Misija BepiColombo ušla je u završnu fazu putovanja prema Merkuru. Nakon gotovo osam godina leta kroz unutarnji Sunčev sustav, 3. rujna odvojio se Mercury Transfer Module (MTM), modul koji je letjelici osiguravao pogon i električnu energiju. Dva znanstvena orbitera sada nastavljaju put prema najmanjem planetu Sunčeva sustava.
Odvajanje je bilo predviđeno za 14:00 po srednjoeuropskom ljetnom vremenu, a prvi Dopplerov signal već je u 14:20 upućivao na to da je uspjelo. Potpuna potvrda stigla je u kontrolni centar u Darmstadtu u 15:49. Čekanje nije bilo samo posljedica udaljenosti od oko 200 milijuna kilometara: nakon odvajanja letjelica je ušla u sigurnosni način rada, prilagodila orijentaciju i promijenila konfiguraciju prije slanja podataka o svojem stanju. Samo putovanje radiosignala preko te udaljenosti traje približno 11 minuta.
Transportni modul odradio je najteži dio puta
BepiColombo je lansiran u listopadu 2018. raketom Ariane 5 iz europske svemirske luke u Kourouu, u Francuskoj Gvajani. Izravan let prema Merkuru nije jednostavan: Sunčeva gravitacija ubrzava letjelicu dok se približava Suncu, pa je za ulazak u orbitu oko planeta potrebno postupno smanjivati njezinu orbitalnu energiju.
Misija je zbog toga kombinirala ionski pogon s gravitacijskim preletima. Tijekom putovanja prošla je pokraj Zemlje, dvaput pokraj Venere i šest puta pokraj Merkura. Ukupna duljina putanje dosegnula je oko 9,9 milijardi kilometara. Udaljenost između Zemlje i Merkura mjeri se desecima milijuna kilometara, ali BepiColombo nije mogao putovati izravno.
MTM je nosio dva velika solarna panela, svaki dug oko 15 metara, i četiri ionska potisnika. Solarni paneli daju energiju ionskim potisnicima, koji ksenon pretvaraju u plazmu i izbacuju je iz motora. Takav pogon proizvodi vrlo mali, ali dugotrajan potisak. Kemijski motori letjelicu mogu snažno ubrzati u kratkom vremenu, dok ionski pogon može raditi mjesecima uz vrlo malu potrošnju goriva.
U završnom dijelu putovanja timovi su morali prilagoditi plan leta zbog tehničkog problema na solarnim panelima, koji je smanjio raspoloživu snagu. Izmjene putanje omogućile su misiji da nastavi prema Merkuru.
Tri dijela misije, dva znanstvena orbitera
BepiColombo je do Merkura putovao kao jedna cjelina. MTM je osiguravao pogon i električnu energiju, a na njemu su bila pričvršćena dva orbitera. Nakon odvajanja transportnog modula, oba orbitera nastavljaju zajedno, a za pogon koriste sustav ugrađen u europski MPO.
Europska svemirska agencija razvila je Mercury Planetary Orbiter (MPO). Njegovi instrumenti kartirat će površinu Merkura, mjeriti njegovu topografiju i proučavati sastav stijena. Jedan od ključnih ciljeva jest razumjeti zašto Merkur ima tako veliku metalnu jezgru i kako je izgubio velik dio stjenovitog omotača.
Drugi orbiter razvila je japanska agencija JAXA. Mercury Magnetospheric Orbiter, nazvan Mio, proučavat će magnetsko polje planeta, njegovu magnetosferu i čestice Sunčeva vjetra. Zajednička mjerenja iz dviju različitih orbita trebala bi pomoći u razlikovanju pojava na samom planetu od onih koje uzrokuje Sunce.
Što će BepiColombo istraživati na Merkuru
Merkur je najmanji planet Sunčeva sustava i najbliži Suncu, ali o njemu i dalje imamo manje podataka nego o Veneri, Marsu ili divovskim planetima. NASA-in MESSENGER, posljednja letjelica koja je kružila oko Merkura, otkrio je planet s globalnim magnetskim poljem, neobično velikom jezgrom i hlapljivim tvarima u trajno zasjenjenim polarnim kraterima.
BepiColombo će ta mjerenja nadograditi. Spektrometri bi trebali pokazati od čega je građena površina, laserski visinomjer izmjerit će njezin reljef, a instrumenti za čestice i magnetsko polje pratit će međudjelovanje planeta sa Sunčevim vjetrom. Posebna će se pozornost posvetiti Merkurovoj tankoj egzosferi, sloju čestica koji nastaje udarima mikrometeoroida, Sunčevim zračenjem i isparavanjem materijala s površine.
Jedno od središnjih pitanja misije jest zašto Merkur ima tako veliku metalnu jezgru. Jedno novije istraživanje razmatra mogućnost da je planet u ranoj povijesti imao grafitnu koru debelu do 120 metara. BepiColombova mjerenja mogla bi pomoći u provjeri modela o nastanku Merkurove površine, jezgre i izrazito tankog omotača.
Dolazak će se odvijati kroz niz preciznih manevara
Odvajanje MTM-a bilo je tek prvi korak. Prema trenutačnom planu, letjelica s oba orbitera trebala bi 21. studenoga ući u orbitu oko Merkura. U prosincu bi se Mio trebao odvojiti od MPO-a, a oba orbitera potom prijeći u vlastite znanstvene orbite. MPO bi u konačnu orbitu trebao ući u ožujku 2027., a glavni znanstveni program trebao bi početi u travnju.
Takav raspored zahtijeva pažljivo planiranje i usklađivanje manevara tijekom više mjeseci. Merkur se nalazi duboko u Sunčevu gravitacijskom polju, a letjelica mora izdržati snažno zračenje i visoke temperature. Kontrolori će zbog toga putanju mijenjati u nizu manjih manevara, umjesto jednog velikog manevra.
Ako sljedeće faze prođu prema planu, BepiColombo će postati prva misija koja će istodobno postaviti dva znanstvena orbitera oko Merkura. Jedan će proučavati površinu i unutrašnjost planeta, a drugi njegovo magnetsko okruženje. Zajedno bi trebali pokazati kako je nastao planet s tako velikom jezgrom i kako se najbliži planet Suncu mijenja pod stalnim djelovanjem Sunčeva zračenja i Sunčeva vjetra.
