Európa elrontja a Mercury-t - Mit kell tudni a BepiColombo misszióról

Az Európai Űrügynökség (ESA) október 20-án elindította BepiColombo misszióját a Mercury bolygón, az egyenlítő közelében, Kourou-ban, Francia Guyana-ban, október 20-án. A misszióban való részvételem azt jelenti, hogy aggódni fogok az utazás után, ahogy az űrhajó hordozza egy sor trükkös manőver, amely a Mercury végső megközelítésével zárul 2025-ben.

A misszió 25 év elteltével jön létre, miután a kutatók egy csoportja először javasolta az ESA-nak, hogy küldjön egy szondát a Mercury-nak, és 18 évvel az ESA „sarokköve” küldetésként jóváhagyta a projektet. Ez a világszínvonalú, tudományosan kiváló missziók kategóriája, amely jelentős új technológiai fejlesztést igényel. A korábbi ESA sarokkövei között szerepel a Rosetta üstökös küldetése és a LISA Pathfinder gravitációs hullám megfigyelőközpont.

De miért Mercury? Ez egy rejtélyes bolygó. A NASA MESSENGER orbiterje (2011-2015) számos oka annak, hogy a tudósok többet szeretnek megtudni róla. Ezek közé tartozik a bolygó rendellenesen nagy magja - nem tudjuk, miért is olvadt és mágneses mezőt generálhat, ellentétben a Mars vagy a Vénuszéval. Egy másik rejtély a felületen (nagyrészt ismeretlen) illékony anyagok bősége. Ezeket nem kellett volna beilleszteni egy olyan bolygón, amely olyan közel állt a naphoz, mint a Mercury.

A Rocket Tudomány

A BepiColombo három napja után a Föld körüli pályára kerülő kiindulási pálya elliptikus pálya lesz a nap körül. Ez azzal kezdődik, hogy a Föld pályáján belül kerül. 2019 elején azonban az év nagy részén áthalad rajta. Ezután vissza fog térni, mielőtt 2020-ban nagyon közel esik a Földhöz.

Abban az időben egy „gravitációs segéd” flyby-t fog készíteni - a Föld gravitációját használva, hogy a Venus felé forduljon. A Vénusz gravitációs segítője is lesz akkor, amikor 2020-ban megérkezik, majd 2021-ben még egy Mercury felé továbbítja. Ezután 2021-2025-ben sor kerül majd a Mercury hat hasonló repülőgépének sorozatára, amelyeknek biztosítaniuk kell, hogy az űrhajó végül lassú sebességgel bezárja a célpontját, hogy 2025. decemberében befogja a körbe.

A fenti animációban bemutatott minden léggömböt tökéletesen végre kell hajtani. A dolgok tévedhetnek, különösen az elindítás során, de bízom bennem az ESA repülési irányító csapatának képességeiben Darmstadtban, Németországban.

Halmozott űrhajó

A misszió, amelyet Giuseppe (Bepi) Colombo emlékezetében neveztek el, aki az űrhajók számára először gravitációs segédanyagot ajánlott, az ESA és a japán társa, a JAXA közös vállalata.

A rakott űrhajó két pályát hordoz. Az ESA egy két méter hosszú egység, amely több mint egy tonnát tömörít, az úgynevezett Mercury Planetary Orbiter, MPO. Gyanítom, hogy miután elkezdett pályázni a Mercurytól, örökölni fogja a BepiColombo nevét, vagy talán csak Bepit. A japán orbiter kisebb, és tömege körülbelül az ESA orbiterének egynegyede. Az eredetileg a Mercury Magnetospheric Orbiter nevű MMO nevet kapta júniusban, a Mio nevet kapta, amely japánul biztonságos navigációt hordoz. A Mercury-i körutazás során a Mio napfényben van elhelyezve, és az európai orbiter egyik oldalához csatlakozik.

Az orbiter másik oldalán található a Mercury Transfer Module, az MTM. Ezt az ESA működteti, és biztosítja, hogy a halmozott űrhajó a Mercury pályája felé haladjon. A napelemek 7,5 méter hosszú szárnya van, amelynek feladata az, hogy a napfény villamos energiává alakítsa az „ion meghajtóját”. Ez egy olyan hajtómű, amely a pozitívan feltöltött xenon gáz felgyorsításával hoz létre nyomást (az elektronok atomjainak eltávolítása). Ez a technika sokkal nagyobb nyomást biztosít az üzemanyag tömegére, mint a hagyományos vegyi rakéták.

A nap óriási gravitációja azt jelenti, hogy több energiára van szükség ahhoz, hogy a Mercury körüli pályára kerüljenek, mint amennyire ahhoz lenne szükség, hogy ugyanazt az űrhajót elküldhessük a Plutóhoz képest. Emiatt az ionhajtás a körutazás időtartamának körülbelül felénél fogva működik, főleg az űrhajó lelassítására.

Sajnos az egyesített űrhajó egymásra rakott konfigurációja akadályozza annak tudását, hogy a bolygók repülnek. Egyes tudományos adatok összegyűjtése megtörténik, de a legjobb képek, amiket valószínűleg a flybys alatt fogunk kapni, az MTM-re szerelt selfie-bütykökből származnak.

Érkezés a Mercury-hoz

A Mercury-ba érkezve 2025 végén, az átviteli modul leválik. A stabilitás érdekében 15 perc / perc sebességgel forgó Mio ezután felszabadul egy erősen elliptikus pályára a Mercury körül. Amint ez megtörténik, a JAXA átveszi a Mio műveleteket és irányítja a feladatait, tanulmányozza a bolygó mágneses mezőjét és a kapcsolódó térkörnyezetet.

Az ESA orbiterje ekkor a napellenzőt, az utolsó akadályt fogja meg, és saját kémiai tolóereit használja, hogy közelebb kerüljön a Mercury körüli pályához. Innen tanulmányozza a bolygó felszínét a kamerák és egyéb eszközök választékával. Ez sokkal jobban részletezi a kompozíciót és a geológiai történelmet, mint a kisebb és kevésbé összetett MESSENGER. A pálya magában foglal egy magnetométert is, hogy mind Mio, mind Mio egyidejűleg két helyen tudják jelenteni a mágneses körülményeket - ez fontos először egy mélytengeri misszió számára, amely megtanít minket arról a sebességről, amelyen a zavarok áthaladnak a bolygó mágneses mezőjén.

Érdekes azt hinni, hogy a BebiColombo néhány év alatt átalakíthatja Mercury tudását. És amíg várod, október 23-tól meghallgathatsz egy szép, hangulatos zenét, amit a bolygó inspirált a Planet 2018 projekt részeként. Ez azért jött létre, hogy megemlékezzenek a Gustav Holst Planets Suite századfordulójára, melyet a bolygók tudománya ihlette.

Ezt a cikket eredetileg David Rothery The Conversation című kiadványában tették közzé. Olvassa el az eredeti cikket itt.