Przełomowy moment misji BepiColombo. Jutro zobaczymy niezwykły pokaz

BepiColombo jest wspólną misją Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA) oraz Japońskiej Agencji Eksploracji Kosmicznej (JAXA). Ta wystrzelona 20 października 2018 roku podwójna sonda jest pierwszą europejsko-japońską misją do Merkurego i dopiero drugą w historii, która wejdzie na orbitę tej planety. Już jutro będzie miał miejsce pierwszy z serii manewrów, które wprowadzą dwa orbitery naukowe misji na ich wyznaczone orbity. Dopiero wtedy rozpocznie się najważniejsza część misji – badania naukowe.

W czwartek 3 września o godz. 14:00 czasu środkowoeuropejskiego (CEST) moduł transferowy (MTM), który od października 2018 roku napędzał sondę w jej blisko ośmioletniej podróży przez Układ Słoneczny, odłączy się od dwóch orbiterów naukowych misji. Wydarzenie będzie transmitowane na żywo z Europejskiego Centrum Operacji Kosmicznych (ESOC) w Darmstadt, począwszy od godz. 13:45 CEST. Oto transmisja na YouTube:

Najtrudniejszy manewr w historii ESA

Zanim jednak dojdzie do odłączenia, prędkość sondy względem Słońca musi znacząco spaść. Na tyle, by grawitacja Merkurego mogła ją przechwycić. Przez większość podróży BepiColombo pędził bardzo szybko. Dopiero połączenie napędu jonowego modułu transferowego z wielokrotnymi asystami grawitacyjnymi pozwoliło sprowadzić tę prędkość do poziomu zbliżonego do prędkości orbitalnej samego Merkurego, czyli około 48 km/s. Resztę hamowania, już bezpośrednio przy wchodzeniu na orbitę planety, wykona silnik chemiczny zamontowany na orbiterze MPO.

Odłączenie modułu MTM to dopiero pierwszy krok wieloetapowego i wyjątkowo złożonego procesu wejścia na orbitę. Po separacji zespoły naziemne będą nasłuchiwać sygnału z sondy, aby potwierdzić, że manewr przebiegł zgodnie z planem. Pierwszego kontaktu spodziewamy się nie wcześniej niż o godz. 15:53 CEST.

Na kolejną fazę misji będziemy musieli poczekać do listopada 2026 r. Wówczas orbiter planetarny ESA (Mercury Planetary Orbiter, MPO) oraz orbiter magnetosferyczny JAXA (Mercury Magnetospheric Orbiter, Mio) wspólnie wejdą na orbitę wokół Merkurego, by w grudniu ostatecznie się od siebie odłączyć. Operacje naukowe obu sond rozpoczną się w kwietniu 2027 roku.

Polski wkład w misję

Jednym z jedenastu instrumentów naukowych wybranych przez Europejską Agencję Kosmiczną na potrzeby misji BepiColombo jest MERTIS (MErcury Radiometer and Thermal Infrared Spectrometer). Ten spektrometr podczerwieni pozwoli opracować mapę mineralogiczną powierzchni Merkurego z rozdzielczością przestrzenną lepszą niż 500 metrów. Za realizację projektu odpowiada zespół kierowany przez prof. dr. Haralda Hiesingera z Institut für Planetologie w Münster, współpracujący z ośrodkiem DLR w Berlinie.

Członkiem konsorcjum odpowiedzialnego za budowę instrumentu jest Centrum Badań Kosmicznych PAN. Specjaliści z Zakładu Teledetekcji CBK PAN zaprojektowali i wykonali tzw. jednostkę pozycjonującą MPOI (MERTIS Pointing Unit). Jej zadaniem jest precyzyjne kierowanie polem widzenia spektrometru zarówno na powierzchnię Merkurego i w stronę głębokiego kosmosu, jak i na dwa ciała czarne o temperaturach 300 K oraz 700 K, służące do kalibracji urządzenia.

Konstrukcja musiała sprostać wyjątkowo surowym wymaganiom technicznym. Jednostkę przystosowano do pracy w temperaturach od -30°C do +70°C, wibracji oraz wysokiego poziomu promieniowania. Jednocześnie zapewnia ona dokładność ustawienia kierunku pomiaru na poziomie 0,8 minuty kątowej.

Znaczenie dla nauki

Pomiary wykonywane przez instrument MERTIS umożliwią m.in. określenie składu mineralnego i chemicznego powierzchni Merkurego ze znacznie większą dokładnością niż dotychczas. Znaczenie polskiego wkładu w misję wyjaśnia dr hab. Joanna Gurgurewicz z CBK PAN, autorka projektu badawczego dotyczącego procesów tektonicznych oraz formowania się skorupy Merkurego.

– Merkury wciąż należy do najsłabiej poznanych ciał wewnętrznej części Układu Słonecznego. Misja sondy NASA Messenger pokazała, że jego powierzchnia jest zaskakująco złożona i obejmuje odrębne regiony różniące się składem chemicznym. Ograniczona rozdzielczość instrumentów sondy sprawiła jednak, że wiele istotnych pytań pozostało bez odpowiedzi – mówi uczona.

Dodaje, że dane z MERTIS, zestawione z pomiarami pozostałych instrumentów BepiColombo, umożliwią stworzenie szczegółowych map rozmieszczenia różnych rodzajów skał oraz struktur geologicznych, między innymi uskoków i spękań. – Chcemy ustalić, czy Merkury nadal wykazuje aktywność geologiczną, czy pod jego powierzchnią mogą istnieć czynne komory magmowe, a także czego granice pomiędzy regionami o odmiennym składzie chemicznym mogą nas nauczyć o wulkanicznej i tektonicznej przeszłości planety. Merkury prawdopodobnie zachował ślady procesów geologicznych zachodzących ponad cztery miliardy lat temu. Jest więc wyjątkowym oknem na burzliwe początki Układu Słonecznego. Zapis tego okresu został na Ziemi już dawno zatarty przez tektonikę płyt i erozję – wyjaśnia dr hab. Joanna Gurgurewicz.

Chcesz znaleźć więcej inspirujących podróży, fascynujących odkryć i opowieści ze świata nauki? Skorzystaj ze specjalnej oferty prenumeraty magazynów National Geographic Polska i National Geographic Traveler.

Nasza autorka

Ewelina Zambrzycka-Kościelnicka

Dziennikarka i pisarka zajmującą się tematyką popularnonaukową, głównie kosmosem. Absolwentka Uniwersytetu Warszawskiego, przygodę z mediami rozpoczęła ponad 20 lat temu w redakcji „Życia Warszawy”. Poza pisaniem o polskiej i światowej nauce na łamach „National Geographic” współpracuje m.in. z „Wysokimi Obcasami” i kilkoma magazynami premium. Współautorka trzech bestsellerowych książek: „Człowiek – istota kosmiczna”, „Kosmiczne wyzwania” i „Odważ się robić wielkie rzeczy”. Ambasadorka Śląskiego Festiwalu Nauki. Pracuje w Centrum Badań Kosmicznych PAN i współpracuje z polskim Obserwatorium Cerro Murphy w Chile (OCM), którym zarządza CAMK PAN.