Japońsko-europejska misja BepiColombo, nazwana tak na część włoskiego matematyka i inżyniera Giuseppe "Bepiego" Colombo, wystartowała w 2018 roku z kosmodromu w Gujanie Francuskiej. W przestrzeni kosmicznej znalazły się trzy moduły: europejski Mercury Planetary Orbiter (MPO) przeznaczony do badania powierzchni Merkurego, japoński Mercury Magnetospheric Orbiter (MMO) służący do analizy magnetosfery tej planety oraz moduł transferowy MTM, który przez osiem lat był głównym układem napędowym misji, źródłem energii elektrycznej dla obu satelitów i platformą odpowiedzialną za dotarcie misji do Merkurego.
Sonda prawidłowo się odłączyła
W czwartek po godzinie 14 czasu środkowoeuropejskiego oba orbitery odłączyły się od modułu transferowego. "Sygnał odebrany za pośrednictwem naszej anteny dalekiego zasięgu w Cebreros (Hiszpania) potwierdza, że sonda jest w dobrym stanie i działa zgodnie z oczekiwaniami. Po niemal ośmiu latach spędzonych w przestrzeni kosmicznej i pokonaniu miliardów kilometrów moduł transferowy sondy BepiColombo pomyślnie się odłączył. Sondy są teraz na drodze do wejścia na orbitę Merkurego, co ma nastąpić 21 listopada" - poinformowała w komunikacie Europejska Agencja Kosmiczna (ESA).
Na potwierdzenie pomyślnego przebiegu operacji trzeba było poczekać niemal dwie godziny. - Potrzeba było kilku manewrów, które umożliwiły przekazanie tej informacji i potwierdzenie, że doszło do odłączenia. Główną rolę odegrały kwestie konfigurowania satelity. Sygnał został odebrany przez dwie stacje naziemne, wiemy więc, że wszystko przebiegło zgodnie z planem i oczekiwaniami. Samo przesłanie sygnału z satelity na Ziemię trwa około 11,5 minuty - wyjaśnił doktor inżynier Tomasz Zawistowski, zastępca dyrektora do spraw rozwoju technologii Centrum Badań Kosmicznych Polskiej Akademii Nauk (CBK PAN).
Naukowiec dodał, że prawidłowemu odłączeniu się orbiterów zagrażało otoczenie Merkurego. - Choć operacja była w pełni zautomatyzowana, to środowisko wokół Merkurego jest skrajnie niebezpieczne, bardzo gorące, temperatury są wyjątkowo szkodliwe. Tu musiały zadziałać wszystkie systemy osłony przed skutkami promieniowania cieplnego i kosmicznego. Ryzyko zawsze jest w takich sytuacjach ogromne. Trzeba mieć zawsze w tyle głowy poczucie, że wchodzimy na teren, którego jeszcze nie znamy - skomentował Zawistowski.
Zbadają tajemnice Merkurego
Sonda BepiColombo musiała wyhamować na tyle, by zostać przechwycona przez pole grawitacyjne planety. Do tej pory BepiColombo poruszało się z ogromną prędkością względem Słońca, którą dzięki silnikom jonowym modułu transferowego i serii asyst grawitacyjnych udało się zmniejszyć do około 48 kilometrów na sekundę - to niemal tyle, ile wynosi orbitalna prędkość Merkurego wokół Słońca. Ostateczne hamowanie podczas wejścia na orbitę planety zapewniły silniki chemiczne znajdujące się na pokładzie orbitera MPO.
Wkrótce sonda wejdzie na orbitę Merkurego. - W listopadzie oba moduły wspólnie wejdą na orbitę Merkurego, a następnie w grudniu rozłączą się. Tego samego miesiąca MMO znajdzie się na swojej finalnej orbicie, europejski satelita ma dotrzeć na swoją w marcu 2027 roku - wytłumaczył Zawistowski. Misja satelitów europejskiego i japońskiego ma potrwać rok lub więcej. Pierwsze oficjalne dane naukowe zaczną spływać na Ziemię w kwietniu przyszłego roku.
MPO, wysłany przez Europejską Agencję Kosmiczną (ESA), będzie poruszał się po orbicie ekscentrycznej 480 x 1500 kilometrów. Ma badać Merkurego za pomocą 11 instrumentów, tworząc trójwymiarowe mapy, poszukując lodu i analizując skład skorupy. Będzie także będzie badał strukturę wewnętrzną - by stwierdzić, czy jądro planety jest płynne czy stałe - oraz pole magnetyczne Merkurego.
Jednym z instrumentów jest spektrometr MERTIS działający w podczerwieni. Będzie prowadził między innymi badania mineralogiczne oraz bilansu cieplnego powierzchni Merkurego. - Dostarczyła go Niemiecka Agencja Kosmiczna (DLR) w ścisłej współpracy z CBK PAN. Jesteśmy odpowiedzialni za przygotowanie celownika wyznaczającego oś optyczną, wzdłuż której spektrometr będzie prowadził badania - wyjaśnił Zawistowski. - Jesteśmy ogromnie usatysfakcjonowani, że nasza praca nie poszła na marne i uzyskaliśmy kolejne potwierdzenie, że mamy szansę na świetną, odkrywczą misję - dodał.
Należący do Japońskiej Agencji Kosmicznej MMO, na którego pokładzie znajdują się m.in. magnetometry, detektory cząstek naładowanych i odbiorniki radiowe, będzie krążył wokół najmniejszej planety Układu Słonecznego na orbicie silnie eliptycznej (590 x 11640 km), specjalnie dobranej z uwagi na badania magnetosfery Merkurego.
"Niesłychanie trudny zabieg"
Zdaniem Zawistowskiego wysłanie misji badawczej na Merkurego to "niesłychanie trudny zabieg" i jedna z najbardziej zaawansowanych operacji, jakie kiedykolwiek przeprowadziła ESA. Dodatkowym elementem utrudniającym misję są ekstremalne warunki panujące na Merkurym, a zwłaszcza temperatury wahające się od ok. -170 stopni Celsjusza po stronie nocnej do 430 st. C po stronie dziennej.
- Testy prowadzone w ośrodku Europejskiego Centrum Badań i Technologii Kosmicznych (ESTEC) w Holandii w dużej mierze dotyczyły właśnie sprawdzenia odporności aparatury na ekstremalne nasłonecznienie oraz weryfikacji przepływu i odprowadzania ciepła w warunkach zbliżonych do tych panujących na Merkurym - podsumował Zawistowski.