Misja BEPI-COLOMBO

logo BEPICele misji
  • pochodzenie i ewolucja planety bliskiej macierzystej gwieździe
  • Merkury jako planeta: kształt, wewnętrzna struktura, geologia, budowa i kratery
  • pochodzenie pola magnetycznego na Merkurym
  • szczątkowa atmosfera Merkurego (exosfera): skład chemiczny i dynamika zmian
  • magnetosfera: struktura i dynamika
  • potwierdzenie ogólnej teorii względności Einsteina

Krótko o projekcie

BepiColombo jest misją ESA, zaplanowaną w kooperacji z Japonią. Jej celem jest badanie Merkurego, planety znajdującej się najbliżej Słońca. Europejscy naukowcy uważają tę misję za jedno z największych wyzwań, głównie ze względu na bliskie położenie Merkurego w stosunku do Słońca. Stwarzało to duże trudności w przygotowaniu satelity i utrudnia prowadzenie obserwacji.
Nazwa misji BepiColombo pochodzi od nazwiska profesora Giuseppe (Bepi) Colombo (1920-1984) z Uniwersytetu w Padwie we Włoszech - genialnego matematyka i inżyniera o zadziwiającej wyobraźni. On pierwszy przedstawił teorię rezonansu, który powoduje trzykrotny obrót Merkurego wokół własnej osi w ciągu dwóch okrążeń planety wokół Słońca. On także zaproponował NASA, jak wykorzystać wspomaganie grawitacyjne Wenus w celu wyniesienia sondy Mariner 10 na orbitę słoneczną, tak by zbliżyć się do Merkurego trzy razy w latach 1974-5.
BepiColombo z dwoma orbiterami jest dużą i kosztowną misją, jedną z 'kamieni węgielnych' w ESA długoterminowym programie naukowym. Misja jest ogromnym, ale bardzo ciekawym przedsięwzięciem. Wszystkie dotychczasowe misje międzyplanetarne ESA były związane ze stosunkowo zimnym obszarem Układu Słonecznego. BepiColombo będzie pierwszą misją w rejon "gorący".

O Merkurym

Mercury Merkury jest małą planetą, niewiele większą od Księżyca. Ze wszystkich planet okrążających Słońce, jedynie Pluton jest mniejszy. Chociaż Merkury jest planetą znaną od czasów starożytności, wciąż pozostaje dla nas tajemnicą.
Powierzchnia Merkurego, pokryta licznymi kraterami i obszarami zastyglej lawy, przypomina powierzchnię Księżyca. Jednym z najbardziej interesujących obiektów jest Caloris Basin - olbrzymi krater zderzeniowy, któremu towarzyszy po przeciwnej stronie planety wyraźny teren górzysty. Naukowcy przypuszczają, że fala uderzeniowa po upadku meteorytu (?) mogła przemieścić się przez planetę i spowodować naruszenie skorupy po drugiej stronie.
Merkury okrąża Słońce co 88 dni (ziemskich), natomiast wokół własnej osi wykonuje obrót wolniej - co 59 dni. Oznacza to, iż obraca się dokładnie 3 razy w ciągu 2 okrążeń Słońca, właściwość ta określana jest mianem rezonansu orbitalnego 3:2. Wynika stąd, że co drugi swój rok Merkury jest zwrócony tą samą stroną w kierunku Słońca.

Aparatura naukowa

Misja składa się z dwóch satelitów, które bądą okrążać planetę. ESA zbudowała główny orbiter zwany MPO (Mercury Planetary Orbiter), natomiast Japońska Agencja Kosmiczna ISAS/JAXA dostarczyła MMO (Mercury Magnetospheric Orbiter).

MPO będzie badał powierzchnię i skład skorupy Merkurego. Na tym orbiterze znajdują się: dwie kamery o wysokiej rozdzielczości oraz zespół spektrometrów do obserwacji w pasmach od fal podczerwonych i ultrafioletowych do promieniowania X, gamma i neutronowego.
Uzyskane widma pozwolą określić minerały i pierwiastki znajdujące się na powierzchni, wykryć obecność wody lub lodu w skorupie, a także skład cienkiej atmosfery Merkurego. MPO zawiera również altimetr laserowy (wysokościomierz) do pomiarów morfologicznych na powierzchni, a także przyrządy radiometryczne do pomiarów rozkładu masy wewnątrz planety.

MMO będzie badał magnetosferę Merkurego, tzn. ten rejon wokół planety, gdzie istnieje pole magnetyczne. Będzie zawierał detektory pola magnetycznego oraz śledził oddziaływanie tego pola z wiatrem słonecznym.

Start w 2018

BEPICOLOMBO orbiter BepiColombo rozpoczął swą 7-letnią podróż w październiku 2018 roku. Został wystrzelony nocą czasu polskiego 19/20 października na rakiecie Ariane 5 z europejskiego kosmodromu w Gujanie Francuskiej, jego masa wynosiła 2300 kg. Sondy MPO i MMO misji BepiColombo wejdą na orbitę Merkurego w grudniu 2025 roku. Do tego czasu pozostaną połączone ze sobą i w takiej konfiguracji będą okrążać Słońce. Zbliżając się okresowo do Ziemi (jeden raz), Wenus (dwukrotnie) i samego Merkurego (sześciokrotnie) będą stopniowo wytracały prędkość i modyfikowały trajektorię lotu. Manewr ten - nazywany asystą grawitacyjną - został zastosowany po raz pierwszy w lotach planetarnych w roku 1974, w czasie misji sondy Mariner-10 do Merkurego.

Po przybyciu w rejon Merkurego, rozpoczną obserwacje przesyłając na Ziemię dane o najmniej poznanej dotychczas wewnętrznej planecie Układu Słonecznego. Nominalna temperatura pracy wszystkich przyrządów szacowana jest na 250°C. Praca na orbicie planowana jest na 365 dni od stycznia 2026 do stycznia 2027, z możliwością przedłużenia na następny rok do stycznia 2028.

Satelita będzie musiał przezwyciężyć siłę grawitacyjną przyciągania Słońca, która będzie rosła wraz ze zbliżaniem się w rejon Merkurego. Jest to sytuacja odwrotna niż w przypadku podróży w kierunku planet zewnętrznych, kiedy satelita doznaje przyśpieszenia wraz z oddalaniem się od Słońca. Aby wejść na orbitę Merkurego, BepiColombo wykorzysta pole grawitacyjne planety oraz włączy silnik rakietowy do korekcji lotu.

uaktualniono 9 stycznia 2019