Osiem lat zajęło misji BepiColombo, aby dotrzeć do celu i rozpocząć przygotowania do wejścia na orbitę Merkurego. Zanim dwa orbitery ruszą do wspólnych badań, czekają je jeszcze tysiące istotnych manewrów.
BepiColombo, będący wspólnym projektem Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA) i Japońskiej Agencji Eksploracji Kosmosu (JAXA), ma za zadanie być pierwszą misją, w której dwie sondy będą jednocześnie krążyć wokół Merkurego. Obecnie sondy są połączone, chociaż nie towarzyszy im już moduł, który dostarczał energię i napęd jonowy przez znaczną część podróży. ESA potwierdziła pomyślne odłączenie, oparte na sygnałach wysyłanych przez przestrzeń na dystansie około 200 milionów kilometrów. Telemetria wskazuje, że wszystko działa prawidłowo, a panele MPO efektywnie ładują akumulatory.
Ku Słońcu
Dostanie się do Merkurego oraz utrzymanie tam sond to dwa oddzielne wyzwania. W kierunku Słońca statek napotyka mniejsze opory, gdyż przyspiesza pod wpływem grawitacji, dlatego musi zarządzać tą energią, by dotrzeć do celu z niewielką prędkością w stosunku do samej planety. Energia ta może być oddawana podczas przelotów obok innych planet, co pozwala na korygowanie toru lotu bez zużywania paliwa. W tym celu wykorzystano dziewięć asyst grawitacyjnych: jedną przy Ziemi, dwie przy Wenus oraz sześć przy Merkurym. Według ESA, ogólny dystans przebytej trasy wynosi już około 9,9 miliarda kilometrów. Dla porównania, milion kilometrów silnika 1.9 TDI wydaje się być na tym tle wyjątkowo skromny.
Podczas podróży wystąpiły problemy, które wymusiły wydłużenie całego procesu. Pojawiły się trudności z dostępną mocą dla elektrycznego napędu modułu MTM. Inżynierowie zmienili więc trajektorię, aby misja mogła dotrzeć do celu mimo ograniczeń ciągu. Opóźnienie wyniosło rok, jednak udało się zachować możliwość realizacji programu: coś za coś. Po odłączeniu MTM-a korekty trajektorii lotu będą kontynuowane przez napęd chemiczny, a porzucony moduł pozostanie na orbicie wokół Słońca na zawsze, aż w końcu ulegnie zniszczeniu.
Dwie orbity i kilka miesięcy manewrów
Połączone orbitery planują wejście na orbitę polarną Merkurego 21 listopada 2026 roku. Mio zostanie uwolniony między 9 a 10 grudnia i będzie pozostawał na wydłużonej orbicie przelatującej nad biegunami. Następnie MPO odrzuci osłonę, która chroniła japońską sondę w trakcie podróży, i rozpocznie obniżanie swojej orbity. docelową uda się osiągnąć do 10 marca 2027 roku, a główne obserwacje obu sond zaplanowano na 6 kwietnia. Ponieważ są to daty odległe w czasie, program stanowi jedynie ramowy harmonogram, który może ulec zmianie.
Podział zadań między sondami pozwoli na obserwację Merkurego z dwóch różnych perspektyw, co stanowi nie lada gratkę dla badaczy. MPO skoncentruje się głównie na aspektach geologicznych, składzie powierzchni planety oraz budowie jej wnętrza, natomiast Mio zbada pole magnetyczne oraz oddziaływanie wiatru słonecznego, co w okolicach Merkurego stanowi doskonałą okazję. Planuje się również analizę egzosfery, która w tym rejonie jest szczególnie rozrzedzona. Jednoczesne pomiary w dwóch miejscach pozwolą na aktywne śledzenie zmian, co dostarczy badaczom cennych informacji o Merkurym.
Upał i przenikliwy chłód. To się nie wyklucza
Merkury jest królem ekstremalnych warunków. Na nasłonecznionej części temperatura może dochodzić do około 430°C, podczas gdy po stronie nocnej spada do około -180°C. Na orbitach bilans cieplny sond zależy od promieniowania słonecznego, nagrzanej planety oraz ciepła wydobywającego się z własnej elektroniki. Z tego powodu europejski orbiter wyposażono w specjalnie zaprojektowany radiator, który odprowadza ciepło z pokładu w przestrzeń kosmiczną. W Mio zastosowano również obracanie się wokół własnej osi, co ogranicza nierównomierne nagrzewanie kadłuba przez Słońce.
Mimo ekstremalnych temperatur, na Merkurym mogą znajdować się pokłady lodu w kraterach przy biegunach, na co wskazują wcześniejsze obserwacje prowadzone zarówno przez teleskopy naziemne, jak i kosmiczne. Istnieją partie planety, które pozostają stale zaciemnione i zimne, ponieważ nie dociera do nich bezpośrednie światło słoneczne. Wspólnie z MPO spróbujemy oszacować zawartość wody w tych obszarach oraz ustalić, jakie jest jej rozmieszczenie. Analiza składu tych złóż dostarczy nam wskazówek dotyczących pochodzenia wody na tej planecie.
Jądro z żelaza
Jądro Merkurego jest stosunkowo duże w porównaniu do rozmiaru całej planety. Dzięki tym obserwacjom naukowcy mają zamiar wyjaśnić, dlaczego tak jest. Merkury, obok Ziemi, jest jedyną skalistą planetą w Układzie Słonecznym, która posiada globalne i wyraźne pole magnetyczne. Dzięki tym pomiarom można wiele powiedzieć o wnętrzu zarówno Ziemi, jak i Merkurego.
Czytaj również: BepiColombo to europejska sonda, która bada planetę Merkury
Nie ograniczymy się jednak tylko do badań samej planety. Śledzenie ruchu sond posłuży także do testów ogólnej teorii względności Einsteina. Bliskie sąsiedztwo Słońca umożliwi nam zbadanie wpływu jego grawitacji na ruch statku i porównanie wyników z przewidywaniami teorii. Szykuje się więc niezwykle interesująca uczta naukowa.