Sonda BepiColombo zbliża się do Merkurego

Start japońsko-europejskiej misji BepiColombo – nazwanej tak na cześć włoskiego matematyka i inżyniera, Giuseppe (Bepi) Colombo – nastąpił 20 października 2018 roku z europejskiego kosmodromu w Gujanie Francuskiej.

Rakieta Ariane 5 wyniosła w kosmos trzy moduły: europejski Mercury Planetary Orbiter (MPO) do badania powierzchni Merkurego, japoński Mercury Magnetospheric Orbiter (MMO) do analizy magnetosfery tej planety oraz moduł transferowy MTM, który przez osiem lat był głównym układem napędowym misji, źródłem energii elektrycznej dla obu satelitów i platformą odpowiedzialną za dotarcie misji do Merkurego.

Dr inż. Zawistowski, zastępca dyrektora do spraw rozwoju technologii Centrum Badań Kosmicznych PAN, powiedział PAP, że po ośmiu latach od startu orbitery europejski i japoński w czwartek odłączą się od modułu transferowego, by wkrótce potem wejść na orbitę Merkurego.

„Zanim to nastąpi, sonda BepiColombo musi wyhamować na tyle, by zostać przechwycona przez pole grawitacyjne planety. Do tej pory BepiColombo poruszał się z ogromną prędkością względem Słońca, którą dzięki silnikom jonowym modułu transferowego i serii asyst grawitacyjnych udało się zmniejszyć do około 48 km/s, czyli niemal tyle, ile wynosi orbitalna prędkość Merkurego wokół Słońca. Ostateczne hamowanie podczas wejścia na orbitę planety zapewnią silniki chemiczne znajdujące się na pokładzie orbitera MPO” – wyjaśnił ekspert.

Podał kolejne etapy misji. „W listopadzie oba orbitery wspólnie wejdą na orbitę Merkurego, a następnie w grudniu rozłączą się. Tego samego miesiąca MMO znajdzie się na swojej finalnej orbicie, a europejski satelita ma dotrzeć na swoją w marcu 2027 r.” – opowiadał dr inż. Zawistowski.

Mercury Planetary Orbiter, wysłany przez Europejską Agencję Kosmiczną (ESA), będzie poruszał się po orbicie ekscentrycznej 480 x 1500 km. Ma badać tę planetę za pomocą 11 instrumentów, tworząc trójwymiarowe mapy, poszukując lodu i analizując skład skorupy. Będzie także badał strukturę wewnętrzną (by stwierdzić, czy jądro planety jest płynne czy stałe) i pole magnetyczne.

„Jednym z tych instrumentów jest spektrometr MERTIS działający w podczerwieni. Dostarczyła go Niemiecka Agencja Kosmiczna w ścisłej współpracy z CBK PAN. Jesteśmy odpowiedzialni za przygotowanie celownika wyznaczającego oś optyczną, wzdłuż której spektrometr będzie prowadził badania” – wyjaśnił rozmówca PAP.

MERTIS będzie prowadził m.in. badania mineralogiczne i bilansu cieplnego powierzchni Merkurego.

Należący do Japońskiej Agencji Kosmicznej MMO, na którego pokładzie są m.in. magnetometry, detektory cząstek naładowanych i odbiorniki radiowe, będzie krążył wokół najmniejszej planety Układu Słonecznego na orbicie silnie eliptycznej (590 x 11640 km), specjalnie dobranej z uwagi na badania magnetosfery Merkurego.

„Już teraz operatorzy z ośrodka Europejskiego Centrum Operacji Kosmicznych ESA (ESOC) w Niemczech i Centrum Badań Kosmosu Usuda (UDSC) w Japonii nawiązują łączność ze statkiem BepiColombo, a on „odpytuje” instrumenty na pokładzie. Jednak zasadnicze testy ich żywotności i funkcjonalności rozpoczną się w listopadzie podczas tzw. Commissioning Phase” – podkreślił wicedyrektor CBK PAN.

Zdaniem naukowcawysłanie misji badawczej na Merkurego to „niesłychanie trudny zabieg” i jedna z najbardziej zaawansowanych operacji, jakie kiedykolwiek przeprowadziła ESA. „Merkury, pierwsza planeta Układu Słonecznego, jest najbliżej naszej gwiazdy. Silne przyciąganie Słońca wymaga niezwykle precyzyjnej korekty orbity BepiColombo” – stwierdził.

Dodatkowym elementem utrudniającym misję są ekstremalne warunki panujące na Merkurym, m.in. temperatury wahające się od ok. -170 st. C po stronie nocnej do 430 st. C po stronie dziennej.

„Instrumenty muszą być więc tak zabezpieczone, żeby mogły przetrwać bardzo silne promieniowanie Słońca i skrajne obciążenia cieplne wynikające z różnicy temperatur. Testy prowadzone w ośrodku Europejskiego Centrum Badań i Technologii Kosmicznych (ESTEC) w Holandii w dużej mierze dotyczyły właśnie sprawdzenia odporności aparatury na ekstremalne nasłonecznienie oraz weryfikacji przepływu i odprowadzania ciepła w warunkach zbliżonych do tych panujących na Merkurym” – tłumaczył dr inż. Tomasz Zawistowski.

Dodał, że misja satelitów europejskiego i japońskiego ma potrwać rok lub więcej. Pierwsze oficjalne dane naukowe zaczną spływać na Ziemię w kwietniu przyszłego roku.

Odłączenie modułów naukowych BepiColombo od napędowego będzie można oglądać na żywo na profilach Europejskiej Agencji Kosmicznej – w YouTube (www.youtube.com/europeanspaceagency. Transmisja rozpocznie się 3 września o godz. 13.45 i zakończy o 16.45 czasu środkowoeuropejskiego. Rozłączenie zaplanowano na godz. 14.00, potem zespoły ESA i JAXA na Ziemi będą nasłuchiwać sygnału z sondy BepiColombo i sprawdzą, czy statek kosmiczny jest sprawny.