Sonda na Merkury po ośmiu latach dociera do celu. BepiColombo wkracza w decydującą fazę

Misja BepiColombo, realizowana wspólnie przez Europejską Agencję Kosmiczną ESA i japońską JAXA, wchodzi w najważniejszy etap. Po ośmiu latach podróży przez Układ Słoneczny sonda dociera do Merkurego. 3 września ma nastąpić odłączenie modułu transportowego, który przez większość misji zapewniał zestawowi napęd i energię.

Dotarcie do Merkurego należy do najtrudniejszych zadań w eksploracji planetarnej. Najbliższa Słońcu planeta porusza się z ogromną prędkością po orbicie, a statek kosmiczny musi nie tylko dotrzeć w jej okolice, lecz także odpowiednio wyhamować.

BepiColombo rozpoczęła swoją podróż w 2018 r. Od tego czasu wykonała serię skomplikowanych manewrów, wykorzystując między innymi asysty grawitacyjne. W ramach całej podróży sonda wykonała dziewięć przelotów w pobliżu planet, w tym sześć przelotów obok samego Merkurego. Każdy z nich pomagał stopniowo zmniejszać prędkość statku względem planety.

Teraz misja przechodzi do kolejnego etapu.

Dwa orbitery zamiast jednej sondy

BepiColombo nie jest pojedynczym orbiterem. W skład zestawu wchodzą dwa niezależne pojazdy naukowe, które po zakończeniu fazy transportowej rozpoczną własne badania Merkurego.

Pierwszy to Mercury Planetary Orbiter (MPO) przygotowany przez ESA. Drugi – Mercury Magnetospheric Orbiter Mio – należy do japońskiej agencji JAXA.

Każdy z nich otrzymał inne zadania. MPO będzie koncentrował się przede wszystkim na powierzchni i wnętrzu Merkurego. Mio zajmie się natomiast magnetosferą planety oraz jej interakcją z wiatrem słonecznym.

Takie rozdzielenie zadań pozwoli naukowcom obserwować Merkurego z dwóch różnych perspektyw. Jednoczesna praca obu orbiterów ma dostarczyć danych zarówno o samej planecie, jak i jej najbliższym otoczeniu.

Koniec pracy modułu transportowego

Jednym z najważniejszych wydarzeń obecnego etapu będzie odłączenie Mercury Transfer Module (MTM). Moduł przez lata zapewniał całemu zestawowi energię oraz napęd potrzebny do dotarcia w okolice Merkurego.

Po zakończeniu swojej roli transportowej MTM zostanie odłączony, a dwa orbitery będą mogły rozpocząć przygotowania do samodzielnej pracy.

Wejście na docelową orbitę obu orbiterów zaplanowano na 21 listopada. Początkowo nadal będą połączone, natomiast rozdzielenie Mio od MPO ma nastąpić kilka tygodni później.

Według przedstawionego harmonogramu około 10 marca 2027 r. europejski MPO powinien osiągnąć pełną gotowość do prowadzenia zaawansowanych obserwacji naukowych.

Sonda zbada powierzchnię Merkurego

Jednym z najważniejszych zadań MPO będzie szczegółowe badanie powierzchni planety. Instrument MIXS pozwoli analizować promieniowanie rentgenowskie emitowane przez minerały znajdujące się na powierzchni Merkurego.

Dzięki tym pomiarom naukowcy będą mogli stworzyć dokładniejsze mapy składu chemicznego planety. Dane powinny również pomóc w lepszym poznaniu procesów, które zachodziły i nadal zachodzą na jej powierzchni.

Szczególne zainteresowanie budzą między innymi struktury wulkaniczne, kratery oraz tajemnicze formacje określane jako „hollows”. Są to charakterystyczne zagłębienia występujące na powierzchni Merkurego, których pochodzenie nadal pozostaje przedmiotem badań.

Instrumenty BepiColombo będą również obserwować emisję promieniowania rentgenowskiego po nocnej stronie planety. Podobne zjawisko wcześniej zaobserwowała sonda MESSENGER. Jednym z możliwych wyjaśnień jest oddziaływanie elektronów opadających z przestrzeni międzyplanetarnej.

Mio zajmie się magnetosferą

Drugi orbiter będzie patrzył na Merkurego z zupełnie innej perspektywy. Mio został wyposażony w instrumenty przeznaczone do badania magnetosfery planety.

To szczególnie ważne, ponieważ Merkury znajduje się bardzo blisko Słońca i nieustannie doświadcza oddziaływania wiatru słonecznego. Na planetę dociera znacznie więcej promieniowania i cząstek niż na Ziemię.

Obserwacje Mio mają pomóc naukowcom zrozumieć, w jaki sposób magnetosfera Merkurego reaguje na aktywność Słońca oraz jak wygląda środowisko kosmiczne w bezpośrednim sąsiedztwie naszej gwiazdy.

Połączenie danych z Mio i MPO stworzy znacznie pełniejszy obraz planety.

Osiem lat podróży i setki osób zaangażowanych w projekt

Sama podróż BepiColombo pokazuje, jak skomplikowana jest eksploracja Merkurego. W pobliżu Słońca nie wystarczy skierować sondy bezpośrednio w stronę celu. Statek musi odpowiednio zarządzać swoją energią orbitalną i stopniowo redukować prędkość.

Dlatego misja wykorzystuje asysty grawitacyjne. Pomysł wykorzystania takiej techniki w przypadku Merkurego wiąże się z Giuseppe „Bepi” Colombo – włoskim matematykiem i inżynierem, od którego nazwiska pochodzi nazwa całego projektu.

Za BepiColombo stoi wieloletnia współpraca europejskich i japońskich naukowców oraz inżynierów. Przygotowanie instrumentów i całej konstrukcji wymagało lat pracy, a urządzenia muszą działać w wyjątkowo wymagającym środowisku termicznym.

Profesor Emma Bunce, cytowana przez media, zwracała uwagę właśnie na skalę tego przedsięwzięcia. Jak podkreślała, przygotowanie instrumentu do takiej misji może zajmować kilkanaście lat, a jego późniejsze działanie wymaga przystosowania do warunków panujących tak blisko Słońca.

Teraz zaczyna się właściwa misja

Osiem lat lotu było przede wszystkim przygotowaniem do najważniejszej części przedsięwzięcia. Sonda na Merkury musi jeszcze przejść przez serię kluczowych operacji, zanim oba orbitery rozpoczną pełnoprawną pracę naukową.

Jeśli kolejne etapy przebiegną zgodnie z planem, BepiColombo dostarczy naukowcom wyjątkowego zestawu danych o najmniejszej planecie Układu Słonecznego. Badacze będą mogli jednocześnie analizować jej powierzchnię, skład chemiczny, wnętrze, pole magnetyczne oraz wpływ aktywności Słońca. Dla ESA i JAXA będzie to jeden z najważniejszych etapów wspólnej misji. Dla nauki – szansa na odpowiedź na pytania, na które wcześniejsze misje kosmiczne nie były w stanie odpowiedzieć.