Europa odlazi u Merkur - što znati o misiji BepiColombo

Europska svemirska agencija (ESA) pokrenula je svoju misiju BepiColombo na planetu Merkur iz svemirske luke blizu ekvatora u Kourouu, Francuska Gvajana, 20. listopada. Moje sudjelovanje u misiji znači da ću zabrinuto pratiti putovanje koje nosi letjelica Izašao je niz složenih manevara koji su kulminirali njegovim konačnim pristupom Mercuryu 2025. godine.

Misija dolazi 25 godina nakon što je skupina znanstvenika prvi put predložila ESA-i da bi trebala poslati sondu Mercuryu, a 18 godina nakon što je ESA odobrila projekt kao "kamen temeljac" misije. Ovo je kategorija vrhunskih znanstvenih misija svjetske klase kojima je potreban značajan razvoj novih tehnologija. Prethodne temeljne misije ESA-e uključuju misiju kometa Rosetta i opservatorij gravitacijskih valova LISA Pathfinder.

Ali zašto Merkur? To je zagonetan planet. NASA-in orbiter MESSENGER (2011.-2015.) Otkrio je mnogo razloga zašto znanstvenici žele naučiti više o tome. To uključuje nenormalno veliku jezgru planeta - ne znamo zašto je još uvijek rastaljena i sposobna generirati magnetsko polje, za razliku od Marsa ili Venere. Druga misterija je obilje (uglavnom neidentificiranih) hlapljivih tvari na njegovoj površini. To ne bi smjelo biti ugrađeno u planet koji je tako blizu Suncu kao što je Merkur sada.

Raketna znanost

Početni tečaj BepiColomba nakon tri dana u orbiti oko Zemlje za blagajne bit će eliptična orbita oko sunca. To će započeti uzimanjem unutar Zemljine orbite. No, početkom 2019. godine, prelazit će izvan nje većinu godine. Zatim će se vratiti unutra prije nego što dođe vrlo blizu Zemlje u travnju 2020.

U to vrijeme, on će proći kroz "gravitacijsku pomoć" - koristeći Zemljinu gravitaciju kako bi se okrenuo prema unutra prema Veneri. Tu će također biti gravitacijsko letenje Venere kada stigne tamo 2020. godine, nakon čega slijedi još jedan 2021. da ga pošalje u Merkur. Zatim će biti serija od šest sličnih letaka Merkura u 2021.-2025., Koji su bili potrebni kako bi se osiguralo da se letjelica na kraju zatvori na svojoj meti s dovoljno malom brzinom da bude uhvaćena u orbitu oko njega u prosincu 2025. godine.

Svako proletanje, prikazano u gornjoj animaciji, mora biti izvrsno izvedeno. Stvari bi mogle krenuti naopako, pogotovo za vrijeme lansiranja, ali imam dovoljno povjerenja u sposobnosti tima za kontrolu leta ESA-e u Darmstadtu, u Njemačkoj.

Složeni svemirski brod

Misija, koja se spominje u spomen na Giuseppea (Bepi) Colomba, koji je prvi predložio letjelice za letjelicu za letjelicu, je zajednički pothvat između ESA-e i njenog japanskog partnera JAXA.

Poslagana letjelica nosi dvije orbite. ESA je jedinica duga dva metra, masa veća od tone, koja se naziva Mercury planetarni orbiter, MPO. Sumnjam da će, nakon što počne kružiti oko Merkura, naslijediti ime BepiColombo, ili možda samo Bepi. Japanski orbiter je manji, a njegova masa je oko četvrtine orbite ESA-e. Izvorno nazvan Mercury Magnetospheric Orbiter, MMO, u lipnju je dobio ime Mio, koji na japanskom nosi konotacije sigurne plovidbe. Tijekom krstarenja do Merkura, Mio će biti smješten unutar suncobrana i pričvršćen na jednu stranu europskog orbitera.

S druge strane orbite je modul prijenosa žive, MTM. Njime upravlja ESA i osigurava pogon kojim se svemirski brod postavlja sve do njegove Merkurove orbite. Ima "krilo" od 7,5 metara dugih solarnih panela, čiji je zadatak pretvoriti sunčevu svjetlost u električnu energiju kako bi pokrenuo svoj "ionski pogon". To je pogon koji stvara potisak ubrzavanjem plinova ksenona koji je pozitivno napunjen (skidanje atoma elektrona). Ova tehnika može dati mnogo više potiska po masi goriva od konvencionalnih kemijskih raketa.

Ogromna gravitacija Sunca znači da je potrebno više energije za ulazak u stabilnu orbitu oko Merkura nego što bi bilo potrebno da se ista svemirska letjelica pošalje u daleko udaljeniji Pluton. Zbog toga će ionski pogon raditi u intervalima koji iznose oko polovice trajanja krstarenja, uglavnom radi usporavanja letjelica.

Nažalost, složena konfiguracija kombiniranog svemirskog broda ometa njezinu sposobnost da radi znanost tijekom planetarnih letenja. Prikupit će se neki znanstveni podaci, ali najbolje slike koje ćemo vjerojatno dobiti tijekom letenja bit će od kamera koje su montirane na MTM.

Dolazak u Merkur

Po dolasku u Mercury krajem prosinca 2025., modul za prijenos bit će odvojen. Mio, koji se okreće na 15 okretaja u minuti za stabilnost, tada će se osloboditi u jako eliptičnu orbitu oko Merkura. Čim se to dogodi, JAXA će preuzeti Mio operacije i voditi ga kroz svoje zadatke, proučavajući magnetsko polje planeta i pripadajuće svemirsko okruženje.

ESA-in orbiter će tada odbaciti sunčev štit, njegovu zadnju prepreku, i koristiti svoje kemijske potisnike kako bi postigao bližu, kružniju orbitu oko Merkura. Odatle će proučavati površinu planeta pomoću asortimana kamera i drugih instrumenata. To bi trebalo odrediti sastav i geološku povijest u mnogo boljim detaljima od manjeg i manje složenog MESSENGER-a. Orbiter će također nositi magnetometar tako da će i on i Mio moći istodobno izvijestiti o magnetskim uvjetima na dva mjesta - što je važno za duboku svemirsku misiju koja bi nas trebala naučiti o brzini kretanja poremećaja kroz magnetsko polje planeta.

Uzbudljivo je misliti da BebiColombo može preobraziti naše znanje o Merkuru za samo nekoliko godina. I dok čekate, od 23. listopada, moći ćete slušati neku lijepu, izazovnu glazbu koju je planet potaknuo kao dio projekta Planets 2018. t Ovo je bila postavljena kako bi obilježila stogodišnjicu Gustav Holstovog paketa Planeta s glazbom inspiriranom znanošću planeta.

Ovaj članak je izvorno objavljen na razgovoru Davida Rotheryja. Pročitajte izvorni članak ovdje.