BepiColombo здійснив важливий крок на останньому етапі восьмирічної міжпланетної подорожі до Меркурія — найближчої до Сонця, розпеченої залізної планети.
Наукова місія, вартість якої становить майже 2 мільярди доларів, керується Європейським космічним агентством (ESA) за участі Японії та США. Від запуску у 2018 році BepiColombo наближався до Сонця, використовуючи плазмові двигуни та серію гравітаційних маневрів біля Землі, Венери та Меркурія. Ці маневри змінювали швидкість космічного корабля, спрямовуючи його до фінального зближення з Меркурієм цього року.
Наступного разу BepiColombo досягне Меркурія з правильною швидкістю, щоб гравітація планети захопила космічний корабель на орбіту. Вчені, що працюють над міжпланетними місіями, звикли до тривалого очікування наукових результатів. Наприклад, космічному апарату NASA New Horizons знадобилося майже 10 років, щоб дістатися Плутона від Землі. Виявляється, подорож до швидкого Меркурія та вихід на його орбіту вимагають більше енергії (delta-v), ніж відправлення зонда до Плутона.
Саме тому траєкторія BepiColombo передбачала безпрецедентні дев’ять планетарних гравітаційних маневрів для виходу на орбіту Меркурія пізніше цього року. BepiColombo також був оснащений найпотужнішою електричною рушійною установкою, коли-небудь запущеною в далекий космос, з чотирма іонними двигунами для зміни орбіти навколо Сонця між гравітаційними маневрами.
BepiColombo наразі знаходиться за кілька місяців від завершення своєї подорожі і більше не потребує плазмових двигунів. У четвер BepiColombo від’єднав секцію космічного корабля з іонними двигунами. Ця частина, відома як Mercury Transfer Module, відповідала за генерацію енергії та забезпечення руху BepiColombo протягом восьмирічного польоту.
Однак рушійний модуль більше не був потрібен, і BepiColombo мусив позбутися його перед виходом на орбіту в листопаді. BepiColombo є незвичайною місією, оскільки насправді це “стек” з трьох космічних апаратів: Mercury Transfer Module, Mercury Planetary Orbiter (збудований Європою) та Mercury Magnetospheric Orbiter (Mio) з Японії.
Після відділення рушійного модуля у четвер європейський та японський орбітери продовжують спільний політ. Два космічні апарати розійдуться в грудні, невдовзі після досягнення початкової орбіти навколо Меркурія. Кожен орбітер має власні наукові інструменти для спостережень, тоді як трансферний модуль став “мертвим” вантажем.
Камера моніторингу на борту Mercury Transfer Module зафіксувала цей вид кратерованої поверхні Меркурія під час прольоту 8 січня 2025 року. Кредит: ESA/BepiColombo/MTM Випробувальне середовище
Нічого подібного до контрольованого розбирання BepiColombo ніколи не робилося в такому суворому середовищі, як простір поблизу Меркурія. Відділення Mercury Transfer Module відбулося за 39 мільйонів миль (63 мільйони кілометрів) від Сонця, менш ніж за половину відстані до Землі, де панують екстремальні температури та інтенсивне сонячне випромінювання.
Ігнасіо Танко, керівник операцій місій до внутрішньої Сонячної системи в ESA, розповів журналістам, що це завдання “еквівалентне запуску нового космічного корабля” зі “значним ризиком” виникнення несправностей. Від’єднання трансферного модуля вимагало від решти апарата взяти на себе функції генерації енергії, навігації, управління положенням та терморегуляції, що є серйозним викликом під час польоту так близько до Сонця.
“Це те, що ми зможемо побачити тільки після відділення, якщо все спрацювало. Ми використаємо кілька нових датчиків та механізмів як частину системи керування положенням”, — зазначив Танко.
Кілька наукових приладів місії, зокрема найкращі камери, були закриті рушійним модулем під час транзиту до Меркурія. “Тільки після звільнення від трансферного модуля ці прилади побачать перше світло”, — сказав Танко.
Перші дані свідчать, що у четвер все пішло за планом. Космічний корабель виконав запрограмовані команди для від’єднання трансферного модуля, а чотири пружини відштовхнули секції одна від одної. Телеметрія, передана з BepiColombo, показала, що сонячні панелі Mercury Planetary Orbiter генерують енергію.
“Під час фази польоту вони не бачили Сонця”, — сказала Ельза Монтаньйон, менеджер операцій космічного апарату BepiColombo в ESA. “Ми маємо підтвердження, що запаси енергії на космічному кораблі позитивні, що сонячні панелі заряджають акумулятори, які розрядилися під час відділення. Це чудова новина”.
Шлях до Меркурія не завжди був легким. У 2024 році іонні двигуни BepiColombo втратили часткову потужність, і інженери продовжили місію на рік, щоб компенсувати втрату тяги. З моменту старту з Землі BepiColombo подолав понад 6 мільярдів миль (10 мільярдів кілометрів) і зараз готується до виходу на орбіту Меркурія 21 листопада.
“Це дуже амбітна місія”, — зазначила Санта Мартінес, менеджер місії BepiColombo в ESA. “Меркурій — складне місце для досягнення та роботи через екстремальні умови так близько до Сонця. Але унікальність цієї місії полягає в тому, що вперше в історії космічних досліджень ми доставляємо два космічні апарати до планети і виводимо їх на орбіту цього таємничого тіла. Це надасть людству та науковій спільноті безпрецедентні дані про Меркурій і 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 з використанням планетарних гравітаційних маневрів, що дозволило місії Mariner 10 тричі наблизитися до Меркурія у 1970-х роках. Космічний апарат NASA MESSENGER став першим зондом, що вийшов на орбіту Меркурія у 2011 році, створивши першу глобальну карту цієї безповітряної планети перед завершенням своєї місії у 2015 році.
Ця інфографіка ілюструє ключові етапи прибуття місії BepiColombo до Меркурія. Кредит: Європейське космічне агентство Тепер настала черга BepiColombo.
“Залишилося ще багато чого дізнатися”, — сказав Герейнт Джонс, науковий керівник проєкту BepiColombo в ESA. “Нам потрібно детально картографувати всю планету та відповісти на численні запитання, що виникли після першого детального дослідження системи MESSENGER”.
На перший погляд, Меркурій дуже схожий на Місяць: кратерована, майже однотонна сіра поверхня, бомбардована радіацією та постійним потоком мікрометеороїдів. У темних дніпровських кратерах на полюсах Меркурія, як і в деяких кратерах на Місяці, можуть бути запаси водяного льоду. “Ми хочемо вивчити його в нових кольорах, за межами видимих людським оком, щоб дізнатися, з чого він складається”, — сказав Джонс.
Європейський орбітер буде літати ближче до Меркурія, використовуючи камери та прилади для вивчення поверхні планети. Менший японський орбітер займе вищу орбіту, з датчиками, налаштованими на виявлення магнітних полів, плазми та пилу. Планові наукові спостереження розпочнуться наступного квітня, якщо решта етапу прибуття пройде за планом.
“Наявність двох космічних апаратів — це прорив”, — зазначив Джонс. “Це надзвичайно впливає на розуміння впливу сонячного вітру на планети, подібні до Меркурія. Тому, по суті, ми хочемо дізнатися про походження цієї планети та про те, як вона стала такою”.
Інформація підготовлена на основі матеріалів: arstechnica.com