Europa se izbucnește la Mercur - Ce să știți despre misiunea BepiColombo

Agenția Spațială Europeană (ESA) și-a lansat misiunea BepiColombo pe planeta Mercur din portul său spațial din apropierea ecuatorului din Kourou, Guyana Franceză, pe 20 octombrie. Implicarea mea în misiune înseamnă că voi urma cu nerabdare călătoria, o serie de manevre dificile, culminând cu abordarea finală a lui Mercur în 2025.

Misiunea vine la 25 de ani după ce un grup de oameni de știință a propus pentru prima dată ESA că ar trebui să trimită o probă lui Mercur și la 18 ani după ce ESA a aprobat proiectul ca o misiune "de piatră de temelie". Aceasta este categoria misiunilor excelente din punct de vedere științific, de clasă mondială, care necesită o dezvoltare tehnologică semnificativă. Misiunile anterioare ale ESA includ cometa Rosetta și observatorul LISA Pathfinder gravitațional.

Dar de ce Mercur? Este o planetă încurcată. NASA's MESSENGER orbiter (2011-2015) a dezvăluit numeroase motive pentru care oamenii de știință sunt dornici să afle mai multe despre el. Acestea includ nucleul anormal de mare al planetei - nu știm de ce este încă topit și capabil să genereze un câmp magnetic, spre deosebire de cel al planetei Marte sau Venus. Un alt mister este abundența substanțelor volatile (în mare parte neidentificate) la suprafață. Acestea nu ar fi trebuit să fie încorporate într-o planetă care s-a format atât de aproape de soare ca acum Mercur.

Știința rachetelor

Cursul inițial al lui BepiColombo, după trei zile de orbire a Pământului pentru verificări, va fi o orbită eliptică în jurul soarelui. Acest lucru va începe prin a lua în interiorul orbitei Pământului. Dar, la începutul anului 2019, va trece peste el în cea mai mare parte a anului. Se va muta apoi înapoi înainte de a ajunge foarte aproape de Pământ în aprilie 2020.

În acel moment, aceasta va face o "acomodare gravitațională" - folosind gravitația Pământului pentru a se învârti spre interior spre Venus. Va exista, de asemenea, un avion de luptă a lui Venus când va ajunge acolo în 2020, urmat de încă un altul în 2021 pentru al trimite spre Mercur. Apoi, va exista o serie de șase flyby-uri asemănătoare ale lui Mercur în 2021-2025, necesare pentru a se asigura că nava spațială se încheie în final cu ținta la viteză suficient de lentă pentru a fi capturată pe orbită în jurul ei în decembrie 2025.

Fiecare zbor, prezentat în animația de mai sus, trebuie executat perfect. Lucrurile ar putea merge prost, mai ales în timpul lansării, dar am încredere amplă în abilitățile echipei de control al zborului din ESA la Darmstadt, Germania.

Navele spațiale stivuite

Misiunea, numită în memoria lui Giuseppe (Bepi) Colombo, care a propus pentru prima dată planuri de asistență gravitațională pentru nave spațiale, este un joint-venture între ESA și omologul său japonez JAXA.

Nava spatiala stivuita are doua orbite. ESA este o unitate de 2 metri lungime, masindu-se mai mult de o tonă, denumită Mercury Planetary Orbiter, MPO. Bănuiesc că după ce a început să orbiteze pe Mercur, va moșteni numele lui BepiColombo, sau poate doar Bepi. Orbiterul japonez este mai mic, iar masa acestuia este de aproximativ un sfert din orbita ESA. Inițial, numit Mercury Magnetospheric Orbiter, MMO, în iunie a fost acordat numele Mio, care în japoneză poartă conotații de navigare sigură. În timpul croazierei către Mercur, Mio va fi adăpostit în interiorul unui ecran solar și atașat de o parte a orbitei europene.

Pe cealaltă parte a orbitei se află modulul de transfer de mercur, MTM. Aceasta este operată de ESA și oferă propulsia de a duce navele spațiale până la orbita lor de Mercur. Are o "aripă" de panouri solare de 7,5 metri, a cărei sarcină este să transforme soarele în electricitate pentru a-și propulsa "transmisia ionică". Acesta este un dispozitiv de propulsie care creează forța prin accelerarea gazului xenon încărcat pozitiv îndepărtându-i atomii de electroni). Această tehnică poate oferi mult mai multă forță pe masă de combustibil decât rachetele chimice convenționale.

Gravitatea enormă a soarelui înseamnă că este nevoie de mai multă energie pentru a ajunge într-o orbită stabilă față de Mercur decât ar fi nevoie pentru a trimite aceeași navă spațială la Pluto mult mai îndepărtat. Din acest motiv, transmisia ionică va fi operată la intervale de aproximativ jumătate din durata de croazieră, în principal pentru a încetini nava spațiale în jos.

Din păcate, configurația stivuită a navei spațiale combinate împiedică capacitatea sa de a face știință în timpul zborurilor planetare. Unele date științifice vor fi colectate, dar cele mai bune imagini pe care le vom obține în timpul zborurilor vor fi de la camioanele montate pe MTM.

Sosind la Mercur

La sosirea la Mercury la sfârșitul lunii decembrie 2025, modulul de transfer va fi detașat. Mio, care se rotește la 15 rotații pe minut pentru stabilitate, va fi apoi eliberat într-o orbită puternic eliptică despre Mercur. De îndată ce se întâmplă acest lucru, JAXA va prelua operațiunile Mio și va călăuzi prin sarcinile sale, studiind câmpul magnetic al planetei și mediul spațial asociat.

ESA-ul va face apoi jettisonul de la soare, ultimul său impediment, și va folosi propria propulsie chimică pentru a obține o orbită mai aproape, circulară, despre Mercur. De acolo va studia suprafața planetei folosind o gamă de camere și alte instrumente. Aceasta ar trebui să evidențieze compoziția și istoricul geologic cu mult mai multe detalii decât MESSENGER-ul mai mic și mai puțin complex. Orbiterul va purta, de asemenea, un magnetometru, astfel încât atât Mio, cât și Mio vor putea să raporteze simultan două condiții magnetice - o primă importanță pentru o misiune spațială care ar trebui să ne învețe despre viteza cu care tulburările se deplasează prin câmpul magnetic al planetei.

Este interesant să credem că BebiColombo ne poate transforma cunoștințele despre Mercur în doar câțiva ani. În timp ce așteptați, din 23 octombrie, veți putea să ascultați o muzică frumoasă și evocatoare pe care a inspirat-o planeta în cadrul proiectului Planets 2018. Acesta a fost creat pentru a comemora centenarul sufletului de planete al lui Gustav Holst cu muzica inspirata de stiinta planetelor.

Acest articol a fost publicat inițial în The Conversation de David Rothery. Citiți articolul original aici.