Wysłana w podróż przez Europejską Agencję Kosmiczną oraz Japońską Agencję Eksploracji Aerokosmicznej sonda BepiColombo przesłała nowe zdjęcia Merkurego. Fotografie zostały wykonane podczas niedawnego trzeciego bliskiego przelotu nad najmniejszą planetą Układu Słonecznego.
W kontekście tak zakończonych, jak i planowanych misji sond kosmicznych zazwyczaj nasza uwaga skupiona jest na Marsie, Księżycu, ewentualnie na Wenus. Tymczasem już od roku 2018 swoją misję realizuje BepiColombo. A jej celem jest najbliższa Słońcu planeta – Merkury.
Merkury, mimo że jest znany ludzkości już od czasów starożytnych, jest jedną z najmniej zbadanych planet naszego systemu planetarnego. Jest najmniejszą planetą w układzie i krąży najbliżej Słońca. Jej powierzchnia z licznymi kraterami uderzeniowymi przypomina nasz Księżyc. Temperatura na powierzchni oscyluje między minus 173 st. Celsjusza a 427 st. Celsjusza. Planeta nie posiada naturalnych satelitów.
Merkurego do tej pory odwiedziły jedynie dwie ziemskie sondy. Dlatego w porównaniu do innych planet Układu Słonecznego wiemy o tej planecie stosunkowo niewiele. Pierwszy raz zbadała go sonda Mariner 10, która wykonała w latach 1974-1975 mapy 45 proc. powierzchni planety. Kolejne spotkanie z Merkurym nastąpiło dopiero w 2008 roku. Sonda MESSENGER podczas trzech zbliżeń do planety zmapowała kolejne białe plamy na jej powierzchni, co w rezultacie dało 98 proc. powierzchni Merkurego.
Merkury skrywa przed nami kilka tajemnic. Naukowców od lat zastanawia zaskakująco wysoka gęstość planety. Do tego Merkury ma własne pole magnetyczne, jako jedyna poza Ziemią planeta skalista w naszym Układzie Słonecznym. Poszerzyć naszą wiedzę na temat Merkurego ma właśnie sonda BepiColombo, które wejdzie na orbitę planety w 2025 roku.
Misja BepiColombo jest realizowana wspólnie przez ESA oraz jej japońskiego odpowiednika – JAXA.19 czerwca sonda już po raz trzeci przeleciała w pobliżu Merkurego. Tym razem zbliżyła się do pierwszej planety Układu Słonecznego na najmniejszą jak do tej pory odległość: zaledwie 236 kilometrów.
Sonda porusza się trajektorią opracowaną przez włoskiego inżyniera nazwiskiem Giuseppe „Bepi” Colombo, co wyjaśnia pochodzenie jej nazwy. Wykorzystuje przy tym napęd elektryczny. Pierwszy przelot miał miejsce w październiku 2021 roku, a drugi w czerwcu 2022 r. Poza niedawnym planowane są jeszcze trzy takie przeloty. Jednakże kolejny będzie miał miejsce dopiero we wrześniu 2024 roku. Czas, jaki musi upłynąć pomiędzy przelotami BepiColombo może zatem wydawać się dość długi. Ma to jednak swoje logiczne wytłumaczenie.
Kluczowym problemem jest tutaj prędkość, z którą sonda powinna minąć Merkurego, co oznacza konieczność pewnego nadłożenia drogi. Pamiętajmy, że BepiColombo porusza się w przestrzeni kosmicznej, pozbawionej powietrza, którego opór mógłby ją wyhamować. A zatem osoby odpowiedzialne za przebieg misji miały tutaj do wyboru jedynie dwa warianty. Można było wykorzystać silniki hamujące, jednak wiązałoby się to ze znacząco wyższym zużyciem paliwa, które dodatkowo sonda musiałaby zabrać ze sobą. Sensowniejszym zatem rozwiązaniem jest wykorzystanie energii okolicznych planet i zastosowanie manewru asysty grawitacyjnej, aby w ten sposób spowolnić ruch sondy.
