“За своєю суттю, ми хочемо дізнатися про походження цієї планети та як вона стала такою, якою є.”
Місія BepiColombo подолала важливий етап на фінальному відрізку восьмирічної міжпланетної подорожі до Меркурія — важкодоступного, розпеченого залізного світу на найближчому кордоні Сонячної системи.
Роботизована наукова місія вартістю майже 2 мільярди доларів здійснюється під керівництвом Європейського космічного агентства (ESA) із залученням Японії та США. З моменту запуску у 2018 році BepiColombo наближався до Сонця, використовуючи комбінацію плазмових двигунів та серію прольотів повз Землю, Венеру та Меркурій. Ці маневри змінювали швидкість космічного апарату та спрямовували його до фінального наближення до Меркурія цього року.
Наступного разу, досягнувши Меркурія, BepiColombo рухатиметься з потрібною швидкістю, щоб гравітація планети захопила апарат на орбіту. Науковці, що працюють над міжпланетними місіями, звикли до довгих очікувань наукових результатів. Космічному апарату NASA New Horizons знадобилося майже 10 років, щоб дістатися від Землі до Плутона. Виявляється, подорож до швидкого Меркурія, а потім вихід на орбіту вимагає більше енергії, або дельта-v, ніж відправлення зонда для прольоту повз Плутон.
Саме тому траєкторія BepiColombo вимагала безпрецедентних дев’яти планетарних прольотів, або гравітаційних маневрів, щоб підготуватися до виходу на орбіту Меркурія пізніше цього року. BepiColombo також був запущений з найпотужнішою електричною рушійною системою, яка коли-небудь використовувалася в далекому космосі, з чотирма сітчастими іонними двигунами для зміни своєї орбіти навколо Сонця між прольотами.
BepiColombo зараз знаходиться за кілька місяців від завершення своєї подорожі, і йому більше не потрібні плазмові двигуни. У четвер BepiColombo відкинув секцію космічного апарату, що містить іонні двигуни. Ця частина апарату, відома як Mercury Transfer Module, відповідала за генерацію енергії та забезпечення руху BepiColombo протягом восьмирічного польоту.
Проте модуль двигунів більше не був потрібен, і BepiColombo мусив позбутися його перед виходом на орбіту в листопаді. BepiColombo є незвичним, оскільки насправді є комплексом із трьох космічних апаратів: Mercury Transfer Module, Mercury Planetary Orbiter, збудований Європою, та Mercury Magnetospheric Orbiter з Японії, якого називають Mio.
Відділення модуля двигунів у четвер залишило європейський та японський орбітальні апарати, що досі рухаються разом. Ці два космічні апарати розділяться в грудні, невдовзі після досягнення початкової орбіти навколо Меркурія. Кожен орбітальний апарат має власні прилади для наукових спостережень на Меркурії, тоді як модуль перенесення є неактивною масою.
Моніторингова камера на борту Mercury Transfer Module зафіксувала цей вид кратерованої поверхні Меркурія під час прольоту 8 січня 2025 року. Джерело: ESA/BepiColombo/MTMКараюче середовище
Контрольованого розбирання BepiColombo в такому суворому середовищі, як простір поблизу Меркурія, ніколи раніше не проводилося. Відділення Mercury Transfer Module відбулося за 39 мільйонів миль (63 мільйони кілометрів) від Сонця, менш ніж на половині відстані від Землі, з екстремальними температурами та інтенсивним сонячним випромінюванням.
Ігнасіо Танко, керівник операцій місій у внутрішній Сонячній системі в ESA, повідомив журналістам, що виклик “еквівалентний запуску нового космічного апарату” зі “значним ризиком” виникнення проблем. Від’єднання модуля перенесення вимагало, щоб решта космічного апарату взяла на себе генерацію енергії, управління рухом та орієнтацією, а також терморегуляцію — значна проблема під час польоту так близько до Сонця.
“Це те, що ми побачимо лише після відділення, якщо воно пройшло успішно, і ми використаємо кілька нових датчиків і механізмів як частину системи контролю положення”, — сказав Танко.
Деякі наукові прилади місії, зокрема її найкращі камери, були закриті модулем двигунів під час перельоту до Меркурія. “Тільки після звільнення модуля перенесення ці прилади побачать перше світло”, — зазначив Танко.
