“Фундаментально, ми хочемо дізнатися про походження цієї планети і як вона стала такою, якою є”.
Місія BepiColombo подолала важливий етап на завершальному відрізку восьмирічної міжпланетної подорожі до Меркурія – важкодоступного, розпеченого залізного світу на найближчому до Сонця кордоні Сонячної системи.
Наукова роботизована місія вартістю майже 2 мільярди доларів очолюється Європейським космічним агентством (ESA) із внесками від Японії та Сполучених Штатів. З моменту запуску у 2018 році BepiColombo поступово наближався до Сонця, використовуючи комбінацію плазмових двигунів та серію прольотів повз Землю, Венеру та Меркурій. Ці маневри змінювали швидкість космічного апарата та спрямовували його до фінального наближення до Меркурія пізніше цього року.
Наступного разу, досягнувши Меркурія, BepiColombo рухатиметься з потрібною швидкістю, щоб гравітація планети захопила апарат на орбіту. Науковці, які працюють над міжпланетними місіями, звикли до тривалого очікування наукових результатів. Космічному апарату NASA New Horizons знадобилося майже 10 років, щоб дістатися від Землі до Плутона. Як виявилося, подорож до швидкого Меркурія, а потім вихід на орбіту вимагає більше енергії, або дельти-v, ніж відправлення зонда для прольоту повз Плутон.
Саме тому траєкторія BepiColombo вимагала безпрецедентних дев’яти планетарних прольотів, або гравітаційних допомог, для того, щоб отримати можливість вийти на орбіту навколо Меркурія пізніше цього року. BepiColombo також був запущений з найпотужнішою електричною рушійною системою, коли-небудь використаною в далекому космосі, з чотирма іонними двигунами з сітками для зміни своєї орбіти навколо Сонця між прольотами.
BepiColombo зараз знаходиться за кілька місяців від завершення своєї подорожі і більше не потребує плазмових двигунів. У четвер BepiColombo скинув секцію космічного апарата, що містила іонні двигуни. Ця частина космічного апарата, відома як Mercury Transfer Module, відповідала за генерацію енергії та забезпечення руху BepiColombo протягом восьмирічного круїзу.
Але рушійний модуль більше не був потрібен, і BepiColombo мав позбутися його перед виходом на орбіту в листопаді. BepiColombo є незвичайним тим, що насправді є стеком з трьох космічних апаратів: Mercury Transfer Module та Mercury Planetary Orbiter, збудований Європою, і Mercury Magnetospheric Orbiter з Японії, прозваний Mio.
Відокремлення рушійного модуля в четвер залишило європейський та японський орбітери, які все ще рухаються разом. Два космічні апарати розійдуться в грудні, невдовзі після прибуття на свою початкову орбіту навколо Меркурія. Кожен з орбітерів має власні прилади для наукових спостережень на Меркурії, тоді як трансферний модуль є мертвою масою.
Моніторингова камера на борту Mercury Transfer Module зафіксувала цей вид кратерованої поверхні Меркурія під час прольоту 8 січня 2025 року. Джерело: ESA/BepiColombo/MTM Караюче середовище
Нічого подібного до контрольованого розбирання BepiColombo ніколи не було здійснено в такому суворому середовищі, як область космосу поблизу Меркурія. Відокремлення Mercury Transfer Module відбулося на відстані 39 мільйонів миль (63 мільйонів кілометрів) від Сонця, менш ніж половини відстані до 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 апарата” зі “значним ризиком” чогось піти не так. Роз’єднання з трансферним модулем вимагало від решти космічного апарата взяти на себе генерацію енергії, рух та наведення, а також контроль температури, що є значною проблемою при польоті так близько до Сонця.
“Це те, що ми побачимо лише після роз’єднання, якщо воно спрацювало, і ми використовуватимемо кілька нових датчиків та механізмів як частину системи контролю положення”, — сказав Танко.
Декілька наукових приладів місії, включаючи її найкращі камери, були закриті рушійним модулем під час перельоту до Меркурія. “Лише після випуску трансферного модуля ці прилади побачать перше світло”, — сказав Танко.
Початкові дані свідчать, що все пройшло за планом у четвер. Космічний апарат виконав попередньо запрограмовані команди для від’єднання трансферного модуля, а чотири пружини відштовхнули дві секції. Телеметрія, завантажена з BepiColombo, показала, що сонячні батареї Mercury Planetary Orbiter генерували енергію.
“Вони не бачили Сонця під час фази круїзу”, — сказала Ельза Моньянон, менеджер операцій космічних апаратів BepiColombo в ESA. “Ми маємо підтвердження, що запаси енергії на космічному апараті позитивні, що сонячні батареї заряджають акумулятори, які були розряджені під час роз’єднання. 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 відправлення з Землі, і зараз готується до виходу на орбіту навколо Меркурія 21 листопада.
“Це дуже амбітна місія”, — сказала Санта Мартінес, менеджер місії ESA для BepiColombo. “Меркурій — це складне призначення. Туди дуже важко дістатися. Там дуже важко працювати через екстремальне середовище так близько до Сонця. Але що робить цю місію справді унікальною, так це те, що вперше в космічних дослідженнях ми доставляємо два космічних апарати до околиць планети, і ми виведемо їх на орбіту навколо цього таємничого тіла. Це дасть людству та науковій спільноті безпрецедентні погляди 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 орбітальної механіки, який допоміг NASA розробити траєкторію, що використовує планетарні прольоти, щоб дозволити 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, завершивши першу глобальну карту безповітряного світу перед завершенням своєї місії у 2015 році.
Ця інфографіка ілюструє ключові етапи прибуття місії BepiColombo до Меркурія. Джерело: Європейське космічне агентство Тепер настала черга BepiColombo.
“Залишилося ще дуже багато чого дізнатися”, — сказав Герінт Джонс, науковий керівник місії BepiColombo в ESA. “Нам потрібно скласти карту всієї планети з високою роздільною здатністю та відповісти на багато запитань, які виникли в результаті 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 підлоги кратерів на полюсах Меркурія можуть містити водяний лід, як і дно деяких кратерів на Місяці. “Ми хочемо розглянути його в нових кольорах, окрім тих, що ми можемо бачити власними очима, щоб дізнатися, з чого він складається”, — сказав Джонс.
Орбітер, збудований Європою, летітиме ближче до Меркурія, з камерами та приладами для вивчення поверхні планети. Менший орбітер Японії летітиме на вищій орбіті, з датчиками, налаштованими на виявлення магнітних полів, плазми та пилу. Планові наукові спостереження розпочнуться наступного квітня, якщо решта послідовності прибуття пройде за планом.
“Наявність двох космічних апаратів там — це прорив”, — сказав Джонс. “Це робить величезну різницю у розумінні впливу сонячного вітру на такі планети, як Меркурій, тому, фундаментально, ми хочемо дізнатися про походження цієї планети і як вона стала такою, якою є”.
Подробиці можна знайти на сайті: arstechnica.com