W trakcie ostatniego przelotu sonda BepiColombo wykonała nowe zdjęcia powierzchni Merkurego. Są to jednocześnie jedne z najlepszych zdjęć tej planety, jakie do tej pory uzyskano. Przyjrzano się dzięki temu dokładniej obecnym na Merkurym kraterom, a szczególnie jednemu z nich, który został niedawno nazwany imieniem Edny Manley, pochodzącej z Jamajki artystki. Generalnie przyjęto, że kratery na Merkurym będą nosić imiona artystów, muzyków, malarzy oraz pisarzy. Natomiast Manley będzie szczególnie interesującym obiektem dalszych badań, ponieważ zauważono w nim ciemny materiał o niskim współczynniku odbicia światła. Spekuluje się, że mogą to być pozostałości wczesnej, bogatej w węgiel skorupy Merkurego.
Kluczowy dla ostatecznego powodzenia misji będzie rok 2025. Na ten rok bowiem zaplanowane zostało wejście sondy na orbitę Merkurego. Kiedy to się już stanie, podzieli się ona na dwa obiekty: Orbiter Planetarny znajdujący się pod kontrolą ESA oraz Orbiter Magnetosferyczny, którym z kolei kierować będzie JAXA. Warto też dodać, że w misji BepiColombo swój udział mają naukowcy z Centrum Badań Kosmicznych Polskiej Akademii Nauk, którzy uczestniczyli w budowie spektrometru podczerwieni MERTIS (MErcury Radiometer and Thermal infrared Imaging Spectrometer), który posłuży do stworzenia mapy mineralogii powierzchni.
Misja pierwotnie miała wystartować w lipcu 2014 roku. Jednak z powodu opóźnień związanych z kwestiami technicznymi i w ich następstwie kolejnych związanych z doborem odpowiedniej trajektorii lotu, kilkakrotnie przekładano start BepiColombo.
Sonda BepiColombo, jak już wspomniano, składa się z modułu głównego oraz dwóch orbiterów. Pierwszy z orbiterów – Mercury Planetary Orbiter (MPO) – ma badać planetę. Jest zbudowany na zlecenie ESA i zawiera 11 instrumentów naukowych. Drugi – Mercury Magnetospheric Orbiter (MMO) – ma posłużyć do badania magnetosfery Merkurego. Zbudowany został przez inżynierów z JAXA. Moduł główny tzw. moduł transferowy – Mercury Transfer Module (MTM), za który odpowiedzialna jest ESA, jest podstawową częścią statku, do którego są przymocowane na czas lotu oba orbitery. Z powodu ograniczeń budżetowych zrezygnowano z lądownika, który mieli zbudować Rosjanie.
Misja ma za zadanie zbadać strukturę, topografię oraz geologię Merkurego. Zbada również dynamikę i skład egzosfery. Misja przeanalizuje też strukturę i dynamikę pola magnetycznego Merkurego. Zostanie dokończone także mapowanie powierzchni planety, a orbitery poszukają lodu wodnego, o którym donosiła sonda MESSENGER. Skąd lód na Merkurym? Tak blisko Słońca? Otóż niewielkie nasilenie osi rotacji Merkurego powoduje, że promienie słoneczne nigdy nie docierają do wnętrza kraterów uderzeniowych na biegunach planety.
W otoczeniu Merkurego panują ekstremalne warunki. Japoński orbiter będzie obracał się wokół własnej osi 15 razy na minutę, aby uniknąć pieczenia, jak na grillu, podczas gdy europejska maszyna jest owinięta specjalnym wielowarstwowym kocem i ma zamontowany grzejnik w razie zamarznięcia.
Oczekuje się, że misja potrwa dwa lata od momentu dotarcia na miejsce. Choć jak w przypadku wielu misji, jej czas trwania może zostać przedłużony w zależności od stanu technicznego sprzętów. Po zakończeniu orbitery zostaną rozbite o powierzchnię planety.
Obrazy w wysokiej rozdzielczości z trzeciego bliskiego przelotu nad Merkurym są dostępne na stronach ESA.
Źródło: ESA, fot. ESA/BepiColombo/MTM, CC BY-SA 3.0 IGO
