Evropa vybuchne do Merkuru - Co vědět o misi BepiColombo

Evropská kosmická agentura (ESA) zahájila svou misi BepiColombo na planetě Merkur ze svého kosmického přístavu v blízkosti rovníku v Kourou ve francouzské Guyaně 20. října. Moje angažovanost v misi znamená, že budu úzkostlivě následovat cestu, jak kosmická loď nese. sérii složitých manévrů, která vyvrcholila svým posledním přístupem k rtuti v roce 2025.

Mise přichází 25 let poté, co skupina vědců poprvé navrhla ESA, aby vyslala sondu do Merkuru, a 18 let poté, co ESA schválila projekt jako „základní kámen“ mise. Jedná se o kategorii prvotřídních misí světové úrovně, které vyžadují významný rozvoj nových technologií. Mezi dřívější základní mise ESA patří mise komety Rosetta a observatoř gravitačních vln LISA Pathfinder.

Ale proč Merkur? Je to záhadná planeta. NASA MESSENGER orbiter (2011-2015) odhalil mnoho důvodů, proč se vědci o tom chtějí dozvědět více. Patří mezi ně abnormálně velké jádro planety - na rozdíl od Marsu nebo Venuše nevíme, proč je stále roztavené a schopné generovat magnetické pole. Dalším tajemstvím je hojnost (převážně neidentifikovaných) těkavých látek na jeho povrchu. Ty by neměly být začleněny do planety, která vznikla tak blízko Slunce, jak je nyní Merkur.

Raketová věda

Počáteční kurz BepiColombo po třech dnech obíhající kolem Země pro pokladny bude eliptickou dráhou kolem Slunce. Začne to tím, že ji vezmeme do oběžné dráhy Země. Začátkem roku 2019 se však bude po většinu roku křížit mimo ni. Pak se vrátí dovnitř, než přijde velmi blízko k Zemi v dubnu 2020.

V té době se uskuteční průlet s gravitací - pomocí gravitace Země, aby se otočil směrem k Venuši. Tam bude také gravitace-pomoci létání Venuše, když se tam dostane v roce 2020, následuje ještě další v roce 2021 poslat ji na Merkur. Poté bude v roce 2021-2025 probíhat série šesti podobných průletů Merkuru, které jsou nezbytné k zajištění toho, aby se kosmická loď nakonec zavřela na svém cíli při pomalé rychlosti, která by byla v prosinci 2025 zachycena na oběžné dráze kolem ní.

Každý průlet, zobrazený ve výše uvedené animaci, musí být dokonale proveden. Věci by se mohly pokazit, zejména během startu, ale mám dostatek důvěry v schopnosti týmu ESA pro řízení letu v německém Darmstadtu.

Skládané kosmické lodi

Mise, která je pojmenovaná na památku Giuseppe (Bepi) Colombo, která poprvé navrhla gravitační asistenční průlety pro kosmické lodě, je společným podnikem mezi ESA a jejím japonským protějškem JAXA.

Naskládaná kosmická loď nese dva orbitery. ESA je dvoumetrová jednotka, která váží více než jednu tunu a je označována jako planetární orbiter Mercury, MPO. Domnívám se, že poté, co začne obíhat Merkur, zdědí jméno BepiColombo, nebo možná jen Bepi. Japonský orbiter je menší a jeho hmotnost je zhruba čtvrtina orbitera ESA. Původně se jmenoval Merkur Magnetospheric Orbiter, MMO, v červnu mu bylo uděleno jméno Mio, které v japonštině nese konotace bezpečné navigace. Během plavby do Merkuru bude Mio umístěno uvnitř sluneční clony a připojeno k jedné straně evropského orbitu.

Na druhé straně orbiteru je modul Mercury Transfer Module, MTM. Toto je provozováno ESA, a poskytuje pohon vzít stohovanou kosmickou loď celou cestu k jeho orbitě Mercury. Má 7,5 m dlouhé „křídlo“ solárních panelů, jehož úkolem je přeměnit sluneční světlo na elektřinu, která bude pohánět jeho „iontový pohon“. Jedná se o pohonné zařízení, které vytváří tlak urychlením plynného xenonu, který byl kladně nabit (stripování atomů elektronů). Tato technika může poskytnout mnohem větší tah na hmotnost paliva než běžné chemické rakety.

Obrovská gravitace slunce znamená, že je potřeba více energie, než se dostane do stabilní oběžné dráhy kolem Merkuru, než by bylo zapotřebí k odeslání téže kosmické lodi do mnohem vzdálenějšího Pluta. Protože toto, iontový pohon bude provozován v intervalech, které činí asi polovinu trvání plavby, většinou pro zpomalení kosmické lodi.

Nafukovaná konfigurace kombinované kosmické lodi bohužel brání její schopnosti dělat vědu během planetárních průletů. Budou shromážděna některá vědecká data, ale nejlepší snímky, které se nám během průletů pravděpodobně dostanou, budou z kamer typu selfie na MTM.

Příjezd na Merkur

Po příletu do Mercury na konci prosince 2025 bude modul pro transfer odpojen. Mio, rotující při 15 otáčkách za minutu pro stabilitu, bude pak osvobozen na silně eliptickou dráhu kolem Merkuru. Jakmile se to stane, JAXA převezme operace Mio a povede ji svými úkoly, zkoumáním magnetického pole planety a souvisejícího vesmírného prostředí.

Orbiter ESA pak odhodí sluneční clonu, její poslední překážku a použije své vlastní chemické trysky k dosažení bližší, kruhové, dráhy kolem Merkuru. Odtud bude studovat povrch planety pomocí řady kamer a dalších přístrojů. To by mělo znamenat složení a geologickou historii v mnohem lepších detailech než menší a méně složitý MESSENGER. Orbiter bude také nosit magnetometr tak, aby oba i Mio mohli současně hlásit magnetické podmínky na dvou místech - důležitou první pro misi s hlubokým vesmírem, která by nás měla naučit o rychlosti, s níž se poruchy pohybují magnetickým polem planety.

Je vzrušující si myslet, že BebiColombo může změnit naše znalosti o Merkuru během několika let. A když počkáte, od 23. října budete moci poslouchat nějakou krásnou, evokující hudbu, kterou planeta inspirovala jako součást projektu Planety 2018. To bylo založeno na památku stého výročí Gustav Holst's Planets Suite s hudbou inspirovanou vědou o planetách.

Tento článek byl původně publikován na Konverzaci Davida Rotheryho. Přečtěte si originální článek zde.