惑星の表面に幅約16メートル（52フィート）のクレーターを形成した。 ^{[18] [89]探査機は、}ヤナーチェク・クレーター近くの水星平原の北緯54.4度、西経149.9度に衝突したと推定されている。^[90]墜落は当時地球からは見えない場所で発生したため、いかなる観測者や機器にも検知されなかった。NASAは、 NASAの深宇宙ネットワークが探査機が水星の後ろから再び現れたことを検出しなかったため、東部夏時間午後3時40分（グリニッジ標準時午後3時40分）にメッセンジャーミッションの終了を確認した。^{[89] [91]}

• JHUAPL ホームページ –ジョンズ ホプキンス大学応用物理学研究所の公式サイト
• メッセンジャーミッションページは、2020年12月13日にWayback Machineにアーカイブされました。NASAのウェブサイトにあるミッションに関する公式情報です。
• NASA太陽系探査ミッション「メッセンジャー」のミッション概要
• 水星フライバイ 1 可視化ツールと水星フライバイ 1 実測値 – 水星のシミュレーション画像とフライバイ 1 中にメッセンジャーが実際に取得した画像の比較
• 水星フライバイ 2 可視化ツールと水星フライバイ 2 実測値 – 水星のシミュレーション画像とフライバイ 2 中にメッセンジャーが実際に取得した画像の比較
• MESSENGER 画像ギャラリー
• NSSDC マスターカタログエントリ
• メッセンジャーが地球を離れる際のビデオ
• マリナー10号とメッセンジャーの両方が収集した水星データ
• NASA 太陽系 2015-04-27 水星のメッセンジャー ミッションの画像