Європа вибухає до Меркурія - що знати про місію BepiColombo

Європейське космічне агентство (ESA) розпочало свою місію BepiColombo на планету Меркурій зі свого космодрому поблизу екватора в Куру, Французька Гайана, 20 жовтня. Моє залучення до місії означає, що я буду тривожно стежити за поїздкою, яку здійснює космічний корабель Вийшла серія хитрих маневрів, які завершилися кінцевим підходом до Меркурія в 2025 році.

Місія наступає через 25 років після того, як група вчених вперше запропонувала ЄКА, що вона повинна направити зонд до Меркурія, а через 18 років після того, як ЄКА схвалила проект як «наріжний камінь» місії. Це категорія світового класу, науково відмінні місії, які потребують значного розвитку нових технологій. Попередні місії ESA включають місію комети Rosetta та обсерваторію гравітаційних хвиль LISA Pathfinder.

Але навіщо Меркурій? Це загадкова планета. Орбітальний центр NASA MESSENGER (2011-2015) виявив багато причин, чому вчені прагнуть дізнатися більше про це. До них відносяться аномально велике ядро ​​планети - ми не знаємо, чому вона все ще розплавлена ​​і здатна генерувати магнітне поле, на відміну від Марса або Венери. Інша таємниця - велика кількість (здебільшого неідентифікованих) летких речовин на її поверхні. Вони не повинні були бути включені в планету, яка сформувалася так близько до Сонця, як зараз є Меркурій.

Ракетна наука

Початковий курс BepiColombo після трьох днів обертання навколо Землі для перевірок буде еліптичною орбітою навколо Сонця. Це почнеться, взявши його всередину орбіти Землі. Але на початку 2019 року, він перетне за її межами протягом більшої частини року. Потім він повернеться всередину перед тим, як приїде дуже близько до Землі в квітні 2020 року.

У цей час він зробить «полегшуючий грабіж» - використовуючи тяжкість Землі, щоб повернути себе до Венери. Там також буде гравітація-допомагають flyby Venus коли йому приїжджає там у 2020, передуючи все ще іншим у 2021 щоб послати це до Меркурія. Потім, у 2021-2025 роках, буде проведена серія з шести подібних літаків Меркурія, необхідних для того, щоб космічний корабель згодом закрився на своїй мішені на досить повільній швидкості, щоб бути схопленим на орбіту навколо нього в грудні 2025 року.

Кожен проліт, показаний в анімації вище, повинен бути виконаний відмінно. Речі можуть піти не так, особливо під час запуску, але я маю достатню впевненість у здібностях команди керування польотом ESA в Дармштадті, Німеччина.

Укладаються космічних апаратів

Місія, яка названа в пам'ять Джузеппе (Bepi) Коломбо, який вперше запропонував грабіжну допомогу для космічних апаратів, є спільним підприємством між ESA та його японським колегою JAXA.

Укладений космічний корабель несе дві орбіти. ESA - це блок довжиною в два метри, маса якого перевищує тонну, іменований планетарним орбіталом Mercury, MPO. Я підозрюю, що після того, як він почне рухатися по Меркурію, він успадкує ім'я BepiColombo, або, можливо, просто Bepi. Японський орбітал менший, а його маса - приблизно чверть орбіти ЄКА. Спочатку називався Mercury Magnetospheric Orbiter, MMO, в червні йому було присвоєно ім'я Mio, яке на японському носить конотації безпечної навігації. Під час круїзу до Меркурія, Mio буде розміщений всередині сонця і прикріплений до однієї сторони європейського орбіта.

На іншій стороні орбітального апарату знаходиться модуль перенесення ртуті, MTM. Це здійснюється ESA, і забезпечує рух, щоб взяти на борт космічний корабель весь шлях до своєї орбіти Меркурія. Вона має "крило" сонячних панелей довжиною 7,5 метрів, робота якого полягає в перетворенні сонячного світла в електроенергію для живлення свого "іонного приводу". Це пристрій, який створює тягу за рахунок прискорення позитивно зарядженого газу ксенону (зняття його атомів електронів). Ця техніка може забезпечити набагато більше тяги на масу палива, ніж звичайні хімічні ракети.

Величезна сила тяжіння Сонця означає, що потрібно більше енергії, щоб потрапити в стабільну орбіту навколо Меркурія, ніж це було б необхідно для того, щоб відправити той самий космічний корабель у значно більш віддалений Плутон. Через це іонний привід буде працювати з інтервалами, що становлять приблизно половину тривалості круїзу, головним чином, щоб сповільнити космічний апарат вниз.

На жаль, складена конфігурація комбінованого космічного апарату перешкоджає його здатності займатися наукою під час планети. Деякі наукові дані будуть зібрані, але найкращі фотографії, які ми, швидше за все, отримаємо під час подорожей, будуть з самокамер, встановлених на MTM.

Прибуття до Меркурія

Після прибуття в Меркурій наприкінці грудня 2025 р. Модуль передачі буде відділений. Міо, обертаючись при 15 оборотах в хвилину для стабільності, потім буде звільнений на сильно еліптичну орбіту навколо Меркурія. Як тільки це станеться, JAXA візьме на себе операції Mio та направлятиме їх через свої завдання, вивчаючи магнітне поле планети та пов'язане з нею космічне середовище.

Орбітальний апарат ESA викине сонцезахисний екран, його останню перешкоду, і використовує власні хімічні двигуни для досягнення ближчої, більш кругової орбіти навколо Меркурія. Звідти він вивчатиме поверхню планети, використовуючи асортимент камер та інших інструментів. Це має визначити склад і геологічну історію в набагато кращих деталях, ніж менший і менш складний MESSENGER. Орбітальний апарат також буде мати магнітометр так, щоб і він, і Mio могли одночасно повідомляти про магнітні умови в двох місцях - це важливо спочатку для глибокої космічної місії, яка повинна навчити нас швидкості, з якою порушення рухаються через магнітне поле планети.

Цікаво, що BebiColombo може перетворити наші знання про Меркурій всього за кілька років. І поки ви чекаєте, з 23 жовтня, ви зможете послухати якусь прекрасну, проповідну музику, яку планета надихнула в рамках проекту «Планети 2018». Це було створено для того, щоб відзначити столітню річницю Планета Люстра Густава з музикою, натхненною наукою планет.

Ця стаття була спочатку опублікована на бесіді Девіда Ротері. Читайте оригінальну статтю тут.