Попередні дані свідчать, що все пройшло за планом у четвер. Космічний апарат виконав запрограмовані команди для від’єднання модуля перенесення, і чотири пружини відштовхнули дві секції одна від одної. Телеметрія, передана з BepiColombo, показала, що сонячні батареї Mercury Planetary Orbiter генерують енергію.
“Під час фази перельоту вони не бачили Сонця”, — сказала Ельза Монтаньон, керівник операцій космічного апарату BepiColombo в ESA. “Ми маємо підтвердження, що запаси енергії на космічному апараті позитивні, що сонячні батареї заряджають акумулятори, які були розряджені під час відділення. Це все чудові новини.”
Шлях до Меркурія не завжди був легким. Іонні двигуни BepiColombo втратили часткову потужність у 2024 році, і інженери продовжили місію на рік, щоб компенсувати втрату тяги. BepiColombo подолав понад 6 мільярдів миль (10 мільярдів кілометрів) з моменту старту з Землі і зараз готується до маневру виходу на орбіту Меркурія 21 листопада.
“Це дуже амбітна місія”, — сказав Санта Мартінес, менеджер місії BepiColombo в ESA. “Меркурій — складне місце призначення. Туди дуже важко дістатися. Дуже важко працювати там через екстремальні умови так близько до Сонця. Але що робить цю місію справді унікальною, так це те, що вперше в космічних дослідженнях ми доставляємо два космічні апарати в околиці планети, і ми виведемо їх на орбіту навколо цього таємничого тіла. Це дасть людству та науковій спільноті безпрецедентні види на планету Меркурій, і це відкриє нову главу в нашому розумінні Сонячної системи.”
BepiColombo названо на честь італійського математика та інженера Джузеппе “Бепі” Коломбо, піонера в орбітальній механіці, який допоміг NASA розробити траєкторію з використанням планетарних прольотів, що дозволило місії Mariner 10 тричі зустрітися з Меркурієм у 1970-х роках. Космічний апарат NASA MESSENGER став першим зондом, який вийшов на орбіту навколо Меркурія у 2011 році, створивши першу глобальну карту безповітряного світу, перш ніж завершити свою місію у 2015 році.
Ця інфографіка ілюструє ключові етапи прибуття місії BepiColombo до Меркурія. Джерело: Європейське космічне агентствоТепер настала черга BepiColombo.
“Є ще багато чого, що потрібно дізнатися”, — сказав Герейнт Джонс, науковий керівник проєкту BepiColombo в ESA. “Нам потрібно картографувати всю планету з високою роздільною здатністю та відповісти на багато запитань, що виникли під час першого детального дослідження системи MESSENGER.”
На перший погляд, Меркурій дуже схожий на Місяць: кратерована, майже монотонна сіра поверхня, бомбардована радіацією та постійним потоком мікрометеороїдів. Темні підніжжя кратерів на полюсах Меркурія можуть містити водяний лід, подібно до днищ деяких місячних кратерів. “Ми хочемо побачити його в нових кольорах, окрім тих, що ми бачимо власними очима, щоб дізнатися, з чого він складається”, — сказав Джонс.
Орбітальний апарат європейської розробки буде летіти ближче до Меркурія, маючи камери та прилади для вивчення поверхні планети. Менший орбітальний апарат Японії летітиме на вищій орбіті, з сенсорами, налаштованими на виявлення магнітних полів, плазми та пилу. Регулярні наукові спостереження розпочнуться наступного квітня, за умови, що решта послідовності прибуття пройде за планом.
“Наявність двох космічних апаратів — це прорив”, — сказав Джонс. “Це робить величезну різницю в розумінні впливу сонячного вітру на планети, подібні до Меркурія, тому, за своєю суттю, ми хочемо дізнатися про походження цієї планети та як вона стала такою, якою є.”
Стівен Кларк
Стівен Кларк — кореспондент з питань космосу в Ars Technica, що висвітлює приватні космічні компанії та космічні агентства світу. Стівен пише про взаємозв’язок технологій, науки, політики та бізнесу на Землі та поза її межами.
За даними порталу: arstechnica.com