Europejska i japońska misja BepiColombo wchodzi w decydującą fazę. Po niemal ośmiu latach od startu sonda pozbyła się modułu, który napędzał ją podczas podróży przez Układ Słoneczny. Teraz rozpoczyna się finałowa faza lotu w kierunku Merkurego.
To jeden z najbardziej wymagających celów, jakie można obrać dla sondy kosmicznej. Merkury znajduje się bardzo blisko Słońca, a dotarcie na jego orbitę wymaga precyzyjnego zarządzania energią, trajektorią i prędkością statku. BepiColombo jest już jednak na ostatniej prostej.
3 września około godziny 14:00 CEST doszło do kluczowego wydarzenia w misji. Od głównego zespołu statku oddzielił się Mercury Transfer Module (MTM) – moduł odpowiedzialny za dostarczanie energii i napędu podczas wieloletniej podróży.
Kontrolerzy misji najpierw odebrali wstępny sygnał dopplerowski potwierdzający, że separacja przebiegła prawidłowo. Około 15:52 CEST pojawiło się już potwierdzenie odebrania sygnałów ze statku. Jednocześnie panele słoneczne należącego do ESA Mercury Planetary Orbiter (MPO) rozpoczęły ładowanie akumulatorów.
To oznacza, że BepiColombo zakończył kolejny bardzo ważny etap swojej niezwykle długiej podróży.
Cel: wejście na orbitę Merkurego już w listopadzie
Najważniejszy moment nastąpi 21 listopada 2026 roku. Wtedy BepiColombo ma wejść na orbitę wokół Merkurego.
Nie będzie to jednak koniec operacji. Misja została zaprojektowana jako połączenie dwóch sond pochodzących z dwóch różnych agencji kosmicznych.
9 lub 10 grudnia ma dojść do uwolnienia japońskiego orbitera Mercury Magnetospheric Orbiter, znanego również jako Mio. Następnie, około tydzień później, europejski MPO rozpocznie przechodzenie na swoją docelową orbitę.
Planowana orbita MPO będzie miała wysokość około 480 × 1500 km nad powierzchnią Merkurego.
Jeżeli wszystko przebiegnie zgodnie z planem, faza badań naukowych rozpocznie się w kwietniu 2027 roku.
Dlaczego dotarcie do Merkurego jest tak trudne?
Podróż na Merkurego nie przypomina typowego lotu do Marsa czy innych planet.
Problemem jest przede wszystkim ogromna prędkość orbitalna, jaką statek uzyskuje w pobliżu Słońca. Aby wejść na orbitę Merkurego, sonda musi odpowiednio wyhamować i wielokrotnie korygować swoją trajektorię.
Dlatego BepiColombo nie poleciał po prostej. Od startu w 2018 roku wykorzystuje serię przelotów w pobliżu planet, aby stopniowo zmieniać swoją orbitę.
Sonda wykonała już sześć przelotów w pobliżu Merkurego, a wcześniej korzystała również z asyst grawitacyjnych Ziemi i Wenus.
To właśnie wieloletnia podróż i skomplikowana mechanika orbitalna sprawiają, że misja BepiColombo jest jednym z najbardziej wymagających przedsięwzięć planetarnych realizowanych obecnie przez europejskie i japońskie agencje kosmiczne.
Misja jest opóźniona o prawie rok
Pierwotne plany zakładały, że BepiColombo znajdzie się na orbicie Merkurego już w grudniu 2025 roku.
Termin ten został jednak przesunięty. Powodem były problemy z systemem Solar Electric Propulsion (SEP), czyli elektrycznym systemem napędowym wykorzystującym energię słoneczną.
Konieczne było przeprojektowanie trajektorii lotu, co wydłużyło podróż sondy.
Opóźnienie nie zmienia jednak podstawowego celu misji. BepiColombo ma dostarczyć naukowcom wyjątkowych danych dotyczących najmniejszej planety Układu Słonecznego.
Dwie sondy, jedna misja
BepiColombo jest również interesującym przykładem międzynarodowej współpracy kosmicznej.
Za europejską część misji odpowiada Europejska Agencja Kosmiczna (ESA), natomiast partnerem jest japońska JAXA.
ESA odpowiada między innymi za Mercury Planetary Orbiter oraz moduł transportowy MTM. JAXA stworzyła natomiast Mercury Magnetospheric Orbiter, czyli Mio.
Podczas podróży Mio jest dodatkowo chroniony specjalną osłoną przeciwsłoneczną dostarczoną przez ESA. Zostanie ona odrzucona po uwolnieniu japońskiego orbitera.
MPO będzie badał wnętrze i powierzchnię Merkurego
Europejski Mercury Planetary Orbiter jest większym z dwóch orbiterów.
Ma około 2,4 × 2,2 × 1,7 metra, a jego masa wynosi około 1230 kg, z czego 85 kg przypada na aparaturę naukową.
MPO został zaprojektowany jako statek stabilizowany w trzech osiach, który będzie kierował instrumenty w stronę powierzchni Merkurego.
Japoński Mio jest mniejszy. Ma około 1,8 metra średnicy, 1,1 metra wysokości i waży 255 kg. Około 45 kg stanowi wyposażenie naukowe.
W przeciwieństwie do MPO Mio będzie stabilizowany obrotowo. Orbiter ma obracać się z prędkością około 15 obrotów na minutę, a jego oś obrotu będzie ustawiona prostopadle do kierunku Słońca.
Naukowcy chcą zajrzeć pod powierzchnię Merkurego
BepiColombo ma odpowiedzieć na szereg pytań dotyczących jednej z najmniej poznanych planet Układu Słonecznego.
Jednym z najważniejszych celów jest zbadanie magnetosfery Merkurego i jej interakcji z wiatrem słonecznym. Naukowcy chcą również lepiej poznać ogromne żelazne jądro planety oraz ustalić, w jaki sposób powstało jej pole magnetyczne.
Merkury jest pod tym względem wyjątkowy. Mimo niewielkich rozmiarów posiada własne globalne pole magnetyczne, a jego jądro zajmuje niezwykle dużą część objętości planety.
Dane zebrane przez BepiColombo mogą więc pomóc nie tylko w poznaniu samego Merkurego, ale również w zrozumieniu procesów, które kształtują planety skaliste.
BepiColombo dopiero zaczyna najważniejszą część swojej misji
Po wejściu na orbitę Merkurego BepiColombo rozpocznie właściwą fazę naukową. Podstawowy program obserwacji ma potrwać jeden rok ziemski, co odpowiada około czterem latom merkuryjskim.
Jeżeli stan sond i jej instrumentów na to pozwoli, misja może zostać przedłużona o kolejny rok.
Po ośmiu latach podróży najtrudniejsza część lotu jest więc niemal zakończona. Teraz rozpoczyna się etap, na który naukowcy czekali od momentu startu BepiColombo w 2018 roku – szczegółowe badanie świata znajdującego się zaledwie kilkadziesiąt milionów kilometrów od Słońca.
Foto: ESA.